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第4章 动物的繁殖(1)

黄鳝改变性别

黄鳝是淡水鱼,人们非常喜食它。特别是在我国南方的一些城市,常在家庭和宴会的餐桌上见到它们,黄鳝味道鲜美而且营养丰富。人们也正是在对黄鳝的细致观察后,发现了鱼类中的一种特殊的繁殖方式——“改变性别”,因此可以说黄鳝拥有非常特殊的生物学价值。

早在20世纪40年代初,我国的科学家刘建康在研究黄鳝的繁殖习性时,就发现一个奇特的问题,在野外捕获的大量黄鳝中,性别与体长有明显的关系,较小的黄鳝主要是雌鱼,而较大的多为雄鱼。再进一步观察时,发现所有的黄鳝都要经过一个幼体的雌性阶段的发育,产卵以后又转为雌雄间体,长大后则完全变成了雄鱼。因此他认为黄鳝的雌雄鱼是由于发育的时间决定的,不是由不同的个体确定的。每条鱼都是先为雌性后为雄性。刘建康的论文发表后,在国际的科学界产生了极大影响,许多科学杂志都纷纷加以评论和介绍。英国着名的内分泌学家布鲁福曾在最权威的《自然》杂志上撰写评论文章说,这一发现对搞清鱼类的内分泌系统和鱼类的进化有极为重要的意义。

与多数鱼类不同,黄鳝的生殖器官卵巢和精巢都处于肠的右侧,像个管状的囊袋。性的转化是由于卵细胞的逐渐退化和精细胞的不断发育增多造成的,鳝鱼的生殖腺经历了雌性、中间性和雄性几个时期。控制黄鳝生殖腺发生变化的器官是在黄鳝的头部的脑垂体,垂体可以分泌几种激素,其中有两种叫做黄体生成素LH,和卵泡成熟激素FSH。当黄鳝的卵细胞发育初期,黄体生成素LH可以促进卵细胞的发育和成熟。随着时间的推移,垂体内分泌的卵泡成熟激素FSH不停地增多,它可以促进黄鳝产生成熟卵,当卵产出后,FSH又可促进精子细胞的发育和成熟。在黄鳝的变性过程中,两种激素的比例不断发生变化,前者不停地减少,而卵泡成熟激素则不断增多,正是这种激素的调节使黄鳝改变了性别。科学家们为了进一步证实脑垂体的调节作用,用鲑鱼脑垂体的一种促性腺释放激素(与黄鳝的卵泡成熟激素相似)注射到黄鳝的体内,奇特的现象发生了,很小的黄鳝很快就变成了雄鱼。

鱼类属于最古老的脊椎动物群类,它们在地球上生存的时间是鸟类和哺乳类动物的3倍还要多,所以一些鱼类的身体结构保留着一些低等动物的遗迹。例如在一些无脊椎动物中,常存在雌雄同体的动物,如:涡虫、蚯蚓和蜗牛,或孤雌生殖的动物,如:轮虫、水蚤、蚜虫等等,而在鱼类中也有孤雌生殖和雌雄同体的现象,除了雌性先成熟的黄鳝外还有雄性先成熟的黑鲷和雌雄同时成熟的鳚鱼等等。

金丝雀的繁殖

全丝雀的繁殖期在春季。温暖的春光诱惑着金丝雀的性腺活动。激起雄雀的雄激素和雌雀的雌激素大量产生,这是一连串发展的开端。

由于雄激素的产生使雄雀在求偶行为中不断地啼叫跳跃,激起雌配偶的雌激素产生。雄雀的不断刺激,雌雀开始收集日后筑巢用的材料,而体内卵巢内的卵开始快速长大日增,已到了像小粒珍珠那样大小。接着雌雀前胸的羽毛开始脱落而形成孵卵斑,脱毛处的皮肤特别敏感。巢快好时雌雀便准备好交配。雌雀开始产卵时,它的孵卵斑在将产卵时红得很透,这是皮下血管扩张而造成的结果。雌激素及其他次要激素产生的作用使排卵管扩张以便产卵,筑巢的最后阶段是雌雀的孵卵斑受到巢的材料摩擦刺激越来越严重,因此雌雀开始用软羽毛垫巢盆底,巢和激素的刺激促使雌雀产卵,每日产一枚卵,几天后产完卵,雌雀就开始孵卵,其他的家务诸如孵化期的守望工作由雄雀担任。

鸵鸟的求偶

大自然中的事物千奇百怪,鸵鸟的求偶现象就非常奇特。求偶过程中,鸵鸟都会有一番简单或是复杂的仪式,雄性往往采取主动,而由雌性采取主动,作出追求行为,一般是非常少见的。鸵鸟的交配之舞,正是这种动物界中反常行为中的例外,因此特别令人瞩目。雄鸵鸟在整个求偶活动内的身份不太像个追求者,倒更像个被追求者。虽然雄鸵鸟羽毛绚丽多彩、具有非常明显的标志,但其行动却不显出主动的姿态。

