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Oct. 21 2014

性交的始祖是……魚?

  • 性交的始祖是……魚?

    性交的始祖是……魚?

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化石顯示,在比鳥類和蜜蜂還要久遠許多的時代,脊椎動物就已經會行體內受精了。

古生物「小肢魚」(Microbrachius)的雄性與雌性皆有明顯的性器官,例如這隻雄魚身上狀似鰭肢的交尾器;這讓牠們成了已知會進行體內受精的脊椎動物中,年代最久遠的。
Photograph by Roger Jones

 

撰文:Brian Switek
編譯:向淑容

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古生物學者上週二在《自然》期刊中指出,在比鳥類和蜜蜂出現還要早好幾億年的時候,魚類就會進行已知最早的脊椎動物性行為了。

這種身上覆蓋骨甲的魚類稱為「盾皮魚」,存活於大約3.85億年前。牠們是最早的有頷脊椎動物;由於發現了一些前所未見的骨骼,古生物學者現在知道了牠們也是最早透過體內受精來繁殖的動物。

澳洲福林德斯大學古生物學者John Long和同事揭發了新證據,指出交配行為在脊椎動物的譜系中可以回溯得更久遠。先前,像盾皮魚這樣的早期魚類一直被認為是依賴產卵來繁殖:雌魚將大量的卵產在水中,再由雄魚進行射精。然而2008年時,Long與他的同事描述了一種年代在3.8億年前、被他們命名為「母魚」(Materpiscis)的盾皮魚,這種魚的胚胎是在母體內。要做到這樣,必須進行體內受精,而在其他屬於盾皮魚綱的魚類身上得到的發現顯示雄魚身上有特化的鰭腳,其功能等同於陰莖,而雌魚則有交配用的生殖板。

最新的發現則集中於盾皮魚綱中一種年代更加古老的胴甲魚,稱為「小肢魚」(Microbrachius),這讓脊椎動物的性行為在其譜系中又向前追溯了一步。

 

拼湊細節
Long是在去年前往愛沙尼亞首都塔林拜訪古生物學者Elga Mark Kurik時得到這個發現的。他說,當時Kurik給了他一盒小肢魚化石,「我看到其中一塊石板上有一根怪異的管狀骨骼,搞不懂它是什麼。後來我恍然大悟:它是鰭腳!」

現代的鯊魚和魟魚也有鰭腳,但是化石上的鰭腳構造與牠們不同。「那是實實在在的骨骼,固定在魚身的軀甲上,所以完全不能活動,」Long表示。他猜測魚為了交配,會使用牠們怪異且帶有骨骼的腕來找出正確的交合姿勢。「我的意思是牠們從側面來,就像在跳方塊舞,」Long說。

這個最初的發現讓他開始在全球各地尋找其他有鰭腳的盾皮魚,結果他找上了英格蘭及荷蘭的私人收藏家。他們的化石不只有雄魚的鰭腳,還有雌魚的生殖板。生殖板能在雄魚將精子射入雌魚體內的短暫過程中,將雄魚的鰭腳鎖在正確的位置。

英國倫敦帝國學院的古生物學者Martin Brazeau說,這項發現來得有些意外。「科學界認識小肢魚至今已經將近130年了。我們怎麼會漏掉了這一點?」Brazeau說。「我們一直都以為沒有證據,但是證據老早就已經近在眼前了。」

 

性的演化
科學家還不清楚早期的脊椎動物是否全都實行體內受精。Brazeau表示,身上有鰭腳的盾皮魚可能代表著一種古老、普遍的繁殖策略,或是一個與後來的脊椎動物分別演化出體內受精行為的特定群體。

「我們在研究兩個不同的重要假說之間的細微差異,這更突顯了為何這項發現如此重要及振奮人心,」他說。

這個發現不只關乎「性行為」本身。雄魚身上的骨骼鰭腳以及雌魚身上的特化生殖板意謂盾皮魚是化石記錄中已知年代最早的雌雄二形(即雌性與雄性具有不同的外表)範例。

此外,許多對人體構造相當重要的演化特徵(例如頷部、牙齒、成對的肢體和體內受精行為)都是始於這些覆有骨甲的魚。Long指出,透過這些發現,「我們為脊椎動物到目前為止的演化故事又增添了精彩豐富的一章,其中包含對盾皮魚的描述。」

 

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