嘴上“孤寡孤寡”的蛙，背地里却一夫三妻

原创 麦麦 核桃苗 果壳

这个七夕，最火的动物不是惨遭踩踏的喜鹊，而是——蛙。但别以为“孤寡孤寡”的它们当真孤寡，对于一些蛙来说，它们不仅找到了对象，甚至还能坐享齐“蛙”之福。

一夫多妻的蛙

最近，科学家第一次在蛙类中观察到了一夫多妻的现象。这种学名为 Thoropa taophora 的细趾蟾生活在巴西的雨林里，喜欢在潮湿、多岩石的地方交配产卵 。

一只雄蛙 | Fábio de Sá

在雄蛙的繁殖领地里，通常有固定的 2～3 只雌蛙，且其中一只占据相对主导的地位。研究者观察到了它们交配的画面：雄蛙与主导的雌蛙进行交配，而次要的雌蛙、有时还加上第三等级的雌蛙，则在一旁动也不动地“围观”。

不过，雄蛙并不只跟“大老婆”交配——虽然研究者没有记录到雄蛙与次要雌蛙交配的画面，但他们分析了 7 个领地里孵化出来的蝌蚪，其中“大房儿女”的比例从 56% 到 97% 不等。虽然与主导雌蛙交配得更多，但雄蛙并没有轻易放过留下更多后代的机会。

雌蛙之间似乎并不太平，她们都会吃领地里的卵。这时，雄蛙就会立马制止，有时是将雌蛙赶跑，有时则从后抱住雌蛙——像极了交配的姿势，但往往最终都并没有发生实质的交配行为。看起来，他只是柏拉图式地抱了她一下。

雄蛙与主导雌蛙（d）、次级雌蛙（s）和第三外围雌蛙（p）| 参考资料[1]

对于一夫多妻的繁殖方式，雄性获得的好处十分明显，他们可以留下更多的后代；但雌性能获得什么，科学家还不清楚。他们猜测，相比于与没有配对的雄性交配，雌蛙与已经配对过、拥有较好领地的雄性进行交配，繁殖成功的可能性或许更大。

在长达 10 个月的繁殖季中，雄蛙总是与固定的这两只雌蛙交配。动物的行为自不必用人类的准则来衡量，但如果套用“忠诚度”来评价的话，这些雄蛙仍是忠诚的——虽然是同时对两位伴侣保持忠诚。

血肉相融的鱼

一些����鱼的雄性倒是没法不忠诚，毕竟它们交配的方式，是把自己融进雌性的身体里。

这些����鱼的雄性比雌性小得多，身体大小相差可能有 60 倍。当雌雄相遇时，雄鱼会紧紧咬住雌鱼的肚子，释放出一些能够溶解皮肤的物质，让自己的血管和组织与对方融合在一起。有的����鱼只是暂时性的依附，有的则永久与对方融合，然后雄鱼的器官逐渐消失，最终只把含有精子的生殖腺留在雌鱼体内。这种繁殖方式，被称为“性寄生”。

雄性����鱼（Humpback anglerfish）依附在雌性的腹部上 | Edith A. Widder

生活在黑暗无光的深海里，雄性����鱼能够遇到交配对象不容易，他们为此还发展出了敏锐的嗅觉。这种献出自我吃软饭的方式，能帮助它们留下后代；但这还不是最拼的——为了繁殖，����鱼甚至舍弃了一部分的免疫功能。

出于自我保护，生物体的免疫系统会排斥异物，例如人体在接受移植的器官时，就很容易出现免疫排异反应；但雄性����鱼却没有被雌性排斥。研究发现，����鱼与后天免疫系统相关的重要基因已经发生了改变，使得它们不会攻击外来的组织和细胞。一些雌雄体永久融合的����鱼，甚至不会产生功能性抗体和T细胞；而就算是短暂相连的种类，它们的基因也有类似的变化。

这只雄性����鱼（Photocorynus spiniceps）则在雌性的背上 | Theodore W. Pietsch / University of Washington