雌鸵鸟在进行繁殖求偶活动时,羽翮蹁跹地飘然起舞,试图引起附近的雄鸟注意。尽管在平常的大多时间里,鸵鸟的姿态总是笨拙不雅、滑稽和荒唐,但这时雌鸟跳出的求偶之舞却出奇地雍容高雅,仪态万端。在舞蹈过程中,当雌鸟对自己吸引雄鸟的魅力充满信心时,便会离群独行,而雄鸟则紧跟雌鸟,拼命追逐,最后的结局必是皆大欢喜,结成良缘。

达尔文蛙的“育儿室”

有自然界中的蛙类,一般的种类产卵数都有上万颗,而达尔文蛙的产卵数量仅20~30粒,这是因为达尔文蛙的幼儿得到了很妥善的保护,从而得以延续得后代。这种蛙是由智利出产的,达尔文发现并命名的蛙——达尔文蛙,雌蛙在繁殖期产30个很大含卵黄很多的卵,两只或三只雄蛙非常耐心地守在旁边护卫。两三个星期之后,胚胎发育成熟,透过薄薄的卵膜能够看到它们的活动。就在这时,每只雄蛙都用舌头拾取一些卵,几天内所有的卵都收集起来了,进到蛙的口中。令人奇怪的是,这些卵并非被吃进蛙胃,也不是放在口腔里,而是在蛙口前部的一个深皮褶里——起鸣叫作用的声囊,当蛙呱呱鸣叫时,我们能看见声囊膨胀成球好像扩音器。谁会想到声囊还能当孵化室。达尔文蛙的声囊又大又深,也许这是动物界里最安全最省经费的育儿室了。从声囊中孵化出来的蝌蚪,在其中生活,从卵黄中吸取营养,从父亲那里吸取氧气。当它发育完成、失去尾巴成为小蛙后,就以它进入时的相反方向经过父亲口腔离开。

雄刺鱼的爱巢

雄刺鱼一般在初春的时候,独自游离整个冬天都在一起的鱼群。它们从淡水深处游到温暖的浅水中,在这里生长的绿色植物形成了对刺鱼的刺激,于是产生了一系列行为反应:每条刺鱼都先选择一个区域,然后开始用植物在这个区域内筑巢,在雄鱼离开鱼群的时候,雄鱼的体色发生变换,由原来冬季暗灰色的“外衣”,更换成两腮和嘴下部粉红色、背部淡绿色的“春装”,这时它的性格也逐渐好斗。它占据并保卫这个地方不被其他雄鱼侵犯。雄鱼巩固领地之后,便开始筑巢行为。它先用嘴含住泥沙,吐在一旁,挖成一个浅坑,然后收集长条形的水草,堆在浅坑上,在上面来回游动,排出一种自肾脏分泌的粘液把水草粘合在一起。接着,用嘴把草团推拱成丘状,然后用身体把草丘中穿一条小隧道,一个供雌鱼产卵的精致的窝巢就筑成了。雄鱼在做窝的同时,体内的刺激物又使它体表的颜色发生变化,腹部变成鲜红色,眼睛发蓝,背部则呈蓝色。一旦雄鱼披上这身色彩斑澜的盛装,就开始了求偶的活动。一旦有雌鱼游进雄鱼的领域,雄鱼便在异性前游出之字形“舞蹈”,告诉对方自己是雄鱼。雌鱼则扬起头来接近雄鱼,表示响应。双方交换了婚嫁信息之后,雄鱼便向筑好的窝游去,雌鱼则在后面相随。在这一过程中,雄鱼体表的颜色和游动的之字形体姿是吸引雌鱼前来的刺激信号;而雌鱼充满卵细胞的膨胀发亮的腹部和扬头的游动姿态则能对雄鱼产生刺激作用,最后使求偶活动的成功。

分工合作的珍珠鱼双亲

结群或结队是社会行为中最简单的形式,它指的是很多个体都在一起,相互接近,相伴厮守。它们共同行事,全体成员都按约定的定时定向方式来活动,并以相互的影响,来达成这种一致。很多情况下,雌雄之间还会分工合作,这种分工不仅是指在交配活动中任务不同,还包括在育幼时也有相互合作的表现。

雌雄珍珠鱼是一对很称职的父母,它们在孵卵育幼的过程中会轮流地去教导保护幼鱼,使幼鱼刚孵化不久后,便能成群聚集,这样父母双亲易于照顾,又增加了安全指数。大鱼以很明显的“之”字形泳姿不断游动,幼鱼便都会跟随它行动,这样幼鱼们便被结成了群。当另一条大鱼来替班时,大鱼之间有一定的换班仪式,以保证幼鱼在换班的时刻不会跟从原来的大鱼游开,或分散开来,那么是一种什么样的方式呢?接班的鱼迅速直线游进鱼群,接着作之字形游动,而另一条被替下去的大鱼,则快迅直线游离,使鱼群不被干扰。显然之字形的泳姿更能吸引幼鱼的注意。

偷懒的杜鹃鸟

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