繁衍：從魚到人的進化

冬雪

諾貝爾獎獲得者澳大利亞科學(xué)家約翰·?？藸査乖谄渲鳌赌X的進化》中提到，腦的進化是從魚的大腦進化到爬行動物的大腦，再進化到哺乳動物的大腦，最后進化到人類的大腦。如果解剖人腦，可以清晰地看到類魚、類爬行動物、類哺乳動物的結(jié)構(gòu)在人腦中涇渭分明。

其實，從魚到人的進化是一個全面的進化，包括人的相貌、體型，甚至繁衍后代的方式。不過，更重要的是，如果沒有繁衍方式的進化，就不會有人的所有進化。

盾皮魚發(fā)明了兩性交媾

今天，人類的繁衍必須要有精子與卵子結(jié)合，而精子與卵子的結(jié)合又必須依賴兩性生殖器官的交媾。盡管今天兩性的性行為已經(jīng)有了太多的使命和太復(fù)雜的內(nèi)容，如性生活的愉悅和千奇百怪的性行為（如性虐等），但是，性交的發(fā)明者是魚類，確切地說，是盾皮魚中的小肢魚。

盾皮魚是最原始的有頜動物，人發(fā)展為上下頜的面容也是從盾皮魚（也稱初始全頜魚）開始的，那是在距今4.4億～3.6億年前。現(xiàn)在，被稱為“臉”的人的面容上的大部分骨頭都能從盾皮魚的上下頜上找到對應(yīng)的骨骼。不過，那時的盾皮魚還進化出了一種讓今天的人類遵循的繁衍行為——兩性性器官交配。大約是在距今3.8億年，小肢魚發(fā)明了今天既讓人幸福和癡迷，又使人面紅耳赤的兩性性行為。

澳大利亞弗林德斯大學(xué)古生物學(xué)教授約翰·朗等人在2014年10月19日的英國《自然》雜志上發(fā)表的一篇文章論證了這個發(fā)現(xiàn)。他們對棲息于今天的蘇格蘭、愛沙尼亞和中國的小肢魚進行了長期研究。此前，他們一直難以明白這種長度約8厘米的魚類身上一些器官的功能是什么。

他們對小肢魚化石進行外觀研究時發(fā)現(xiàn)，有些小肢魚腹面軀體甲殼末端有一對奇怪的側(cè)枝。這種側(cè)枝結(jié)構(gòu)與之前發(fā)現(xiàn)的褶齒魚類的鰭腳十分相似，但不屬于魚類傳統(tǒng)的鰭。一般魚類按魚鰭所在部位可分為背鰭、臀鰭、尾鰭、胸鰭和腹鰭等，它們有著多種功能，能對魚的活動起推進、平衡及導(dǎo)向的作用。

小肢魚側(cè)枝鰭腳與眾不同，現(xiàn)在，研究人員才明白，這種鰭腳就是由雄性軟骨魚類腹鰭變異成的適應(yīng)體內(nèi)受精的交合器。約翰·朗等人認為，側(cè)枝鰭腳是小肢魚雄性外生殖器的骨骼部分，雄魚的L形鰭腳是一種“交合突”，而雌性小肢魚的化石則沒有這種側(cè)枝，取而代之的是一對骨板，相當于雌魚的“交合槽”，用來夾住雄魚的生殖器官以便交配。因此，“交合突”相當于今天人類男性的陰莖，“交合槽”相當于今天人類女性的陰道。

不過，雄性小肢魚的外生殖器向側(cè)面伸出，與身體幾乎成90度，似乎難以與雌魚交配。于是，研究人員推測，小肢魚在交配時是雄魚和雌魚并排而行，它們的帶關(guān)節(jié)的硬質(zhì)胸鰭互相挽住，雄魚把向側(cè)面伸出的“交合突”伸到雌魚身體下方，由雌魚的“交合槽”夾住，完成交配行為。

利用這種方式，雄魚可以進入雌魚體內(nèi)，定向和定量地向雌魚輸送精子。今天有人說，性行為是人的一種與生俱來的本能，盡管在性學(xué)家和生理學(xué)家看來，這種說法并不完全對，但是，從進化的源頭看，也有部分正確性。因為，人類的最早祖先早就讓人擁有了這一本能，否則，人類就不會進化到今天。

小肢魚為何要性交？

小肢魚為何要采用這種兩性性器官交媾的方式來繁衍后代呢？研究人員可能無法用今天人類性行為的復(fù)雜性和多樣性來解釋，如不能用性帶給人的男歡女愛來解釋，但是，卻可以用繁衍的效率來解釋。于是，就要區(qū)分今天魚類的3種繁衍方式：卵生、卵胎生和胎生。

卵生就是雌魚直接把成熟的卵子產(chǎn)在水中，雄魚跟進，把精子射到卵子上進行受精，然后受精卵在水中發(fā)育并孵出幼魚。魚類的生殖和繁衍大多采用這種方法。雌魚產(chǎn)的卵是直接排在環(huán)境中，不會受到保護，因而會被其他水生生物吞食。其次，雄魚跟在雌魚產(chǎn)卵之后排精，對卵子受精類似廣種薄收一樣，目標性不太強，就像霰彈打鳥一樣，有效果，但效率不高。

以這種方法繁衍后代，雌魚就要排出大量的卵，如鯉魚和鯽魚每年要產(chǎn)出數(shù)10萬粒卵，翻車魚產(chǎn)卵最多達3億粒。所以，卵生魚的受精率較低，但產(chǎn)卵量較大。

