【海洋之谜】揭开海马的繁衍生息之谜

海马是海洋中最优雅、最令人好奇的动物之一，它们长年累月恪守的一夫一妻制生活方式打破了生物学的金科玉律———由雄性而非雌性承担起怀孕并生产幼子的重任。不过多年来，雄性海马如何交配、产子一直是困扰科学家的难解之谜。
  雄性产子的特殊例子
$ V# e$ l" |) X* N) T. r2 i) w  日前，科学家终于解开了这一谜底，同时他们在此过程中还发现，这些不同寻常的鱼类可能要比海洋生物学家此前认为的更易受到环境污染的危害。科学家原本认为，由于雄性海马下腹前方有个“育儿囊”(如同袋鼠的育儿袋)，卵子和精子在里面结合，海马的卵子和精子因此不会受到外部污染物的危害。但研究人员在对雄性海马解剖后发现，海马首先会将精子直接排到海水中，然后这些脆弱的“生殖细胞”才会迅速回到“育儿囊”这个保护性环境中。
  科学家相信，这一重大发现也许能够解释海马为何比生物学家此前想象的更易遭受重金属(如汞)等环境污染物的伤害。同绝大多数动物中的性别分工不同，在海马群体中，雄性承担起生儿育女的重任，日日夜夜照顾藏在下腹前方“育儿囊”的受精卵。雄性海马育儿囊的作用同雌性哺乳动物的子宫很相似。
6 j+ _4 r# [5 L0 Z2 t/ H  受精卵紧紧贴在父亲育儿囊的薄壁上，沐浴在为它们的成长带来营养和氧气的液体之中。雄性海马受孕，产下后代，这也是动物王国中唯一由雄性产子的特殊例子。科学家多年前就清楚，在同雄性海马亲密接触时，雌性海马会将卵子直接排到雄性的“育儿囊”中。另外他们还推测，雄性海马也会把自己的精子直接排到育儿囊中，以确保自己不带“绿帽子”，替别的海马养育子女还蒙在鼓里。不过这一点从未得到科学证实。
  同多数鱼类繁殖方式相同
" ?% B3 m- x9 O2 y* w# f8 A  然而，英国伦敦动物学研究所的卡特莱恩·范鲁克博士和同事在对普通雄性海马或黄色雄性海马进行解剖研究之后，发现事实并非如此。雄性海马的精子会排入身边的海水，这种繁殖方式同大多数鱼类相同。范鲁克博士说：“我们发现，雄性海马的输精管其实是通向外边的，这意味着精子在进入育儿囊之前，必须要经过海水。也就是说，海水直接同精子发生接触，而育儿囊在敞开让精子进入时，必定会同海水直接接触。海水中存在的环境污染物因此会同精子和卵子发生直接接触。”
  此前一些研究表明，海水中含量相对高的汞能抑制海马精子的灵活性(即游动能力)。范鲁克博士表示，如果海马精子同海水直接接触，这意味着它们更容易受到环境污染物的危害。伦敦动物学会科研部门主任比尔·霍尔特教授表示，此项研究发现对海马保护尤为重要，因为这将进一步加深科学家对这种易受外界影响的鱼类如何繁殖的了解。霍尔特教授说：“这有助于我们深入理解全球气候变暖、污染等环境变化对海马繁殖能力的影响。”
% K6 P* n# }9 J+ W  在33个海马种类中，9个已被列入易受影响物种名单，1个被列为濒临灭绝的物种。其余二十多个种类是否面临严峻的外部环境威胁目前尚不得而知。由于晒干后当作传统药物出售，用于治疗包括哮喘、性功能障碍等各种疾病，亚洲的海马贸易十分猖獗，它们还被水族馆当做供人观赏的宠物。还有许多被抓住后晒干作为诱饵，用于捕抓其它海洋动物，如捕虾。
  此外，范鲁克博士及同事还发现，海马还可生成两种不同的精子，一类具有伸长的小头，另一类具有更大的头。她说：“这项研究表明，雄性海马的这两类精子确实不参与卵子受精过程，它们是此前繁殖方法的残留物。在这种繁殖方法中，雄性海马在海水中使卵子受精，然后再让它们进入自己的育儿囊。”
  一夫一妻制原因得解
: U5 c; X! n3 I9 L$ M, J1 D! P  谢菲尔德大学进化生物学家蒂姆·伯克希德教授对精子生物学有着特殊兴趣。他表示这项研究发现有助于科学家更好地了解海马与众不同的繁殖模式，而这种严守一夫一妻制的海洋动物以及雄性海马在孵化和使卵子受精方面的作用可能都有其进化原因。伯克希德教授说：“它提供了有关杂交成本并不便宜的进一步证据。”
0 {& R/ [: Q9 P7 u  像海马之类的一夫一妻制动物物种由于不必在生成睾丸和精子上投入过多时间，因此节省了大量精力。这项研究也带来了一个疑问，那就是两类精子的出现，这确实是个难解之谜，因为其它所有拥有多精子类型的动物物种全部是杂交。伯克希德教授说：“研究海马的科学家寻求解开的下一个大谜团是发现其它物种是否具有两类精子，以及它们的功能如何。”传统进化理论认为，卵子和幼子一般都应由物种的雌性来抚养照看，因为它们对后代的最初投入远远多于雄性，比如卵子个头就比精子个头大。
  但是，如果雄性能保证自己的精子、而非竞争对手的精子让任何卵子受精，那么它在寻找卵子时可能就更具优势。一些生物学家提出，海马栖息地的环境可能有其独到之处，有益于让雄性从一夫一妻制生活方式和孵卵中受益。海马的游动能力不强，通常会用可盘卷的尾巴紧紧握在海藻上，一旦让雄性海马发现雌性海马，它便会死死拽住后者不放，至死不渝，专注于孵卵这种一妻一夫制的生活方式。