2011年3月7日

海馬的性生活

台灣的國中生真是很厲害,小小年紀就可以在考卷上寫到很多科學家都尚未解答的題目。像是考你海馬是體內受精還是體外受精,海馬是卵生、胎生還是卵胎生。明明教科書也沒有在強調這個,偏偏很多題目都會問這個。

體內受精還是體外受精?
去google 一下就會發現,很多人都說牠們是體外受精。其實我覺得要先把體內體外受精定義清楚,如果定義是「是否在母體內」,那說牠是(母)體外受精是可以;不過也有人說因為育兒袋不算是體內,牠算是體外的一個袋子,所以說牠是體外受精。

對於把牠們分類為在哪邊受精,其實很多篇研究寫的都不同,有的歸類為 Male internal fertilization,雄性的體內受精4,也有些研究稱這種受精為體外受精( fertilisation is actually ‘external’ )3。這方面的研究比較分歧,有人認為育兒袋在受精的那時候,育兒袋裡是灌滿海水的,所以精子是在海水裡游泳去和卵受精;但也有研究發現精子在雌海馬產卵順帶排出的分泌物中,運動的活性較佳。

卵生?卵胎生?胎生?

很多人以為母海馬把卵產在育兒袋之後,卵就受精了,不過實際上海馬的受精過程跟綜藝節目一樣緊張刺激。

在黃海馬(Hippocampus kuda) 的研究裡3,英國的研究人員發現了一些妙事。

公海馬從精管孔在海水中排出精子之後,精子要以3.7 um的體長,再度游回公海馬身邊進入育兒袋口,這距離至少有4mm。整個過程要在6秒鐘之內完成,因為6秒鐘之後,育兒袋口就會關閉。換成人類熟悉的度量單位,也就是你要在6秒鐘之內,移動身長約1000倍的距離。

身高170的你,有辦法在6秒鐘之內,跑1700m嗎?


下圖左邊:雄海馬在0-9秒的時候,育兒袋口打開來,10-16秒兩隻結合,第17秒的時候,育兒袋口已經關閉。
下圖右邊:SDO就是雄海馬排精子的地方,PO是育兒袋口。

Screenshot



除了時間短得驚奇之外,海馬的產精數量算是魚類最少的,有多少?雄海馬兩顆睪丸加起來大約只有300隻精子,所以精子之間的競爭比起其他動物要少很多了。


很多中文資料都說海馬是卵胎生,不過研究人員也發現海馬的育兒袋在胚胎發育時,內膜的構造會改變,提供胚胎許多協助,而不僅只是物理性的保護。比如,育兒袋可以調節袋內滲透壓,氧氣濃度。

育兒袋裡長這樣,你覺得育兒袋算體內還體外?

Screenshot-1



Screenshot-2



也有研究人員以同屬海龍科的Syngnathus fuscus(某種海龍)進行研究,在懷孕的雄性身上注射一種有C14標記的胺基酸,結果發現胚胎也會出現這種物質1
這些證據顯示,雄海馬不只是單純的把卵放在育兒袋裡,牠給小海馬的比我們想像得還要多。

參考文獻

  1. Haresign TW, Shumway SE. 1981. Permeability of the marsupium of the pipefish Syngnathus fuscus to 14C-alpha amino isobutyric acid. Comp Biochem Physiol 69a:603–604.
  2. Stölting, K. N. and Wilson, A. B. (2007), Male pregnancy in seahorses and pipefish: beyond the mammalian model. BioEssays, 29: 884–896. doi: 10.1002/bies.20626
  3. Van Look KJW, Dzyuba B, Cliffe A, Koldewey HJ, Holt WV. 2007. Dimorphic sperm and the unlikely route to fertilisation in the yellow seahorse. J Exp Biol 210:432–437.
  4. Watanabe S, Hara M, Watanabe K. 2000. Male internal fertilization and introsperm-like sperm of the seaweed pipefish (Syngnathus schlegeli). Zool Sci (Tokyo) 17: 759–767.


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