阴茎越大灭绝越快在介形虫界这是什么“逻辑”？

　　出品网易科学人栏目组 惜辰

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　　据《大西洋月刊》报道，科学家发现，在介形虫中，雄性性器官越大的物种灭绝速度越快。

　　人类目前所知的最古老的阴茎属于一种4。25亿年前的动物，它的学名是Colymbosathon ecplecticos，意为“令人惊讶的游泳健将，而且阴茎很大”。不过，这里所谓的“大”是相对的。它大约只有5毫米长，但据发现它的科学家描述，相较全身的长度，它的阴茎“大而粗壮”。

　　对于介形亚纲动物而言，这种现象并不罕见。在Colymbosathon ecplectico所属的甲壳纲动物中，介形亚纲（以下简称介形虫）是一个十分古老的群体。它们诞生于大约5亿年前，迄今已分化成大约7万种。乍一看，它们长得像小粒的种子。仔细看，它们像是扭曲的虾，被包裹在蛤蜊一般的坚硬外壳中。雄性的外壳往往比雌性长，因为它们需要容纳一对大阴茎，以及大得惊人的精子。展开时，精子的长度竟是它们本身的六倍。一些雄性介形虫的生殖器占据着外壳多达三分之一的空间。

　　上图和下图分别是雌性和雄性介形虫Cyprideis salebrosa。为了容纳生殖器（灰色），雄性的外壳更长。

　　这种夸张的解剖学结构是激烈的性选择的结果，即，有机体为了占据求偶优势而演变出的特性。这种竞争让生物长出了比例不协调的身体部位，如，孔雀的尾巴或鹿的角。孔雀开屏实际上是一种招摇而华丽的求爱方式。在介形虫、苍蝇、鸭子、海豚等许多群体中，这种求偶竞争促使它们演化出形状和尺寸各异的生殖器和精子。但对介形虫而言，这种竞争引发的却是毁灭。

　　史密森尼学会的玛丽亚·若昂·费尔南德斯·马丁斯（Maria Joao Fernandes Martins）及其同事研究了数十种介形虫化石后发现，一些物种灭绝得更快——这些物种中，雄性的体型比雌性大得多，也把更多精力投入性行为中，并且拥有更大的阴茎。研究团队指出，重要的不是性器官的尺寸，而是它能带来什么，介形虫所遭遇的是自身灭绝的加速。

　　许多科学家试图研究性选择如何影响某个物种的命运。马萨诸塞大学阿默斯特分校的帕特里夏·布伦南（Patricia Brennan）表示，“性选择是否会令过大或过度华丽的生物更易消亡？或者，由于拥有更好的基因，性选择能够让它们更好地克服挑战或适应环境？”

　　已有几项研究支持了这两种相互矛盾的假设，结果表明，性选择可以防止灭绝、引发灭绝或不产生任何影响。但几乎所有这些研究都针对仍然活着的动物，研究方式仅仅是通过观察种群趋势、某一区域的绝迹或保护状况来估计灭绝几率。费尔南德斯·马丁斯指出，“这些结果中有许多都是不明确的。研究现存物种无法真正地分析灭绝。”

　　因此马丁斯所在的团队决定研究介形虫。该团队由吉恩·亨特（Gene Hunt）领导。介形虫的硬壳可以历经漫长的历史而不被损坏，因此它们留下了许多可供科学家研究的化石。不同种类的介形虫拥有各异的形状，因此很容易追踪出特定种类的兴衰。雄性的体型长于雌性，因此很容易区分性别，这在史前生物中实属罕见。雄性介形虫的外壳大小体现着阴茎大小，所以虽然这些柔软生殖器早已腐烂消失，科学家们仍可通过整体尺寸来估计它们的大小。

　　马丁斯研究了6600万年至8400万年前生活在密西西比河区域的93种介形虫。她发现，雄性与雌性体型比例最大的物种灭绝得比雄性体型小得多的物种快10倍。平均而言，雄性性器官最大的物种仅存活了160万年。而雄性性器官较小的物种存活了1550万年。

　　这其中的原因或许在于，演化出相对较大的性器官和精子需要耗费许多精力，这些精力本可投入到其它适应行为。马丁斯指出，短期来看，这有利于个体，因为它能够拥有更多的后代。但长期来看，却引发了一个问题。如果你忙于繁殖后代，用在应对不断变化的环境上的时间就会减少。

　　“这是一项很好的研究，”布伦南指出，“但很难预测介形虫这种趋势是否适用于体型更大的动物。这些动物的繁殖速度慢得多，数量也少得多。”有些雄性海象的体重比雌性重四倍多，这意味着它们注定要灭绝？孔雀的尾巴也象征着消亡？马丁斯表示，“我们无法回答这个问题。这只是一项研究。”？

　　锡拉丘兹大学的斯科特·皮特尼克（Scott Pitnick）说，“但重要的是，科学就是这样，一次完成一项研究。”他希望科学家们在这方面展开更多的研究。“或许不存在单一的规律。现实中，由于不同物种和环境所面临的许多变量，性选择可能保护物种免于灭绝，也可能增加灭绝的风险。”

　　皮特尼克补充，对介形虫的研究也“凸显了，如果我们想要充分理解生物的多样性，理解精子的进化是至关重要的。”自达尔文以来，进化生物学家一直试图理解极端特征的演变，如，沉重的角和引人注目的羽毛。这些特征似乎适得其反，会带来很高的代价。皮特尼克以同样的方式思考巨型精子的作用，这种精子就像麋鹿的鹿角或锹甲虫的角，似乎是种武器或装饰品。

　　马丁斯补充道，在交配过程中，雌性介形虫并不是被动的。在与几只雄性介形虫交配后，它们会从中选择某个精子与自己的卵子受精。这样看来，它们或许是性选择的最终仲裁者。这种令人困惑的选择现象在动物王国中非常普遍，而且研究难度更大，部分原因在于雌性的解剖结构往往复杂得多。

　　马丁斯表示，“我们对雌性动物知之甚少，但我们知道这它们有着自己的故事。”