圖片來源：澳大利亞(ya) 博物館

這種交配方式以所有雄性棕袋鼩的死亡為(wei) 代價(jia) ，但物種得以延續。一些研究發現，氣候變暖和澳大利亞(ya) 的森林火災正在嚴(yan) 重威脅棕袋鼩的生存。

撰文 | 石雲(yun) 雷

在《欺騙時間：科學、性與(yu) 衰老》一書(shu) 中，科普作家羅傑·戈斯登（Roger Gosden）寫(xie) 道，在澳大利亞(ya) ，想在8月交配季以後找到一隻雄性袋鼩是不可能的事。他描述的是一種外形形似老鼠的哺乳動物——棕袋鼩（Antechinus stuartii）。它不僅(jin) 是最小的哺乳動物，包括它在內(nei) 的數種袋鼩，也是哺乳動物中極少數的終生一胎（semelparity，一生隻有一次交配期）動物。

被迫死亡的雄性棕袋鼩

每年，在澳大利亞(ya) 的春天來臨(lin) 前，11個(ge) 月大的雄性棕袋鼩就會(hui) 全部死亡。此前，棕袋鼩會(hui) 有長達3周的交配期。為(wei) 了擁有更多的後代，在這一期間，雄性棕袋鼩會(hui) 接連與(yu) 雌性交配，直至耗盡體(ti) 能。在最極端的情況下，雄性棕袋鼩會(hui) 由於(yu) 沒有能量來維持基本的免疫反應而死亡。它們(men) 的死狀十分淒慘：雙目失明，身上的皮毛全部脫落。免疫係統的崩潰，讓它們(men) 最終死於(yu) 壞疽（組織壞死後因繼發腐敗菌的感染）和組織潰爛。在哺乳動物中，這種致命的交配行為(wei) 極其罕見，因此給科學家留下了深刻的印象。

雄性棕袋鼩如此拚命，是由於(yu) 它們(men) 一生隻有一次的交配期。這種情況常見於(yu) 昆蟲和植物，例如最原始的有翅目昆蟲——蜉蝣（Ephemeroptera）就是一個(ge) 典型例子。但是讓科學家困惑的是，棕袋鼩可以和其他哺乳動物一樣，采取更加複雜、延長交配期的方式，為(wei) 何也會(hui) 選擇類似昆蟲的一次性繁殖方式？在此前一項發表於(yu) 《美國科學院院報》的研究中，研究人員詳細探討了這種行為(wei) 在棕袋鼩中出現的原因，以及這種性競爭(zheng) 為(wei) 何隻會(hui) 導致雄性死亡。

他們(men) 結合實際觀察和模型，評估了此前科學家提出的多種理論，並認為(wei) 這些現象出現的原因是環境和種群內(nei) 部競爭(zheng) 的共同作用。首先，棕袋鼩（以各種昆蟲為(wei) 食）隻有在春季才會(hui) 有過剩的食物。交配期後正好是春季，當種群中缺少雄性時，食物競爭(zheng) 減少，雌性棕袋鼩和幼仔才會(hui) 擁有更多的食物。但研究人員認為(wei) ，這些雄性的犧牲可能並非自願，更有可能是因為(wei) ，雄性本身在交配後存活的機率很低，且交配帶來的損傷(shang) 和年齡增長也使它們(men) 喪(sang) 失一些競爭(zheng) 優(you) 勢。

棕袋鼩在澳大利亞(ya) 的棲息地，來源於(yu) 《世界自然保護聯盟瀕危物種紅色名錄》。圖片截取自BlankMap-World.png，來源為(wei) Chermundy，Wikimedia Commons

