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这鼹鼠到底是男是女?看老天爷心情

说起雌雄同体的动物,大家应该不陌生,比如咱们之前就介绍过的蜗牛蚯蚓什么的。

近几个世纪以来,人们陆续在无脊椎动物和鱼类中发现同时存在雄性和雌性特征的物种,并且在种群中普遍存在。

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小丑鱼就可以性别转换

但在哺乳动物中,雌雄同体现象大多为个例,鲜少在种群中大范围出现。而这当中,雌鼹鼠是一种典型的拥有雄性解剖特征和行为的哺乳动物。

在它们身上,双性似乎是一种常态。

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冲!

图片来自:tenor

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安能辨我是雌雄

每年春天,欧洲的农田开始翻涌,农夫们就知道——是地下的鼹鼠开始干活了。

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你很难一下发现它的眼睛在哪

图片来自:the tree center

鼹鼠身体只有约20厘米长,但它们的前肢非常发达,强壮的铲状爪子可以建立巨大的地下王国。

研究鼹鼠的科学家们往往着迷于它们独特的地下适应能力,比如看上去“发育不良”的眼睛和极度敏锐的触觉,以及比其他动物更高的二氧化碳耐受水平,使得它们可以在地下、洞穴等低氧环境中生存。

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鼹鼠的小爪子

图片来自:Didier Descouens

而随着科学的发展,人们发现了一个更奇怪的现象,很多在地下卖力挖洞的鼹鼠,表面上看是雄性,但基因表达结果却出乎意料地显示为雌性!

当然,这并不是在cosplay哈,这源于雌性鼹鼠不同寻常的生殖器官——与大多数只有卵巢的雌性哺乳动物不同,雌性鼹鼠还长有类似睾丸的组织。但区别是它只产生睾酮而不是精子,因而雌性鼹鼠的生殖器官也被称为卵睾。

另外从外表上看,雌性鼹鼠的阴蒂被一层皮肤包裹,这个结构的作用是用来排尿。

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卵睾

图片来自:knowablemagazine

毫不夸张地说,雌性鼹鼠从内到外都表现出双性特征,你有时候甚至很难分辨所看到的到底是雌性还是雄性。

而且,这种现象在雌性鼹鼠中不是孤例,反而很常见。且不单单是一种鼹鼠——目前已经在9种鼹鼠中都发现了双性现象。

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暗中观察

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跟随季节调整性别

通过研究Talpa occidentalis 这个种类的鼹鼠(我们暂且称它为西班牙鼹鼠),人们发现与其他哺乳动物相比,雌性鼹鼠涉及性别决定的基因组中有两个发生了改变。

一个是对睾丸发育至关重要的FGF9基因。在雌性哺乳动物中,FGF9基因会随胚胎发育逐渐关闭。而在雌性鼹鼠性腺中,FGF9基因在胚胎发育后仍然维持,并持续“卧底”在卵巢中,最终把卵巢“蒙蔽”了,让(不具备生育功能的)睾丸部分偷偷发育,最终形成卵睾——这属于鼹鼠家族独有的技能了。

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FGF9蛋白结构

图片来自:Wiki

另一个是CYP17A1基因。它可以编码一种控制男性激素(如睾酮)产生的酶。在雌性鼹鼠中,这个基因有一个“本体”和两个“拷贝体”,而绝大多数动物只有一个“本体”。

所以,这就是个简单的算数问题了——拥有三倍CYP17A1基因就可以产生更多睾酮,即便是在雌性体内,也能出现比较明显的雌性雄性化。而如果发生在雄性身上,效果更为显著。

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草地上的鼹鼠丘

那么,同时拥有卵巢和“睾丸”的雌性鼹鼠,身体表现出的特征偏向哪一方呢?大自然给出的答案是:看老天爷心情。

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在野外,雌性鼹鼠究竟会表现出雄性化特征还是雌性,主要取决于季节变化。

每年秋末和春初,地下的食物比较充裕,土地松软,挖起来也不费力,鼹鼠的生活也轻松,这时候也差不多是鼹鼠的繁殖季,因此卵睾中的睾丸组织会发生收缩,睾酮激素水平下降。从外表看,雌性鼹鼠的阴道口形成,准备交配和繁殖。

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鼹鼠打造的地下空间

图片来自:iastate.edu

到了夏季,地面变得坚硬,食物稀缺,此时挖掘隧道需要更强的力量,这时卵睾中的睾丸组织会增大,睾酮激素水平提高。

从外表看来,这时雌性鼹鼠的肌肉堪比雄性鼹鼠,阴道口也会暂时消失。这个时期它们要做的只有三件事:搞吃的、争领地以及带孩子。

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刚出生的鼹鼠也太小了!

图片来自:lazybfarm

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那它究竟是男是女

从生物学角度来看,雌性鼹鼠毫无疑问承担了“生娃”这一职责。每到繁殖季,它们会交配产下约四只幼崽,并负责照顾和哺乳。

而且它们还会用层层干燥的树叶,专门建造一个用来分娩和育儿的新巢。

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鼹鼠幼崽

图片来自:lazybfarm

而且,雌性鼹鼠还是育儿一把好手,它们的幼崽在哺乳一个月后,体重就能增加最多45克,这或许反映了母乳的高营养质量,相比其他哺乳动物(比如鼩鼱),也体现出更强的繁殖能力。

另一方面,从雌性鼹鼠的案例也可以看出,在特殊情况下,发展出雄性化特征可能与适应环境有关。

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挖呀挖呀挖

图片来自:giphy

与之类似的还有雌性鬣狗,也是典型的雌性雄性化,这或许与雌性鬣狗在群体中处于主导地位有关。

但这些雄性特征只是一小部分,雌性在大脑神经和行为习惯等方面依然保留了原本的特征,所以归根结底,依旧是合格的女士。

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雌性和雄性鬣狗

图片来自:researchgate

参考资料:

Francisca M. Real et al.The mole genome reveals regulatory rearrangements associated with adaptive intersexuality.Science370,208-214(2020).DOI:10.1126/science.aaz2582

Francisco J. Barrionuevo, Federico Zurita, Miguel Burgos, Rafael Jiménez, Developmental Stages and Growth Rate of the Mole Talpa occidentals (Insectivora, Mammalia), Journal of Mammalogy, Volume 85, Issue 1, 27 February 2004, Pages 120–125, https://doi.org/10.1644/BPR-010

Rafael Jiménez, Miguel Burgos, Antonio Sánchez, Andrew H. Sinclair, Francisco J. Alarcón, Juan J. Marín, Esperanza Ortega, Rafael Díaz de la Guardia; Fertile females of the mole Talpa occidentalis are phenotypic intersexes with ovotestes. Development 1 August 1993; 118 (4): 1303–1311. doi: https://doi.org/10.1242/dev.118.4.1303

Campbell, K.L., Storz, J.F., Signore, A.V. et al. Molecular basis of a novel adaptation to hypoxic-hypercapnia in a strictly fossorial mole. BMC Evol Biol 10, 214 (2010). https://doi.org/10.1186/1471-2148-10-214

Fierce female moles have male-like hormones and genitals. We now know how this happens

https://theconversation.com/fierce-female-moles-have-male-like-hormones-and-genitals-we-now-know-how-this-happens-149174

The extraordinary case of the ferocious female moles

https://knowablemagazine.org/article/living-world/2023/intersexuality-genetics-iberian-mole

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撰文 | 鱼鱼

部分图片来自 | 图虫创意

微信编辑 | 高兴