出品|網(wǎng)易科學(xué)人欄目組 惜辰
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據(jù)《大西洋月刊》報(bào)道，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在介形蟲中，雄性性器官越大的物種滅絕速度越快。
人類目前所知的最古老的陰莖屬于一種4.25億年前的動(dòng)物，它的學(xué)名是Colymbosathon ecplecticos，意為“令人驚訝的游泳健將，而且陰莖很大”。不過，這里所謂的“大”是相對(duì)的。它大約只有5毫米長(zhǎng)，但據(jù)發(fā)現(xiàn)它的科學(xué)家描述，相較全身的長(zhǎng)度，它的陰莖“大而粗壯”。
對(duì)于介形亞綱動(dòng)物而言，這種現(xiàn)象并不罕見。在Colymbosathon ecplectico所屬的甲殼綱動(dòng)物中，介形亞綱（以下簡(jiǎn)稱介形蟲）是一個(gè)十分古老的群體。它們誕生于大約5億年前，迄今已分化成大約7萬種。乍一看，它們長(zhǎng)得像小粒的種子。仔細(xì)看，它們像是扭曲的蝦，被包裹在蛤蜊一般的堅(jiān)硬外殼中。雄性的外殼往往比雌性長(zhǎng)，因?yàn)樗鼈冃枰菁{一對(duì)大陰莖，以及大得驚人的精子。展開時(shí)，精子的長(zhǎng)度竟是它們本身的六倍。一些雄性介形蟲的生殖器占據(jù)著外殼多達(dá)三分之一的空間。
上圖和下圖分別是雌性和雄性介形蟲Cyprideis salebrosa。為了容納生殖器（灰色），雄性的外殼更長(zhǎng)。
這種夸張的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)是激烈的性選擇的結(jié)果，即，有機(jī)體為了占據(jù)求偶優(yōu)勢(shì)而演變出的特性。這種競(jìng)爭(zhēng)讓生物長(zhǎng)出了比例不協(xié)調(diào)的身體部位，如，孔雀的尾巴或鹿的角。孔雀開屏實(shí)際上是一種招搖而華麗的求愛方式。在介形蟲、蒼蠅、鴨子、海豚等許多群體中，這種求偶競(jìng)爭(zhēng)促使它們演化出形狀和尺寸各異的生殖器和精子。但對(duì)介形蟲而言，這種競(jìng)爭(zhēng)引發(fā)的卻是毀滅。
史密森尼學(xué)會(huì)的瑪麗亞·若昂·費(fèi)爾南德斯·馬丁斯（Maria Joao Fernandes Martins）及其同事研究了數(shù)十種介形蟲化石后發(fā)現(xiàn)，一些物種滅絕得更快——這些物種中，雄性的體型比雌性大得多，也把更多精力投入性行為中，并且擁有更大的陰莖。研究團(tuán)隊(duì)指出，重要的不是性器官的尺寸，而是它能帶來什么，介形蟲所遭遇的是自身滅絕的加速。
許多科學(xué)家試圖研究性選擇如何影響某個(gè)物種的命運(yùn)。馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校的帕特里夏·布倫南（Patricia Brennan）表示，“性選擇是否會(huì)令過大或過度華麗的生物更易消亡？或者，由于擁有更好的基因，性選擇能夠讓它們更好地克服挑戰(zhàn)或適應(yīng)環(huán)境？”
已有幾項(xiàng)研究支持了這兩種相互矛盾的假設(shè)，結(jié)果表明，性選擇可以防止滅絕、引發(fā)滅絕或不產(chǎn)生任何影響。但幾乎所有這些研究都針對(duì)仍然活著的動(dòng)物，研究方式僅僅是通過觀察種群趨勢(shì)、某一區(qū)域的絕跡或保護(hù)狀況來估計(jì)滅絕幾率。費(fèi)爾南德斯·馬丁斯指出，“這些結(jié)果中有許多都是不明確的。研究現(xiàn)存物種無法真正地分析滅絕?！?/p>
