隆头鱼科，干货看这篇!鱼儿竟然会变性？！

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包括我们人类在内，绝大多数脊椎动物自出生到死亡都会保持同一性别不变。然而同样属于脊椎动物的鱼类却是个例外，它们中的很多种能够在成长一段时间后改变性别。在大约3万种鱼类中，被发现能够变性的有400种以上，主要集中于温带到热带海域，从石斑鱼到黑鲷，从隆头鱼科到虾虎鱼科，存在着多种多样的变性鱼。

为了转换性别，鱼就必须将自己目前性别所特有的性腺（卵巢或精巢）转变为另一性别的性腺，为此需要付出的精力可想而知。既然如此，为何要如此大费周章地转换性别呢？实际上，变性是鱼类在进化过程中获得的巧妙的繁殖策略。

各种鱼类独自进化出变性的能力

鱼类大致可以分为以下两类：软骨鱼和硬骨鱼。在成熟后能够变性的鱼都是硬骨鱼，在软骨鱼中则不存在这一现象。地球上的软骨鱼比硬骨鱼要古老，硬骨鱼是从软骨鱼进化而来。也就是说，鱼类祖先原本也是性别固定的，能够变性的鱼是在进化过程中获得的变性能力。

另外，因为很多不同种的鱼都能变性，所以我们一般认为变性能力是不同种的鱼独自进化出来的。

鱼类具体在什么时候会变性呢？

|| 裂唇鱼

先来看看名为裂唇鱼的鱼类，它们主要是从雌性变为雄性，不过也有逆向变性的例子。裂唇鱼是一夫多妻制的鱼类。一条强壮的雄性裂唇鱼，最多可以占有领地中的10条雌鱼。如果有其他雄鱼进入领地的话，就会对其进行猛烈的攻击并将其赶出领地。

裂唇鱼在刚出生时是没有雄鱼的，全部都是雌鱼。这些雌鱼会作为“后宫”的一员，在雄鱼的保护下成长。

在处于“鱼王”地位的雄鱼死后，“后宫”中的一条雌鱼就会开始向雄性转换。此时变性的鱼是整个鱼群中体型仅次于原先雄鱼的最大的雌鱼。也就是说，鱼群通过这一机制保持其中最大的个体为雄鱼。可以说，裂唇鱼这样的鱼是通过感知其所处的社会地位而变性。

裂唇鱼的性别转换首先体现在行为的转换上。通常在繁殖期时，作为鱼群首领的雄鱼会在雌鱼面前做出摆尾等求爱动作，然后紧贴在其后背上一起上浮。这时，雌鱼会排出卵子，而雄鱼则配合其排出精子。

在鱼群中的雄鱼死后，最大的雌鱼在仅仅30分钟后就会出现向其他雌鱼求爱的行为。这条最大的雌鱼也会紧贴在较小的雌鱼的背上一起上浮，小雌鱼产卵。当然，此时这条最大的雌鱼还没有发育出雄性的性腺（精巢)，无法产生精子，所以只是摆出雄性的样子做做姿态罢了。

一般来说，身体变性要比如上的行为变性迟一些。卵巢萎缩并发育出精巢需要2～3周的时间，然后才能变成拥有正常功能的雄鱼。

|| 眼斑双锯鱼

电影《海底总动员》中的主人公“尼莫”所属的双锯鱼属鱼类和裂唇鱼的变性方向恰好相反。它们会作为雄性长大，然后变为雌性。双锯鱼属的眼斑双锯鱼是一种体长最大为10厘米左右的鱼类，身体橙白相间，栖息于温带到热带的珊瑚礁中，作为漂亮的观赏鱼类有很高的人气，在很多宠物鱼店都可以买到。

野外的眼斑双锯鱼在幼鱼期会随海流游动，在偶然间碰到的海葵中度过余生。海葵长有毒刺，眼斑双锯鱼通过在其中生活从而避开捕食者。

在一个海葵中，一般会有多条眼斑双锯鱼组成一个群体。但在这个鱼群中性成熟的只有其中最大的两条，最大的是雌性，其次大的是雄性，其他的鱼的精巢和卵巢都没有充分发育，无法达到性成熟。无论经过多少年，这个鱼群中都只会有相对最大的两条鱼是性成熟的，进行繁殖行为的也就只有这一对，所以眼斑双锯鱼是一夫一妻制的鱼类。

当群体中最大的雌性个体死后，曾经第二大的雄鱼就会变为雌性。然后尚未性成熟的鱼中的最大者（也就是整个鱼群中曾经第三大的鱼）会成为新的性成熟的雄鱼。

而另一方面，如果雄鱼死了，没有性成熟的鱼中的最大者就会成为成熟的雄鱼。这样一来，鱼群通常能够保持其中最大的鱼为雌性，而次大的为雄性。也就是说，眼斑双锯鱼与裂唇鱼一样，会根据所处的社会地位而变性。

产生后代的数量是解读变性行为的关键

那么，这些鱼类究竟是为何进化出了变性的能力呢？体长优势理论可以给予我们答案。这一理论于1969年由美国生物学家迈克尔·盖斯林提出，并于1975年被美国海洋生物学家罗伯特·沃纳公式化，从而得到了极大的发展。它解释了鱼类变性的原则。

体长优势理论认为，根据鱼身体的大小不同，对延续后代而言更为有利的性别也不同，所以鱼类在身体大小改变后就倾向于向更有利的性别转换。

我们先来分析一下裂唇鱼这样一夫多妻制的鱼类。这种鱼类中，雄性间的竞争十分激烈，而雌鱼更倾心于强大的雄鱼。因此，较弱小的雄鱼会在竞争中输给强壮的雄鱼而无法获得伴侣，也就失去了繁衍后代的机会。而另一方面，作为雌鱼，即便比较弱小，也仍能作为“后宫”的一员而留下子嗣。也就是说，在鱼偏弱小时，作为雌性更有利于留下后代。

然而，在身体长大后，有利的性别就不再是雌性了。对于身强体壮的鱼来说，如果是雄性，就可以组建自己的“后宫”，让多个雌鱼为自己传宗接代。在这种情况下，在身体较小时作为雌性、在身体长大后变为雄性的话是最有效率的传宗接代的策略。一般认为，这就是一夫多妻制的鱼类会由雌性转换为雄性的理由。

另一方面，对于眼斑双锯鱼这样一夫一妻制的鱼类来说，情况就完全不同了。它们这种社会状况对于雄性的强壮与否并不过分挑剔【因为一夫一妻制嘛，鱼鱼有份！】，所以即便是身体弱小的雄性依然有机会留下后代。在这样的情况下，雄性的精子数远远大于雌性的卵子数，也就是说，雄鱼所能拥有的后代数量将取决于配对的雌鱼所能产生的卵子数量，雄鱼自身并不能对此产生影响。

而对于雌性来说，身体越大，产生的卵子数量越多。因此，雌鱼所能够留下的后代数量将随自己的身体变大而增多。所以一般认为在进化的过程中，这种一夫一妻制的鱼类获得了从雄性转换为雌性的能力。

本文节选自《科学世界》2016年第8期

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