生长爆发可能决定七鳃鳗的性别

这种寄生鱼可能是首例生长依赖性性别决定的案例

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哺乳动物的性别由染色体决定,而许多爬行动物的性别由温度决定。但是对于以吸血为生的鳗鱼状生物海七鳃鳗来说,其幼虫的生长速度似乎控制着它们是雄性还是雌性。它们是已知第一个以这种方式进行性别决定的生物。

研究人员对海七鳃鳗(Petromyzon marinus)的性别决定几乎一无所知,并且长期以来一直对一些成年种群主要是雄性,而另一些主要是雌性的现象感到困惑。这些鱼以性器官未分化的幼虫开始它们的生命。大约一年后,它们会发育出性腺,再过几年(时间可能会有所不同),它们会变态成吸盘状口器的成年寄生虫。

密歇根州米勒斯堡美国地质调查局的生物学家尼克·约翰逊领导的一个团队,在通往五大湖的溪流及其附近发现了七鳃鳗的栖息地。一些地区生产力很高,食物充足,而另一些地区则是食物匮乏的非生产性地点。在采取措施确保没有野生七鳃鳗存在后,他们将1500至3000条带有金属丝标签的幼虫七鳃鳗释放到每个研究地点。


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研究人员重新捕获了带有标签的七鳃鳗,并在幼虫变态成成年并向上游迁徙后检查了它们的性别。他们发现,在食物充足的富饶河流中,七鳃鳗的体型较大,成熟较早,并且更可能是雌性。但是,在非生产性地点,较小的雄性七鳃鳗占主导地位,约翰逊的团队在3月29日发表在《英国皇家学会学报B》上的一篇论文中报告了这一发现1

雌性的食物

约翰逊认为,七鳃鳗独特的性别决定系统可能与幼虫密度或营养物质的可用性有关。当周围有大量营养物质时,幼虫七鳃鳗会生长得更大,而产生卵需要大量的能量。约翰逊解释说,在高营养环境中,产生卵是有道理的。

斯德哥尔摩大学的动物学家丽克·斯泰尔肯斯对七鳃鳗似乎有如此奇怪的性别决定机制并不感到惊讶。“鱼类的性别决定类型非常广泛,”她说。“有些完全受基因影响,另一些完全受环境影响。生长速度等生活史特征会影响性发育的发现是有道理的。”

渔业科学家对七鳃鳗的性生活非常感兴趣。了解它们的性别决定可能有助于控制自1930年代以来,沿着人造航道进入五大湖的入侵性七鳃鳗。密歇根州安娜堡五大湖渔业委员会的通讯主管马克·加登说,在“入侵的完美风暴”中,寄生性七鳃鳗已经严重破坏了本地鱼类种群。如今,美国和加拿大的渔业官员致力于控制入侵性七鳃鳗的数量,但这既费时又费钱。加登说,更好地了解幼虫的生长速度可以使他们将控制工作重点放在以雌性为主的河流上,雌性会产生更多的后代,从而节省资金。

马尼托巴大学温尼伯分校的进化生物学家玛格丽特·多克尔指出,七鳃鳗和其他无颚鱼也在进化史的早期从脊椎动物的进化树上分离出来。“了解七鳃鳗的性别决定将有助于我们了解脊椎动物性别决定的进化。”

本文经许可转载,首次发表于2017年3月29日

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