因此馬丁斯所在的團(tuán)隊(duì)決定研究介形蟲。該團(tuán)隊(duì)由吉恩·亨特（Gene Hunt）領(lǐng)導(dǎo)。介形蟲的硬殼可以歷經(jīng)漫長(zhǎng)的歷史而不被損壞，因此它們留下了許多可供科學(xué)家研究的化石。不同種類的介形蟲擁有各異的形狀，因此很容易追蹤出特定種類的興衰。雄性的體型長(zhǎng)于雌性，因此很容易區(qū)分性別，這在史前生物中實(shí)屬罕見。雄性介形蟲的外殼大小體現(xiàn)著陰莖大小，所以雖然這些柔軟生殖器早已腐爛消失，科學(xué)家們?nèi)钥赏ㄟ^整體尺寸來估計(jì)它們的大小。
馬丁斯研究了6600萬年至8400萬年前生活在密西西比河區(qū)域的93種介形蟲。她發(fā)現(xiàn)，雄性與雌性體型比例最大的物種滅絕得比雄性體型小得多的物種快10倍。平均而言，雄性性器官最大的物種僅存活了160萬年。而雄性性器官較小的物種存活了1550萬年。
這其中的原因或許在于，演化出相對(duì)較大的性器官和精子需要耗費(fèi)許多精力，這些精力本可投入到其它適應(yīng)行為。馬丁斯指出，短期來看，這有利于個(gè)體，因?yàn)樗軌驌碛懈嗟暮蟠?。但長(zhǎng)期來看，卻引發(fā)了一個(gè)問題。如果你忙于繁殖后代，用在應(yīng)對(duì)不斷變化的環(huán)境上的時(shí)間就會(huì)減少。
“這是一項(xiàng)很好的研究，”布倫南指出，“但很難預(yù)測(cè)介形蟲這種趨勢(shì)是否適用于體型更大的動(dòng)物。這些動(dòng)物的繁殖速度慢得多，數(shù)量也少得多。”有些雄性海象的體重比雌性重四倍多，這意味著它們注定要滅絕？孔雀的尾巴也象征著消亡？馬丁斯表示，“我們無法回答這個(gè)問題。這只是一項(xiàng)研究。”?
錫拉丘茲大學(xué)的斯科特·皮特尼克（Scott Pitnick）說，“但重要的是，科學(xué)就是這樣，一次完成一項(xiàng)研究。”他希望科學(xué)家們?cè)谶@方面展開更多的研究。“或許不存在單一的規(guī)律?，F(xiàn)實(shí)中，由于不同物種和環(huán)境所面臨的許多變量，性選擇可能保護(hù)物種免于滅絕，也可能增加滅絕的風(fēng)險(xiǎn)?！?/p>
皮特尼克補(bǔ)充，對(duì)介形蟲的研究也“凸顯了，如果我們想要充分理解生物的多樣性，理解精子的進(jìn)化是至關(guān)重要的?！弊赃_(dá)爾文以來，進(jìn)化生物學(xué)家一直試圖理解極端特征的演變，如，沉重的角和引人注目的羽毛。這些特征似乎適得其反，會(huì)帶來很高的代價(jià)。皮特尼克以同樣的方式思考巨型精子的作用，這種精子就像麋鹿的鹿角或鍬甲蟲的角，似乎是種武器或裝飾品。
馬丁斯補(bǔ)充道，在交配過程中，雌性介形蟲并不是被動(dòng)的。在與幾只雄性介形蟲交配后，它們會(huì)從中選擇某個(gè)精子與自己的卵子受精。這樣看來，它們或許是性選擇的最終仲裁者。這種令人困惑的選擇現(xiàn)象在動(dòng)物王國(guó)中非常普遍，而且研究難度更大，部分原因在于雌性的解剖結(jié)構(gòu)往往復(fù)雜得多。
馬丁斯表示，“我們對(duì)雌性動(dòng)物知之甚少，但我們知道這它們有著自己的故事。”
本文來源：網(wǎng)易科學(xué)人