酷搜科技 科技杂谈 咋回事?这种麻雀竟有4种性别 交配都是个麻烦

咋回事?这种麻雀竟有4种性别 交配都是个麻烦

在科幻作品中,一些作者经常会把外星人描述为拥有多种性别,对于只有两种性别的地球人来说这似乎很难理解,但其实地球上很可能已经存在这种多性别的物种了,而且很可能普遍存在。

麻雀经常都是不起眼的鸟类,它们没有华丽外表,也没有特殊的叫声,不过北美的一种麻雀却被发现存在一些奇怪的行为,以至于人们相信它们拥有多性别。

这种麻雀在北美分布十分广泛,因为头部下方有一撮白色的羽毛而得名白喉麻雀。

不过很少有人会注意,其实白喉麻雀也有两种形态,这体现在它们的头顶上的羽毛上,其中一些白喉麻雀的头顶上是暗淡的棕褐色条纹,而另一些则有更艳丽的白色条纹。

咋回事?这种麻雀竟有4种性别 交配都是个麻烦
图:头顶花色不同

棕褐色条纹和白色条纹的白喉麻雀都有生理上的雄性和雌性,但是通过观察发现,在野外,99%的情况下,只有棕褐色条纹和白色条纹的雌雄麻雀才会组成家庭,而棕褐色条纹和棕色条纹的雌雄麻雀,以及白色条纹和白色条纹雌雄麻雀基本都不会组成家庭。

这意味着,这种麻雀除了常规的生理上的性别之外,很可能还有一种潜在的“行为性别”,这种行为上的性别让棕褐色条纹的麻雀只会找白色条纹的麻雀,而不是找那些与自己有着相似外观的麻雀。

咋回事?这种麻雀竟有4种性别 交配都是个麻烦

当我们只有两种性别的时候,其实任何一个个体都可以和种群内1/2的群体完成配对,但是像白喉麻雀这种情况,它们种群中的每一个个体其实只能找到1/4的群体配对。

因此,研究人员认为白喉麻雀的种群拥有四种性别,分别是棕褐色条纹雄性、棕褐色条纹雌性、白色条纹雄性、白色条纹雌性。

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白喉麻雀拥有新的性染色体

在哺乳动物中,性别的决定因素非常简单,在我们的染色体中拥有一条决定性别的染色体,经常用XY来表示。

当一个人获得Y染色体的时候,他就是男性,如果没有则是女性,由于只有男性才拥有Y染色体,所以后代的性别是由男性决定的。

鸟类和哺乳动物有类似的性别系统,只不过它们的性染色体是用Z和W来表示,同时它们是雌性拥有ZW染色体,而雄性拥有ZZ染色体,所以它们后代的性别是由雌性决定的。

白喉麻雀在常规性染色体上的表现和其它鸟类没有多大的区别,生理上的雄性和雌性也是有Z和W来体现,但是它们的2号染色体发生了一些突变,似乎正在朝着新的性染色体发展。

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其实,白喉麻雀这种奇怪的配对行为老早就引起了科学家的关注,但是受限于技术一直没有团队深入研究。

直到21世纪初,DNA测序的发展,来自加拿大的一对夫妻档研究人员才对白喉麻雀展开了基因研究,他们发现白喉麻雀的部分2号染色体发生了倒置。

在大多数鸟类中,2号染色体上的基因按一定顺序排列,可以简单地理解为从A到Z,但是白喉麻雀的其中一部分倒过来了,它们不是常规的L、M、N、O、P,而是P、O、N、M、L。

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其实染色体发生这种倒置是很常见的,但是通常只涉及少数基因,而白喉麻雀的2号染色体超过1000个基因发生翻转。

这意味着什么呢?其实,事情变得非常有趣。

首先,细胞在减速分裂的时候,染色体上的基因会发生交叉,比如一条染色体在减速分裂的时候,它可能获得另外一条染色体部分基因。

但是,这种基因交叉只发生在染色体上基因顺序正常的时候,也就是一对染色体差异很小的时候。

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所以,白喉麻雀发生倒置的2号染色体就不会有这种交叉了。

其实,正常情况下,我们体内只有性染色体是不会发生这种交叉的。正是由于男性的Y染色体和X染色体不会发生交叉,所以只要男性的性染色体上存在一些不好的基因就很容易遗传下去。

研究人员夫妻给出了一个猜测,他们认为我们的性染色体最初可能就是因为Y染色体发生了倒置,最终才有了现在决定性别的能力,而白喉麻雀的2号染色体可能就是正在发生的性染色体。

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其次,失去交叉能力的染色体片段,意味着这个倒置片段内的基因和性染色体上的基因一样会百分百遗传。

而对于白喉麻雀而言,这个导致的染色体片段决定了两个重要的特征——头顶的白色条纹和更具攻击性,两者百分百会被同时获得。

人们很早就发现,白色条纹的雌雄白喉麻雀都更喜欢鸣叫,声音也更响亮,同时在保卫自己领地方面都极具攻击性。

然而,它们都是更糟糕的父亲或者母亲,雏鸟孵化出来之后,拥有白色条纹的很少会费心照顾。

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棕褐色条纹在行为方面正好相反,它们领地意识较弱,也不喜欢大声鸣叫,但是无论雄性还是雌性都更加顾家。

虽然,在生理上白色条纹的雄性和雌性可以很好地配对,也能养育雏鸟,但是把它们放一起,后代的存活率会非常低,棕褐色条纹的放在一起也一样。

而把白色条纹的和棕褐色条纹结合的话,一个抵御入侵,以及寻找食物更强,另外一个更能照顾后代,这样可以大大提升后代存活率。

为了让基因延续,生物在自然选择中是很容易找到更好地解决方案,所以就出现99%的白喉麻雀家庭都是由白色条纹和棕褐色条纹组成的情况。

虽然,2号染色体在生理上似乎没有让麻雀做出太大改变,但是它的倒置明显决定了整个种群的行为,而这种行为就像是赋予该物种第二种性别特征一样。

最后

这项研究的其中一位研究人员(妻子)在发表了几篇相关论文之后,在2016年的时候就因为乳腺癌去世了,他们声称这种情况在自然界可能比较普遍的存在——许多生物可能都存在另外一个“行为性别”,只是没有人去研究而已。

但是,发生这种情况真的对种群延续有利吗?其实就我个人而言,觉得这并不是特别有利,想想能够与自己结婚的对象减半是种什么体验。

参考资料:

[1].https://www.sciencehistory.org/distillations/podcast/the-bird-with-four-sexes

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