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图虫创意

温情脉脉的洞房花烛夜,却是雄螳螂为后代献出生命的最后一夜;历经千难万险到达产卵地的太平洋鲑鱼,迎来的是完成使命后的集体死亡;雄性袋鼩连续十几天不吃不喝疯狂交配的后果,是油尽灯枯、悄然离世。这些看似极端的生命抉择背后,藏着的,是生命最底层基因密码中刻着繁衍”二字。

为了尽可能地延续基因,生物想尽了办法,甚至会亲手把自己送到另一半的嘴里,用一死了之的决绝,为后代成长腾出足够的生存空间。我们很多人都听说过螳螂小夫妻之间血色婚礼的故事。但其实在交配的那一刻,雄螳螂并不是心甘情愿献出生命的,它们也很想活下去,并且会想法设法避开死亡的结局。但很多时候,这确实避无可避。因为螳螂之间的交配,只要开始了就不会停止,甚至不管公螳螂是死是活,精子都能成功完成转移。所以很多时候,交配刚一开始,雌螳螂就会把公螳螂的脑袋直接摘掉,好确保这顿加餐不会白白跑掉。

而螳螂之所以会演化出这一套“性食同体”的求偶机制,为的是帮助即将受孕的螳螂妈妈储备更多蛋白质,好让受精卵更好地发育、提高后代的生存几率。

而这种看起来残酷的繁殖策略,在动物世界并非孤例。在我们熟悉的蜘蛛身上,就上演着类似版本的故事。首先,雌雄蜘蛛的体型差异往往极为悬殊。许多种类的雌蛛体型远超雄蛛,其长度可达雄蛛的三倍。而极端例子如澳大利亚红背蜘蛛(Latrodectus hasselti),雌蛛体重甚至可达雄蛛的200倍。加上雌蛛通常生性凶猛、攻击性强,前来求偶的雄性稍有不慎,就可能沦为雌蛛的“盘中餐”。

但是和雄性螳螂无路可逃的命运不同,蜘蛛交配并没有天生的“锁定”程序。所以为了在完成传宗接代使命的同时保全性命,雄性蜘蛛演化出了五花八门的应对策略:

跳蛛和狼蛛会通过狂热的舞蹈取悦雌蛛,尽量降低雌性的攻击性;而盗蛛则深知“彩礼”的重要——它们会用丝线精心捆扎猎物送给雌蛛,期待雌蛛饱餐之后能对自己“网开一面”。

但是部分雄蛛在第一次交配侥幸逃脱后,会冒着生命危险再次返回,为的就是通过多次交配增加后代数量,哪怕最终会因此被雌蛛吃掉也在所不惜。而还有一些雄蛛,在完成交配后并不急于逃命,反倒是争分夺秒地用特殊分泌物封死雌蛛的生殖板。这种“堵门”行为能够阻止雌蛛再和其他雄性交配,确保自己成为这场生殖战争的唯一胜利者。而为了实现这个目标,他们真的是连死都不怕。

而哺乳动物中的袋鼩,则是为了生孩子“殚精竭虑”的典范。

雄性袋鼩一旦进入发情期,就会在激素的作用下进入不吃不喝的癫狂状态,并且在2~3周的时间内,每天坚持和尽可能多的异性交配12~14个小时。而为了维持如此高强度的运动,他们的脂肪和肌肉会被快速分解、导致体重骤降,皮毛脱落,免疫系统崩溃,最终因为内出血和器官衰竭死亡。所以在袋鼩的种群里,90%的雄性都会在第一个繁殖季节后死亡,只有很少数能够活到第2年。但是作为一生只制造一次精子的“单次生殖”动物,勉强活到第二年的雄性袋鼩再也不会对雌性产生兴趣,也不会再有留下后代的可能。

肯为生儿育女牺牲性命的,绝非只有雄性。

雌性章鱼在交配后同样喜欢吃掉老公,但产卵之后,会彻底停止进食,寸步不离地守在还没孵化的小章鱼周围一边警戒护卫,一边推动水流冲洗章鱼卵,防止氧气不足、影响孵化。但动辄几个月甚至几年的漫长孵化时间,足以让任何一只章鱼妈妈熬到油尽灯枯。所以深海之中,每一只小章鱼都是孤儿,因为在它们还没孵化出来的时候,就已经父母双亡。但它们的出生本身,就带着源自父母共同牺牲换来的祝福。

除此之外,从大海中拼尽全力逆流而上的太平洋鲑鱼,同样是为了传宗接代不惜牺牲一切的典范。

无论雌雄,太平洋鲑鱼从进入淡水那一刻开始就完全停止了进食,全靠燃烧脂肪硬撑数千公里路程;一路上需要逆流穿越瀑布、险滩,躲过棕熊、白头鹰、还有人类的捕捞才能抵达目的地。据统计,最终只有0.4%足够强壮又足够幸运的鲑鱼能够抵达产卵地。

而等雌鱼和雄鱼在水底垒好巢穴、完成超过5000颗的产卵之后,它们的生命也走到了尽头。随着感染爆发、器官衰竭,成年鲑鱼会在几周内集体死亡,而堆积于河床中的尸体会被微生物、浮游动物还有昆虫分解消化,转变为幼鱼孵化后的第一份营养餐。

自私的基因的角度探讨。核心逻辑:利他善良,而是基因的“自私策略”。

当我们看到动物世界里这么多为了后代舍生忘死的付出之后,难免会心生触动,被他们的牺牲深深感动,但与此同时,你会不会升起这样的疑惑:利他、善良、这些如此复杂的想法,真的会出现在昆虫、鱼类还有低等哺乳动物身上吗?

