这种生物,可以在4种性别间来回切换

来源:Peter Stevens


撰文丨Jennifer Frazer

翻译丨董依明

编辑丨杨心舟


生长在美国东部森林的条纹槭Acer pensylvanicum),虽然外形与普通矮树丛没什么区别,但这些树进行性别转换的频率,就像智能手机更新换代一样快。


它们执行的性别转换又叫做环境性别决定(Environmental Sex Determination)现象。从繁殖角度讲,雌性和雄性对后代的作用十分不同,在植物中也是如此,这种年复一年的性别转换能力给它们带来了有益健康的好处。


一些动物会因生存条件而转换性别,但这通常是不可逆的。由于植物有脱落和再生的能力,所以对于枫树来说,反复变换性别要比海龟要容易得多。目前,一共约有198种动物和250种植物被怀疑或已经证实具有环境性别决定现象。但是对大部分植物来说,科学家们仍然缺乏长期的观察来证实这个说法。


一组来自普林斯顿大学和罗格斯大学的科学家在四年的时间对几百棵条纹槭进行观察,并记录它们每年的性别选择。作为开花植物,条纹槭有四种性别选择:雄性、雌性、非生殖状态、雌性同体(雌雄花同时出现在同一棵树上的状态),但仅有5%的植物是雌性同体。


在任意两年的时间里,大多数树都选择了保持同一性别,但是如果时间间隔放大至4年,就有54%的条纹槭改变了性别,26%的树木转换至少两次;而有1%的树木非常易变,它们每年都会转换性别。


但是树木其实并不会随意转换自身的性别。相反,树木自身所处的状况很大程度对此产生了的影响,任何一年里最有可能选择无性繁殖的树都是幼树;而最有可能产生两性花朵的树都已经发展壮大。


在它们所生长的美国东部森林,白尾鹿经常啃食条纹槭的叶子,或者在树皮上摩擦鹿角,生长得比它们更高的树也可能会倒下或掉下树枝,这都会威胁到树木的健康生长。


科学家们曾预计,健康的树木更有可能选择雌性,而病弱的树木更有可能选择雄性,因为雌性创造和供应果实和种子,对后代来说更为有用。其他几种植物中就出现过这样的情况。


但是事实却相反,条纹中,病弱的树木似乎更倾向于选择雌性,而健康的树木则更青睐于选择雄性。在任何一年间,只有1%的雄性树木死亡,雌性树木死亡率则为13-39%。


还有另一种枫树——红脉槭(Acer rufinerve),在健康状况不佳时也更经常选择雌性。为什么它们在病弱的时候选择成为雌性?目前科学家还不清楚这其中的原因,但至少有一种模型表明,植物在年轻时会选择死亡率较低和生长率较高的性别。在这之后其能够茁壮成长,储存的大量能量能够避免它们再下一次性别转换时死亡。或许,条纹槭在年轻时选择了雄性来完成生长,而在转换成雌性后由于消耗了能量而变得更易造受疾病攻击和死亡。


原文链接:

https://blogs.scientificamerican.com/artful-amoeba/striped-maples-can-change-sex-repeatedly/



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