要生崽还是要保护，����鱼选择了前者。但科学家推测，这些深海鱼或许已经发展出了其他的免疫方式，可以让它们两者兼得。

包办致死的甲虫

包办婚姻的一夫一妻、自由恋爱的一妻多夫，哪者更好？研究者在这种叫做赤拟谷盗（Tribolium castaneum）的小甲虫上找到了可能的答案。

赤拟谷盗 | University of East Anglia

赤拟谷盗是一种会偷吃储备粮食的小甲虫；只要一个月，它们就可以完成出生到繁殖的生命周期，一只雌性能产下数百枚卵。强大的繁殖能力，不仅有助于生存，也让它们备受科学家的喜爱。在这个实验中，研究者将它们被分为了两组——

“包办婚姻”组：

每一代都没有选择配偶的权利。上一代生下的雌雄甲虫，被随机配对成一夫一妻的组合，继续进行繁殖；

“自由恋爱”组：

每只雌性拥有选择配偶的自由，1 只雌性可以自由地与 5 个雄性生儿育女。

这个实验从 2005 年开始，在十多年的时间里，两组甲虫按照各自的传统分别繁殖了 95 代。按照实验设置，它们的后代随后则需要生存在恶劣的环境中，比一比哪组的生存能力更强。

结果，“自由恋爱”组繁育出来的甲虫，对恶劣条件的抵抗能力更强；直至挑战的最后，也有 60% 的虫卵能够正常长大；而被迫经历“包办婚姻”的甲虫，还未等到挑战结束就断子绝孙了……

研究者认为，“自由恋爱“的甲虫，雌性有机会在 5 只雄性中选出条件最好的配偶。这种性选择的压力，可以剔除掉种群中的有害基因，并将优秀的基因传递给后代，让它们更为强健。

心碎的荠菜

如果要说自然界中有什么是心形的，我的第一反应是小时候在路边看到的某种荠菜的果实。

荠菜（Capsella bursa-pastoris）和其他的荠属植物都会结出心形的果实 | Wilhelm Zimmerling PAR / Wikimedia Commons

科学家发现，荠菜果实的形状与一种蛋白酶有关。如果这个蛋白酶对应的基因发生了突变，这种荠菜（Capsella rubella）的果实就不会长出两个翘翘的肩膀，而是变成一个倒三角的形状——科学家将这种蛋白酶命名为“心碎蛋白”（HEARTBREAK）。“心碎蛋白”可能是通过调控蛋白质翻译后修饰的过程，调节生长素的合成途径，最终影响了果实的形状。

野生型的红荠（左）与心碎蛋白基因突变后的红荠（右）| 参考资料[4]

荠菜属的植物，和我们吃的大部分蔬菜一样，都属于十字花科。十字花科的果荚形状各异，这个研究或许可以为这些植物的演化提供证据。由于“心碎蛋白”的改变，荠菜结出了非心形的果实，这算不算是心碎暂且见仁见智；但这项研究成功在期刊上发表，想来“心碎蛋白”至少没让这位研究者心碎。

全球征婚的蜗牛

旱的旱死，涝的涝死，别说一夫一妻了，有的动物连对象都讨不到。来自英国的蜗牛杰里米（Jeremy）大概是（曾经）最著名的单身汉，毕竟几年前，还有人为它举行了一场全球征婚。

上面是左旋蜗牛杰里米，壳上的花纹是逆时针的；而下面是一只右旋蜗牛，花纹是顺时针的 | Angus Davison / University of Nottingham

杰里米是一只罕见的左旋蜗牛。通常来说，蜗牛是右旋的，它们壳上的花纹是顺时针的，壳的螺旋纹在身体右侧，同时生殖器也位于右侧——因而交配时，它们会爬到对方的右边。但对于镜像翻转的杰里米来说，左右在它的身上全反了。当其他蜗牛爬到它的右侧时，它们没法按照传统交配，也不会灵活变换姿势。

2016 年，研究者为杰里米发起了一场全球征婚，给它找来了两个“百万里挑一”的左旋蜗牛。就在万众瞩目之下，杰里米的两个相亲对象选择了彼此……蜗牛大多都是雌雄同体，这三只左旋蜗牛，彼此之间都能进行交配。

