海草图片(海藻是什么样的图片)

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安全岛记者刘亚东a

来源:环球科学(ID: huanqiukexue)

作者:环球科学

年轻的雄性海草虾。图片来源:Valerio Zupo

他们的“变性”能力被悄悄地剥夺了...

作者|孙琳怡

修改|二七

每年春夏，地中海的一些青春期孩子都会做出一个重要的决定，生下虾:成为女儿，帮助种群的繁衍。但谁也没想到，气候变暖改变了“水质”，变性的过程会受到阻碍，雌性的数量会越来越少，虾的王国也可能面临危机。

这是一个“男人的身体”

故事的主人公希波利特·因勒米斯(Hippolyte inermis)生活在地中海，俗称“海草虾”。这只虾只有4.2cm长，颜色很多，一般不起眼。然而，科学家们逐渐发现，虾并不能从外表看出来，这些小家伙有些奇怪。

正常情况下，海草虾会自然发育成雄性，但也可以由雄性变成雌性。这种“退化”现象在海洋中并不罕见:比如著名的小丑鱼出生时就没有性别，然后发育成雄性。但如果群体中最大也是唯一的雌性死亡，第二大的雄性小丑鱼(一般是“鳏夫”)就会变成雌性，接管死去的配偶，承担繁殖任务，保证种群的繁衍。海洋中的性别变化，无论是雄性对雌性还是雌性对雄性，都是保持繁殖优势的策略。

一般来说，顺序雌雄同体(即在生命过程中会改变性别)的动物，通常在性别转换阶段就有雌雄同体的性腺——它们有性别转换的基础来响应激素的调节而改变性别。但令人不解的是，成年雄性海草虾没有卵精巢(雌雄同体的性腺，有卵巢和精巢性腺细胞)，雄性性腺不受卵巢分泌的激素影响，更不用说雌性性腺芽，所以都是妥妥的“直”雄性。那么，海藻虾是怎么变成雌性的呢？

(a)性别转换的海藻虾的腹部切片，和(b)放大后可以看到清晰的卵巢组织。图片来源:Valerio Zupo

吃“小药丸”

为了解开海草虾性别转变的秘密，科学家花了很长时间追踪海草虾群体，发现海草虾雌性中有两个个体来自两个完全不同的“虾出生轨迹”。代号为“阿尔法”的雌性体型较大，都是由性成熟的雄性转化而来，代号为“贝塔”的雌性体型较小。性成熟时是雌性，从未经历过性别变化。两种雌性的生长速度和性成熟时间也不同。阿尔法雌性在冬天被雄性转化，而贝塔雌性在夏天性成熟。季节和性别之间如此明显的相关性使科学家们意识到，很可能是与季节变化有关的环境因素影响了雌性的发育过程。

在分析了海草虾的肠道内容物后，研究人员发现，雄性和阿尔法雌性的饮食结构与贝塔雌性明显不同。雄性和阿尔法雌性以微藻、大型藻类、苔藓植物和有孔虫为食，而贝塔雌性主要以硅藻为食，这当然与它们性成熟的季节有关。另一方面，Dunlopha sp .的显性小变异体。(小盾蚧等。)在贝塔雌虫的饮食结构中夏季爆发，与贝塔雌虫出现的时间相吻合。科学家怀疑这种硅藻可能与幼虾的“选虾”有关。科学家通过实验室和野外研究证实，这种硅藻中的一些代谢产物可以促进虾类幼体雄性性腺快速凋亡，然后少量未分化细胞会快速分化为雌性性腺，这种虾就会变成雌性。

春天出生的幼虾在没有经验的时候选择成为贝塔雌虾，这不仅改变了一个个体的一生，对种群也非常重要。虽然贝塔雌虾没有阿尔法雌虾大，但科学家发现虾群每年在春季和秋季有两个出生高峰，分别是一个小高峰和一个大高峰。其中，β雌性在9月交配产卵，是秋季生育高峰的主力军。它们的出现维持了种群中适当的女性与男性比例，这对种群繁衍至关重要。

至此，海草虾的性别发育模式终于有了一些清晰的逻辑。科学家推测，海草虾可能采取了poecilogony的策略，即后代包括具有不同“志向”(发育模式)的幼虫。夏季发育的幼虾在周围大量硅藻的帮助下变成β雌性，在秋季大量产卵。而秋冬季出生的幼虾没有环境影响，会“有规律地”变成雄性。当他们长大后，他们会“考虑”成为阿尔法女性。科学家认为，海藻和虾之所以不遗余力，不仅是因为食物来源的季节变化，也是为了抵御周围其他十足类和鱼类带来的生存压力，这是大自然审时度势、争取生存的又一个好例子。

“变性手术”失败了。

在这一神奇物种的性别变化之谜尚未完全解开的同时，研究了海藻虾几十年的科学家们已经开始担心这一物种的安全性。随着二氧化碳排放量的增加，海洋环境逐渐酸化，对大量生物产生影响，其中就包括海藻虾的“变态大师”Dunovata。科学家从海水中提取这种硅藻，在实验室中培养。他们发现，当水体的pH值从8.2下降到7.7时，Dunovata所掌握的“变性”似乎失去了作用。

不同饲养条件下海草虾的雌性比例。从左至右依次为阴性对照组(无硅藻)、pH7.7和pH8.2培养的硅藻喂养的虾群、阳性对照组。图片来源:Mirko MutalipassiI

研究人员收集了生长在pH8.2和pH7.7水体中的硅藻，并把它们喂给幼小的海藻虾。投喂pH8.2的硅藻25天后，海草虾的雌性比例可达63.4±2.8%，而投喂pH7.7的硅藻只能获得36.3±5.9%的雌性，这与不投喂硅藻的阴性对照组的雌性比例(31.7±5.6%)几乎相同。也就是说，pH7.7培养的硅藻已经不能赋予海草虾变性的能力。可能是硅藻改变了代谢反应，诱导男性性腺凋亡的神秘物质也发生了变化。联想到自然环境中的情况，β雌性可能会大大减少，海藻虾长期摸索出来的“变性”方法会莫名其妙地被剥夺。

海藻虾生下来有多难。放眼整个海洋，这也是一个生动的例子。海洋酸化不仅可以直接影响海水中动植物的生理活动，还可以通过食物链进一步传递和放大这种变化。在我们还没有注意到的地方，有多少生物在苦苦应对气候变化？

参考链接:

https://journals.plos.org/plosone/article? id = 10.1371/journal . pone . 0218238

https://www . science direct . com/science/article/ABS/pii/0022098194902291？通过%3Dihub

https://www . tand fonline . com/doi/ABS/10.1080/0792425486

https://link.springer.com/article/10.1007/s00227-006-0524-9

http://www.int-res.com/abstracts/meps/v201/p251-259/

https://link . springer . com/article/10.1023%

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