生命的本质是一种携带着大量信息、并且还能不断自我复制的遗传物质,它们的诉求非常简单,就是怎么才能长长久久地传承下去。为了实现这个目标,基因形态从简单的RNA,扩展到了由DNA、蛋白质和RNA共同维系的遗传系统;生命载体从单个细胞演化出了多细胞的组织、器官、个体、甚至群体。但生命演化的目的和方向始终如一,就是怎样才能在这个多变的世界中,把生命携带的那些遗传信息安全高效地传递下去。

章鱼母亲绝食护卵直至死亡、雄性袋鼩交配后集体暴毙、太平洋鲑鱼洄游产卵后腐烂在河里,这些看似充满了自我牺牲和"利他主义"色彩的行为,实质上,全都是基因在严酷的自然选择压力下精打细算得出的最优解——通过个体生命的精准舍弃,换取基因拷贝的永续留存。

章鱼具有同类相食的天性,如果小章鱼和父母在同一片海域留存,生存竞争之下,幼崽就很有可能会被亲代捕食。所以交配后的雄章鱼,要么直接被雌性吃掉,要么会在两三周内自然死亡;而章鱼妈妈的绝食自毁,既能为后代孵化保驾护航,也能避免自相残杀的惨剧上演,让后代有更多机会顺利长大。

太平洋鲑鱼洄游繁殖需要跨越咸水和淡水屏障,单次往返的淘汰率惊人,所以与其让亲鱼存活、多次繁殖,不如采用“一次性繁殖”策略,投入所有资源,用最高的配子质量和最大的排卵数量,确保后代延绵不绝。就连雄性袋鼩疯狂的"自杀式繁殖",也能在提升自身后代比率的同时,在食物稀少季节为雌性及后代空出更多的生态位,确保基因延续。相比而言,大脑结构简单的螳螂和蜘蛛,牺牲的目的也最为直白,但正因为简单有效,所以一直流传至今。

不需配偶直接复制自身;伪装自己性别以获取交配机会

但既然繁殖的底层逻辑在乎的只是基因能不能有效传承,那么除了全力以赴甚至悲壮牺牲,还有哪些特殊繁殖策略能让动物在生存竞争中脱颖而出呢?

生活在美洲的新墨西哥鞭尾蜥蜴,它们的选择是“躺平”。这些从来不用为谈婚论嫁烦恼的小蜥蜴,一直靠孤雌生殖(Parthenogenesis)方式延续后代。所谓孤雌生殖,说的是雌性生物不需要经过受精,就能直接利用自身卵细胞、生出雌性后代的一种繁殖方式。在雄性数量过于稀少的时候,很多无脊椎动物还有少量脊椎动物会用这种方式来保证族群延续,等遇到雄性的时候,再重新恢复正常的两性生殖。而像新墨西哥鞭尾蜥蜴这种彻底变回单性繁殖的方式其实非常危险,一旦遭遇环境剧变或者病原体侵袭,很容易发生族群灭亡的惨剧。

还有一些动物,表演天分极佳,生儿育女全靠演技。

很多雄鱼在求偶繁殖的时候都会充满攻击性,会通过威胁和恐吓,圈定出自己的势力范围,所以体格粗壮的个体,在这个时候会非常占优势。

但同一个族群中,总会有一些瘦弱的雄鱼,能通过模仿雌性的外形和姿态,游走于强壮雄鱼巢穴周围。等真正的雌鱼被吸引到产卵地,顺利排出卵子的时候,这些伪装者会第一时间跑过去迅速排出精子,完成受精。然后在暴怒的强壮雄鱼还没反应过来之前,撒腿就跑、逃之夭夭。

除了智取,当然还能力敌。

我们都听过夏日蝉鸣,那其实是求偶的雄蝉正在声嘶力竭、呼唤心仪的伴侣。而那些声音洪亮,持续时间最长的雄蝉,通常能吸引来雌性的关注和靠近。但有这么一些雄蝉,它们总是一声不吭地埋伏在声音最大的雄蝉附近,当雌蝉路过身边的时候,它们会凭借养精蓄锐、以逸待劳的强壮体魄劫走新娘,轻松完成传宗接代的人生大事。

其实生命的延续,无所谓“温暖”或者“冷血”, 也没有什么“高尚”或者“卑劣”。很多动物行为和繁殖策略的形成,背后都只是基因在“自私”的衡量:这种模式、这种办法,到底够不够有效?它在乎的,不是个体的生死,甚至也不是种群的延续,而是特定的基因,有没有获得最大数量的复制。

但是,人类独有的文化传承,让我们具备了独立于生物学本能之外的自由意志,让我们能超越生死和基因的束缚,因为爱去抚养没有血缘关系的孩子长大,因为同情而愿意为拯救陌生人牺牲性命。所以,在我们为动物“利他”行为感动的时候,也别忘了为我们人类的“闪光”喝彩!

本文为科普中国·创作培育计划扶持作品

作者:李旭 中国科学技术大学副教授 中国生物化学与分子生物学会会员

审核:黄乘明 中国科学院动物研究所 研究员

出品:中国科协科普部

监制:中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

内容来自:科普中国创作培育计划

文章来源:科普中国