右二为杰里米，其他四只是征婚活动中征集来的左旋蜗牛 | Angus Davison / University of Nottingham

好在结局总是圆满的，杰里米最终还是得到了交配的机会，并在死前有了自己的孩子。当初的这场全球征婚，总共征来了 45 只左旋蜗牛。在今年 6 月的一项研究中，科学家报道了这些蜗牛后代的情况。这群左旋蜗牛至今繁衍了三代，总共产生了将近 15000 只后代，其中绝大部分都是右旋的，它们并没有继承父辈的特征。

也就是说，左旋蜗牛仍然罕见，或许也仍将孤独。

孤独的苏铁

同样是等待配偶，伍德苏铁（Encephalartos woodii）就没有左旋蜗牛那么幸运了。

南非德班植物园里的伍德苏铁 | Purves, M. / Wikimedia Commons

这可能是世界上最孤独的植物。1895 年，植物学家约翰·梅德利·伍德（John Medley Wood）在南非发现了第一棵伍德苏铁；100 多年过去，我们却从未找到新的伍德苏铁——我们所认识的第一棵，或许是它们种群里的最后一棵。

苏铁是一类非常古老的植物，在恐龙的年代里，它们遍布世界各地，占所有植物的 1/5。但随着新的植物演化出来，苏铁的生存优势越来越小，种类和分布的范围也越来越少。或许是因为不够常见，它们还常被误认为是棕榈或蕨类植物。

恐龙时代，苏铁遍布 | John Sibbick

伍德苏铁看起来就有点像棕榈，高可达 6 米，树干直径为 30～50 厘米。被人类认识的这棵伍德苏铁是雄性的——和银杏一样，苏铁也是雌雄异株；必须同时存在雌株和雄株，它们才能繁殖。但时至今日，我们仍未能给它找到配偶。

伍德苏铁已经被宣告“野外灭绝”了，它们现在生长在一些植物园里。苏铁会长出吸芽，吸芽能发育成一棵完整的植株；但这种情况如同克隆，得到的所有伍德苏铁都是最初那棵的分身——当然也都是雄性，无法交配繁育后代。另一种让伍德苏铁不那么孤独的可能，是它似乎可以与亲缘关系颇近的另一种苏铁（E. natalensis）繁殖；但目前看来，它们终究也不是同一种植物。

橙色的雄球果 | Purves, M. / Wikimedia Commons

发现伍德苏铁时，伍德将一株吸芽寄给了伦敦邱园。2004 年，这株伍德苏铁第一次长出了带有花粉的橙色雄球果，这意味着它已经做好了繁殖的准备。可惜，它的准备落了空。

它们经历过这颗星球的跌宕与变迁，见证过同伴的繁荣与灭亡，如今孤独地生活在这里。也不知道最终的结局，是结束孤独，还是孤独地结束。

……

七夕的第七个物种，留给正在看手机的智人（Homo sapiens）吧。不管是自由潇洒地享受单身，还是怦然心动地盼待某人，抑或是正与爱人共度好时辰，都希望你度过了一个愉悦的七夕。

参考文献

[1] Fábio P. de Sá, Rafael C. Consolmagno, et al. Unexpected reproductive fidelity in a polygynous frog (2020). Science Advances, 6(33): eaay1539. DOI: 10.1126/sciadv.aay1539

[2] Jeremy B. Swann1, Stephen J. Holland1, et al. The immunogenetics of sexual parasitism(2020). Science: eaaz9445. DOI: 10.1126/science.aaz9445

[3] Joanne L. Godwin, Alyson J. Lumley, et al. Mating patterns influence vulnerability to the extinction vortex(2020). Global Change Biology. 2020;00:1–14. DOI: 10.1111/gcb.15186

[4] Yang Dong, Mateusz Majda, et al. HEARTBREAK controls post-translational modification of INDEHISCENT to tegulate fruit morphology in Capsella (2020). Current Biology 30, 1–9. DOI: 10.1016/j.cub.2020.07.055

[5] Angus Davison. Internet ‘shellebrity' reflects on origin of rare mirror-image snails (2020). Biology Letters, 16(6). DOI: 10.1098/rsbl.2020.0110

[6] https://www.npr.org/sections/krulwich/2011/05/10/136029423/the-loneliest-plant-in-the-world

作者：麦麦，核桃苗

原标题：《嘴上“孤寡孤寡”的蛙，背地里却一夫三妻 | 七夕迷思》

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