在300米下的漆黑深海,一種鮟鱇魚正在進(jìn)行神秘的交配儀式。
一條小小的雄性鮟鱇向不遠(yuǎn)處的一條雌性鮟鱇游了過來,之所以用“小小的”來形容它,是因為這種鮟鱇魚雌性的體型要遠(yuǎn)大于雄性。
雄性黑角鮟鱇與雌性黑角鮟鱇,雌性黑角鮟鱇體型能夠達(dá)到雄性的60倍左右 圖源:Solvin Zankl/Alamy
接下來,游到雌魚身邊的雄性鮟鱇用嘴咬住雌性的腹部,吸附在上面。
圖源:Science on Youtube
之后,它們的身體里的血管和肌肉都會慢慢地交融在一起,小小的雄魚再也離不開巨大的雌魚,它變成了雌魚身體的一部分。所謂的相愛永遠(yuǎn)不分離,說的大概就是這種動物吧。而這種神奇的交配方式,其實要以犧牲免疫為代價才能進(jìn)行。
工具魚的寄生生活
在與雌魚“水乳交融”之后,雄性鮟鱇魚自身也會發(fā)生變化——雄魚身上除了精囊,其他部分都會逐漸退化、消失,最終就成了雌魚身上的一個“肉瘤”。此時的雄魚在某種程度上已經(jīng)不能算作一個個體,而只能看作是雌魚身上的性器官了。
交配期間,雌魚會給雄魚輸送養(yǎng)分與激素,刺激雄魚在自己在排卵的時候同時排出精子,從而完成交配。簡單來說,雄性在這里就是一個專門負(fù)責(zé)生產(chǎn)精子的工具,而有的雌性鮟鱇甚至還可以同時擁有很多個工具魚。
科學(xué)家將這種現(xiàn)象稱為性寄生(Sexual Parasitism),性寄生雖然看起來很詭異,但也有它的道理。比如這種鮟鱇魚,雄性鮟鱇魚之所以會如此卑微,還是受環(huán)境所迫,畢竟深海烏漆嘛黑的,想找個雌性來交配繁殖,和大海撈針一樣,十分不容易。但如果寄生在雌性身上,變成一個專門提供精子的器官,繁殖就不是什么問題了。
當(dāng)然并不是所有的鮟鱇魚都會選擇性寄生。即便是性寄生,有的雄性鮟鱇魚也不會一輩子都寄生在雌性身上,而是會在完成交配任務(wù)之后瀟灑離去,繼續(xù)過自己開心的單身生活。
以犧牲免疫為代價的相愛
雖然在兩年前,科學(xué)家就拍攝到了深海鮟鱇的交配視頻,但有一個疑問一直都困擾著科學(xué)家們,那就是,為什么雄性寄生在雌性身上變成一個器官的時候,不會產(chǎn)生排斥反應(yīng)?
性寄生的約氏黑角鮟鱇 圖源:文獻(xiàn)1
在這里,我們先介紹一下什么是排斥反應(yīng)。
人和動物自身都會有一套免疫系統(tǒng),它能夠識別細(xì)菌、病毒、異物并對它們產(chǎn)生攻擊反應(yīng),來維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定和生理平衡,總的來說這是一種能對自身起到保護(hù)作用的機(jī)制。而有時候,免疫系統(tǒng)也會產(chǎn)生一定的“負(fù)效應(yīng)”,排斥反應(yīng)就是其中之一。排斥反應(yīng)這個詞更多用在醫(yī)學(xué)上,一般來說,如果因為某個器官損壞,需要進(jìn)行移植的時候,排斥反應(yīng)就是需要考慮的一大問題。因為移植的器官可能會被受者的免疫系統(tǒng)識別為“異己”,并對它進(jìn)行攻擊,這樣的話移植就會失敗。移植排斥反應(yīng)是一個大概率的事件,所以器官移植前一般都會進(jìn)行配型檢查,或者找有血緣關(guān)系的人進(jìn)行移植。
而雄性鮟鱇魚吸附在雌性身上的時候,也類似于器官移植(雄性器官移植),但它們并不會有排斥反應(yīng)這種顧慮,這一現(xiàn)象引發(fā)了科學(xué)家們的關(guān)注。最近,他們終于揭開了這種神秘交配儀式不會產(chǎn)生排斥反應(yīng)的秘密。
有兩條雄性寄生并融合在一條雌性鮟鱇身上 圖源:National Geographic
Thomas Boehm是研究免疫生物學(xué)和表觀遺傳學(xué)的科學(xué)家,他和他的團(tuán)隊弄來了一些鮟鱇標(biāo)本,對13種鮟鱇共31個標(biāo)本進(jìn)行了基因序列研究。
研究使用的部分魚種 圖源:Fish Art America、Fish Of Australia、Cosmos Magzine
其中膽星角鮟鱇會進(jìn)行一對一的終身性寄生,而密棘角鮟鱇、棘頭光棒鮟鱇、皇獨樹須魚的寄生是一對多的,也就是一條雌性會有多個“新郎”。其他的則是不會有性寄生行為、能夠正常交配的魚種。
通過對多種魚的基因序列進(jìn)行對比,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)性寄生的鮟鱇缺失了一種編碼為MHC的基因。MHC全稱為主要組織相容性復(fù)合體(major histocompatibility complex),存在于大部分脊椎動物基因組中,是免疫系統(tǒng)區(qū)分本身和異體的基礎(chǔ)。
根據(jù)基因的位置和功能,MHC被分為三類??茖W(xué)家主要研究了鮟鱇的第一類和第二類MHC,研究發(fā)現(xiàn),那些永久依附在雌性身上的雄性鮟鱇物種,編碼MHC的兩個基因完全丟失,這意味著它們失去了對抗異物的抗體,沒了抗體自然就不會出現(xiàn)排斥反應(yīng)。而對于那些暫時同居在一起的鮟鱇來說,雄性的免疫系統(tǒng)損失稍微小些,這也是它們能夠在交配完成后離開雌魚,繼續(xù)自己過日子的原因。
總之對于這些鮟鱇來說,愛得越深、越密不可分,后天免疫系統(tǒng)基因的變化就越極端。到目前為止,還沒有發(fā)現(xiàn)存在其他會為了交配放棄自己部分免疫系統(tǒng)的動物,畢竟免疫系統(tǒng)可是5億年來一直存在于脊椎動物體內(nèi)的重要保護(hù)機(jī)制。這樣看來,這種鮟鱇魚為了達(dá)成了它們不離不棄的愛,真的是做出了巨大的犧牲。
參考文獻(xiàn):
The immunogenetics of sexual parasitism DOI: 10.1126/science.aaz9445
Exclusive: ‘I’ve never seen anything like it.’ Video of mating deep-sea anglerfish stuns biologists DOI:10.1126/science.aat6446
https://en.wikipedia.org/wiki/Major_histocompatibility_complex
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