卵胎生是魚類的卵在雌魚體內(nèi)受精，受精卵在生殖道內(nèi)發(fā)育，與母體在營養(yǎng)上聯(lián)系不大，在發(fā)育過程中，胚胎所需營養(yǎng)就像卵生那樣完全靠卵子本身營養(yǎng)供給，所以這是一種體內(nèi)受精和不完全的體內(nèi)生長形式?？兹隔~、劍尾魚、海鯽等魚類和一些鯊魚就是卵胎生。雌魚發(fā)情后，腹部逐漸膨大，出現(xiàn)黑色胎斑。此時，雄魚會不斷追逐雌魚，然后把交合器插入雌魚的泄殖孔排出精子，進行體內(nèi)受精。

顯然，卵胎生要比卵生更有效率和安全一些，也更進步一些，受精率和存活率較高。這種方式也是從小肢魚那里遺傳而來。

胎生是雄魚對雌魚進行體內(nèi)受精，受精卵也在體內(nèi)發(fā)育成熟，受精卵形成的胚體與母體發(fā)生血液循環(huán)上的聯(lián)系，其營養(yǎng)不僅來自卵黃，也需母體供給，是一種體內(nèi)受精體內(nèi)生長的繁殖模式。只有少數(shù)的魚，如灰星鯊和真鯊等才采用胎生。在繁殖季節(jié)，雄魚通過交合器把精子排入雌魚的泄殖孔，然后精子與卵子在雌魚體內(nèi)結(jié)合，受精卵再形成胚胎，發(fā)育中的胚胎與母體通過血液循環(huán)得到營養(yǎng)供應(yīng)，并且母體孕育小魚的地方也起了變化，造成類似哺乳動物的胎盤樣構(gòu)造，但還有很大差異，所以稱為假胎生，以示與哺乳動物真胎生的區(qū)別。

這種情況已經(jīng)類似于哺乳動物和人的胎生，顯然也是從小肢魚那里繼承下來的。由于胎生魚的后代受到保護的程度很高，所以這種方式所產(chǎn)的后代不多，一般只有幾尾，最多也不過10多尾，但效率高和節(jié)約能量。

所謂的效率高當然是從種群繁衍的付出與獲得之比來計算的。魚類的卵生要求魚類廣種薄收，所以付出的多，收獲的少，因為后代得不到保護。胎生不僅能保護后代，后代的存活率高，而且親代付出的成本和能量較低。

更為怪異的魚類交配

但是，為何只有少量的魚類繼承了小肢魚的兩性體內(nèi)交媾而大部分魚沒有進化成這種繁衍方式，以及為何人類從小肢魚繼承了兩性交媾繁衍的方式呢？

這兩個問題雖然不好回答，但是也有進化上的必然性和偶然性。從必然性講，上文已經(jīng)有一些解釋，即兩性交配繁衍的效率和安全性高。從偶然性來看，另一個進化的事實可以進行部分解釋。盡管在血緣上倭黑猩猩與人一樣，而且性行為也與人極為相似，但是，只有非洲南方古猿才進化為人，其他靈長類，如猴、黑猩猩和倭黑猩猩卻沒有進化為人，而且今天也不可能進化為人了，這就是機遇。

另一些魚類的奇特性行為也可能解釋為何當初小肢魚會采用兩性交媾的方式孕育后代。

2012年7月3日，《動物分類學(xué)》發(fā)表的一項研究結(jié)果表明，在越南湄公河流域的一種非常怪異的魚類——喉交魚是把生殖器長在自己的腦袋上。這種體型很小的魚類是精器魚科已知22個種屬中的一種。這種魚類的生殖系統(tǒng)都生長在它們的嘴巴之后。因此，它們的交配就成為一種奇異的現(xiàn)象，喉交魚的雄魚把自己長在嘴邊的生殖器（交合突）插入雌魚嘴邊生殖系統(tǒng)的開口（交合槽）中，完成受精。

美國華盛頓國家自然歷史博物館館長琳妮·帕倫蒂解釋說，這種奇特的交配過程是精器魚科魚類的一個特點。一般的魚類交配過程通常十分短暫，幾乎是在瞬間完成，但是精器魚科的魚類不是這樣，它們在交配的時候生殖器官會結(jié)合在一起保持較長時間。這似乎有點像今天人類和哺乳類動物的交配，追求較長的交配時間，以享受“性?！薄?/p>

當然，研究人員分析，精器魚科不會是以“性?！睘橹饕蜓莼癁轭^上長出生殖器，而是與小肢魚的生殖器進化有相似性。這種魚類的祖先能讓雄性在體內(nèi)對雌性受精，如小肢魚一樣，到后來它們就進化出了現(xiàn)在這種生殖器長在頭上的怪異形態(tài)，就像小肢魚的雄魚有L形的交合突。

不過，更合理的解釋是，頭對頭的交配方式是一種更加有效的交配形式，這種方式盡可能保證了所有的魚卵成功受精。

喉交魚和其他精器魚科魚類一樣，身長通常都在2.5厘米左右，而且身體幾乎呈透明狀。這種新物種最早發(fā)現(xiàn)于越南湄公河流域的一處淺水里，這是精器魚科通常生存的環(huán)境。這種魚類本身也具有很強的適應(yīng)能力，它們逐漸適應(yīng)了現(xiàn)代的生態(tài)環(huán)境。現(xiàn)在，研究人員居然在一些公路的涵洞中也發(fā)現(xiàn)了它們的蹤跡。

【責任編輯】張?zhí)锟?/p>