為什麼研究海膽的生育能力有意義 [摘錄]

在谷歌上搜索“海膽受精”,你會發現許多動畫和影片,展示的是單個海膽精子找到通往卵子的家園的過程 

封面設計:羅布·格羅姆。封面照片:來自 Bluehand/Shutterstock 的海馬

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摘錄自《海洋性愛:我們與變性魚、浪漫龍蝦、古怪魷魚以及深海其他鹹味情色的親密聯絡》,作者:馬拉·J·哈特。由聖馬丁出版社出版。版權所有 © 2016。(《大眾科學》和聖馬丁出版社均為霍爾茨布林克出版集團的一部分。)

誠然,在地鐵上發生自發性行為有點牽強(而且對於經常乘坐G線地鐵的人來說可能令人作嘔)。但性行為依賴於人群的想法並非誇大其詞——尤其是對於那些不太靈活的生物來說。

以海膽為例。幾隻洩露精液的雄性海膽會導致附近整個海膽群釋放出精子云,它們透過頭頂的孔洞泵出精子。通常情況下,雄性往往會先釋放它們的精子,然後是雌性。這是一個熟悉的模式,在海參和鮑魚等生物中也存在。對於海參——海星和海膽的軟糯、香腸狀的親戚——研究人員認為,雄性和雌性產卵時間之間的輕微延遲可能有助於提高受精率。雄性釋放的精子在底部附近形成濃密的雲,雌性漂浮的卵必須穿過這些雲才能到達水面。


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一般來說,像海參、海星和海膽這樣的底棲無脊椎動物往往不會移動很遠,當然與遷徙的藍鰭金槍魚相比是這樣,甚至與鱟相比也是如此。(深海物種可能是一個例外,因為它們必須在相當遠的距離內搜尋稀疏的食物供應。)但在沿海和淺海,許多無脊椎動物都待在離家很近的地方——管足只能帶你走那麼遠。當到了交配的時候,這些物種會與它們的鄰居擁擠在一起,個體向水流中釋放數百萬(有時是數十億)的精子和卵子。

具有諷刺意味的是,這種提高受精成功率的策略也可能構成重大威脅:即使在廣闊的海洋中,也可能存在過多的精子。對於動物界中的大多數卵子來說,多精受精——多個精子穿透一個卵子——是致命的(那些挑剔的雌性櫛水母是一個罕見的例外)。為了瞭解發生了什麼,我們必須深入到微觀前線,即精子與卵子相遇的地方。性別之戰甚至在這個單細胞水平上也在繼續進行,而且,信不信由你,海膽是研究這類東西的首選動物。海膽是一個極其多樣化的群體,它們的大小可以像一顆小的棕色毛刺,也可以像巨大的、壘球大小、長著長刺的黑色海膽一樣,它們揮舞著四到十二英寸的針狀刺。它們看起來更像是中世紀的武器,而不是它們真正的身份:水下割草機。海膽令人印象深刻,接觸起來是災難性的,它們可以從淺水區到數千英尺深的地方找到,從最溫暖的熱帶海洋到北冰洋的海底平原都有它們的身影。

在谷歌上搜索“海膽受精”,你會發現許多動畫和影片,展示的是單個海膽精子找到通往卵子的家園的過程。為什麼有這麼多關於海膽性行為的影片?因為研究海膽的受精是有意義的。它們很容易飼養在水族箱中,可以按需產卵(只需快速注射氯化鉀,也就是海膽射精液),一旦進入水中,它們的配子很容易收集,而且因為受精發生在體外,所以比在例如大象體內更容易觀察和操作。而且,並非不重要的一點是,動物權利保護組織尚未代表被圈養的海膽進行遊行示威。

所以,任何接受過生育治療的人,任何成功嘗試過試管嬰兒的成千上萬對夫婦,尤其是任何估計有 500 萬或更多的人,他們現在因為這種輔助生殖技術而存在——都應該感謝海膽。所有這些創新都建立在對精子和卵子碰撞時實際發生的情況的基本理解之上。而我們是透過研究海膽瞭解這一點的。

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