此外，他們(men) 還發現了一個(ge) 意外但關(guan) 鍵的原因：雄性棕袋鼩的死亡很大程度上要歸咎於(yu) 種群中的雌性。所有的雌性棕袋鼩具有統一和固定時長的交配期，並且在交配期間它們(men) 會(hui) 與(yu) 多個(ge) 雄性交配。為(wei) 了適應雌性的變化，單個(ge) 雄性棕袋鼩不得不為(wei) 了提高自身後代的生存率而做出努力，進而促使了這種特殊且激烈的交配機製的演化。

奇特的生理變化

雄性棕袋鼩還演化出了一個(ge) 絕大多數哺乳動物都不具有的生理變化。在交配期前，它們(men) 的睾丸會(hui) 被身體(ti) 慢慢降解，不再產(chan) 生精子。也就是說，它們(men) 的精子數量不會(hui) 再增加，反而會(hui) 隨著尿液一點點消失。當交配期來臨(lin) 時，繁殖的本能會(hui) 驅使它們(men) 與(yu) 更多雌性交配。但這些雄性棕袋鼩之間的競爭(zheng) 並不是體(ti) 力上的鬥爭(zheng) ，而是提高自身的精子在精子競爭(zheng) （sperm competition，不同個(ge) 體(ti) 的精子在同一雌性體(ti) 內(nei) 的競爭(zheng) ）中“勝利”的可能性。為(wei) 了讓自己的精子成功受精，它們(men) 需要盡量延長交配時間。一些科學家觀察到，棕袋鼩單次交配的時間就可能長達14小時。

一些研究人員還發現，雄性棕袋鼩在死亡前，血液中存在極高水平的睾酮素和皮質醇（也稱為(wei) “壓力荷爾蒙“）。其中，睾酮素能讓棕袋鼩調動體(ti) 內(nei) 所有的能量為(wei) 繁殖行為(wei) 供能，而皮質醇的增加讓它們(men) 有更強的忍受疲憊和疼痛的能力。但後果可想而知，在交配期後期，由於(yu) 過度的消耗，接踵而來的副作用使得雄性棕袋鼩悲慘地死去。

昆士蘭(lan) 大學的教授Diana Fisher對雄性棕袋鼩的繁殖行為(wei) 演化，進行了詳細的研究。她表示，對於(yu) 這些雄性棕袋鼩來說，一年隻有一小段時期具有充足的食物，因此它們(men) 必定是短命的，而將所有的精力用於(yu) 一個(ge) 瘋狂、致命的繁殖期，對於(yu) 它們(men) 來說或是最好的策略。所謂活得快、死得早，也是一種適應性的演化。

更大的生存威脅

雖然雄性一時的全部死亡不會(hui) 威脅到這些袋鼩種群的延續，但更大的環境威脅可能會(hui) 讓它們(men) 走到滅絕邊緣。據去年一項發表於(yu) 《生理學前沿》的研究，澳大利亞(ya) 新英格蘭(lan) 大學的科學家等表示，由於(yu) 全球變暖，在更高氣溫中生長的袋鼩幼崽在環境變化時，調節體(ti) 溫和代謝的能力會(hui) 下降。

圖片來源：Queensland Fire and Emergency Services

由於(yu) 這些袋鼩是終生一胎的哺乳動物，在一年多的時間內(nei) 或就會(hui) 經曆了一個(ge) 完整的種群更替。氣溫變化對體(ti) 溫調節的影響，對它們(men) 的威脅可能會(hui) 更嚴(yan) 重。研究人員表示，這種變化可能會(hui) 使這些袋鼩遇到食物缺乏的寒冷環境時，無法進入冬眠狀態。此外，全球變暖和幹旱正在加劇澳大利亞(ya) 的森林火災。當大量的昆蟲在火災中死亡時，袋鼩也將朝不保夕。

參考鏈接：https://www.nationalgeographic.com/science/phenomena/2013/10/07/why-a-little-mammal-has-so-much-sex-that-it-disintegrates/

https://www.wired.com/story/antechinus-climate-change/

文章鏈接：

https://www.pnas.org/content/110/44/17910

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2020.00049/full


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