每至春夏，地中海里一些青春期的蝦們就會做出蝦生的重要決定：變?yōu)榕畠荷恚ΨN群的繁衍大業(yè)。而誰也沒想到，氣候變暖改變了“水質(zhì)”，變性過程將受到阻礙，雌性會越來越少，小蝦的王國也可能面臨危機。
吃下“小藥丸”讓雄蝦變雌
在地中海海域，居住著故事的主人公——藻蝦屬的Hippolyteinermis，俗稱海草蝦。這種小蝦總體來說不甚起眼。然而，科學家逐漸發(fā)現(xiàn)，這些小家伙著實有些古怪之處。
在正常條件下，海草蝦會自然發(fā)育為雄性，但也可以從雄性轉(zhuǎn)變?yōu)榇菩浴?ldquo;變性”的現(xiàn)象在海洋中不算稀奇，海洋中的性別轉(zhuǎn)變，不管是雄性轉(zhuǎn)變?yōu)榇菩赃€是雌性轉(zhuǎn)變?yōu)樾坌裕疾皇橐环N保持生殖優(yōu)勢的策略。
一般來說，序列性雌雄同體(指在生命歷程中會改變性別)的動物在性別發(fā)生轉(zhuǎn)變的階段，通常具有雙性性腺——擁有轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)才能響應激素的調(diào)控，改變性別。但令人迷惑的是，海草蝦的成年雄性個體內(nèi)沒有卵精巢(具有卵巢和精巢性腺細胞的雙性性腺)，它們的雄性性腺也不會受到卵巢分泌的荷爾蒙影響，更沒有雌性性腺芽。
為了解開海草蝦性別轉(zhuǎn)變的秘密，科學家耗費了很長時間追蹤海草蝦群，發(fā)現(xiàn)海草蝦的雌性中有來源于兩種截然不同的“蝦生軌跡”的個體。代號阿爾法的雌性個頭較大，由性成熟的雄性個體轉(zhuǎn)變而來，另一類代號貝塔的雌性海草蝦個頭比較小，在性成熟時就是雌性，從未經(jīng)歷過性別轉(zhuǎn)變。兩種雌性的生長速度和性成熟時間也不同，阿爾法雌性是雄性在冬季轉(zhuǎn)變過來的，而貝塔雌性到了夏季才性成熟。這樣分明的季節(jié)與性別的關(guān)聯(lián)讓科學家意識到，很可能是季節(jié)變化相關(guān)的環(huán)境因素影響了雌性的發(fā)育過程。
研究者分析海草蝦的腸道內(nèi)容物后發(fā)現(xiàn)，雄性和阿爾法雌性的飲食結(jié)構(gòu)，與貝塔雌性有明顯差異。雄性和阿爾法雌性以微藻、大型藻類、苔蘚植物和有孔蟲為生，而貝塔雌性主要以硅藻為食，這當然與它們性成熟時所處的季節(jié)有關(guān)。而貝塔雌性飲食結(jié)構(gòu)中主流的盾卵形藻小型變種在夏天爆發(fā)，跟貝塔雌性出現(xiàn)的時間點非常契合。科學家猜想，這種硅藻可能與仔蝦的“蝦生選擇”有關(guān)。經(jīng)實驗室和野外研究，科學家確認，這種硅藻中的某種代謝產(chǎn)物可以促進仔蝦雄性性腺快速凋亡，隨后一類數(shù)量較少的未分化細胞就會快速分化成雌性性腺，這只蝦就變?yōu)榱舜菩浴?/p>
春季出生的仔蝦在未經(jīng)世事的時候做出選擇成為貝塔雌性，不僅改變了個體的一生，對種群也非常重要。貝塔雌性雖然不如阿爾法雌性的個頭大，但科學家發(fā)現(xiàn)，蝦群在每年春季和秋季分別有一小一大兩次生育高峰，其中，貝塔雌性在九月交配產(chǎn)卵，是秋天生育高峰的主力軍，它們的出現(xiàn)維持了種群中合適的雌雄比例，對種群繁衍至關(guān)重要。
至此，海草蝦的性別發(fā)育模式總算有了一些清晰的邏輯。科學家推測，海草蝦很可能采取了一種幼蟲多型的策略，即后代中包括不同發(fā)育模式的幼蟲。在夏天發(fā)育的幼蝦借助周圍豐沛的硅藻“義無反顧”地成為貝塔雌性，并在秋季大量產(chǎn)卵。而出生于秋冬的幼蝦沒有環(huán)境的影響，會“循規(guī)蹈矩”地成為雄性，長大成年之后再“考慮”變成阿爾法雌性的事情。科學家認為，海草蝦費盡周折，既是受到食物來源季節(jié)性變化的影響，也是為了抵抗周圍其他十足目動物和魚類帶來的生存壓力，是自然界又一審時度勢、努力生存的好榜樣。
海洋酸化讓硅藻失效
研究海草蝦幾十年的科學家已經(jīng)開始擔心這個物種的安危。隨著二氧化碳排放增加，海洋環(huán)境逐漸酸化，對大量生物都帶來了影響，海草蝦群的“變性大師”盾卵形藻也不例外。科學家從海水中提取了這種硅藻，并在實驗室中培養(yǎng)它們。他們發(fā)現(xiàn)，當水體的pH值從8.2降到7.7后，盾卵形藻掌握的“變性術(shù)”似乎失去了作用。
研究者收集了pH8.2和pH7.7水體中生長的硅藻，喂給海草蝦幼蝦。用pH8.2條件下生長的硅藻喂養(yǎng)25天后，海草蝦的雌性比例能達到63.4±2.8%，而用pH7.7條件下生長的硅藻喂養(yǎng)卻只得到36.3±5.9%的雌性，這幾乎與不吃硅藻的陰性對照組雌性占比(31.7±5.6%)相差無幾。也就是說，pH7.7條件下培養(yǎng)的硅藻無法再給予海草蝦變性的能力。可能是硅藻改變了自身的代謝反應，誘導雄性性腺凋亡的神秘物質(zhì)也發(fā)生了變化。聯(lián)想到自然環(huán)境中的情況，貝塔雌性可能因此大幅減少，海草蝦不知耗時多久摸索出的“變性”之法就將這樣莫名其妙地被剝奪了。(孫琳鈺)
