水螅為何既能當「父親」,也能當「母親」呢?

本文通過說明亞伯拉罕・林克发现水螅及其繁殖方式的过程,介绍了水螅无性繁殖和有性繁殖两种方式的特点、差异及适用环境,解释了水螅既能扮演“父亲”又能扮演“母亲”的原因。

水螅為何既能當「父親」,也能當「母親」呢?

1740 年,日内瓦一位伯爵家中的家庭教师亞伯拉罕‧昆布里 (Abraham Trembley) 正在為孩子們上課。伯爵家附近有一條清澈的小水沟,長满了青苔。昆布里對這里非常感興趣,每次上完課後,他都会采集一些水生植物带回家观察。一天,他發現了一種很小、很奇特的生物。它的身體細長,看起來像一根小管子,立在石頭上,頭上伸出許多分枝,随着水流不斷摇晃。昆布里起初以为這是種植物,就把它带回家养在玻璃缸里,想看看它長大後會是什么样子。但經過一段時間的观察,他發現這種 “植物” 居然能移动,还能捕食水中的小虫子!原來這是一种叫水螅的动物,那些 “分枝” 其实是它的触手。

後來昆布里還發現,水螅有時像植物一樣,从身體上長出許多 “嫩芽”,嫩芽長大後就会从母体上脱落,成為許多一模一样的小水螅。水螅這種直接由母体出芽生出小水螅的繁殖方式,称为無性繁殖。其实水螅也会像大多数动物一样進行有性繁殖,即两条水螅靠在一起,其中一条产生精子,另一条产生卵子,精子和卵子结合形成受精卵,最终发育成新的水螅個体。

既然水螅可以通過两种方式繁殖后代,那它们有什么不同呢?簡單來說,无性繁殖产生的后代只有雌性,并且继承了母体的所有基因;而有性繁殖产生的后代既有雌性也有雄性,体内的基因分别来自父母双方。就像我们人类,你的鼻子可能看起来像爸爸,嘴巴却可能像妈妈。

这两种繁殖方式哪种更好呢?科学家经研究发现,水螅在营养充足時以无性繁殖为主,而在条件恶劣时,如春秋季节温差较大,食物缺乏时,则進行有性繁殖。这说明,有性繁殖可以使后代具有更强的生存能力。因為進行有性繁殖时,來自父親和母親的基因需要重新組合,这样就能產生更多的變异,使后代能適應各種不利環境,也就是所谓的“青出于蓝而胜于蓝”,對提高生物的生存競爭力非常有意義。自然界中能進行無性繁殖的大多是簡單的低等生物,如細菌、草履虫、水螅等。高等動物,包括人类,则采用有性繁殖的方式繁殖后代。