【達爾文200】藤壺交尾器的長短:天擇或是性擇? | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

【達爾文200】藤壺交尾器的長短:天擇或是性擇?

建立於 2009/03/24
作者:宋克義(中山大學海洋生物研究所教授)

西子灣的藤壺;圖片提供:宋克義接到徵召令要寫一篇有關達爾文的文章,幾週下來沒有進度,就略感交稿的壓力,不禁讓我佩服的是達爾文竟然能將寫好的《物種原始》一擺就是20年,簡直不可思議。相對於現代科學家受到「不發表就滾蛋」(Publish or perish.)的壓力,達氏一輩子沒拿過一份薪水,滾蛋或無薪假對他來說意義都不大,以他的時代背景來看,教會影響力無遠弗屆,他所面臨的很可能是「發表就完蛋」(Publish and perish.)的顧慮。

知名生物學家多布贊斯基(Dobzhansky)說:「若不能從演化的觀點來看,生物學就沒什麼意義了(Nothing in biology makes sense without in the light of evolution)。」但是真的有切身議題,再加上輿論壓力時,又有多少人能夠大方地置身事外?19世紀如此,21世紀恐怕也好不到哪兒去。就拿本文的主題來說,我的第一個構想其實是「男性生殖器外形到底是天擇還是性擇的結果」,這兩種擇當然都是達爾文的發明,若是以演化的觀點,這應該是了解人性的很好切入點,但這主題真正引人注意的只怕不是後半段吧。我把這寫作構想與方向跟老婆報告,只見她臉色由粉嫩轉紅,既而轉白,只差沒變成青色,然後幽幽地說:「可不可以等你退休以後再發表這類文章啊?」原來她不是從演化的觀點來考慮,而是怕萬一親朋好友讀到這文章,她要怎麼做人的問題。突然,在我腦際浮起了一幅19世紀英國富裕家庭的場景:達爾文夫人捧著自家瑋緻活(Wedgwood)的高檔瓷杯,啜了一口鍚蘭紅茶,對先生說:「你真覺得現在是發表這玩意的好時機嗎?我看還是先把你那些藤壺的標本整理整理吧!」

藤壺群聚;圖片提供:宋克義沒想到達爾文竟然真花了8年時間在研究藤壺上,其中絕大多數標本是博物館歷年來的蒐藏,他寫了一本有關茗荷介的分類專書,共400頁,外加10頁的圖版;之後更一不做,二不休,再寫了本蔓腳綱專書,包含了博物館中典藏的所有藤壺,這本書有684頁,外加30頁的圖版。根據達爾文在序言中的說法,這一切當初都只不過是為了要描述他在南美洲海岸採集到的一個特殊藤壺標本罷了。這兩本書都是描述型態的,就算是專家也沒辦法一口氣從頭讀到尾。「達何人也,予何人也」,於是我的題目就轉向藤壺的交尾器。

藤壺是甲殼類的一種,和蝦、蟹是同一族的,但是牠們的成體吸附在硬底質上,無法移動,藤壺又絕大多數要異體授精,這兩個特徵組合在起,若非造化弄人、天意難測,還真得靠達爾文發明的「適應」說才能解釋。為了要接近配偶,藤壺在幼虫附苗時就得靠近未來的伴侶,除此之外還得要有長長的交尾器,也就是雄性生殖器,才搆得著附近其它的藤壺。有些種類的藤壺交尾器可長達身體的八倍,這顯然是天擇的結果吧,誰的傢伙不夠長,只怕有鞭長莫及之恨,連帶子嗣都要比別人少。

藤壺近攝;圖片提供:宋克義既然如此,為什麼藤壺不把交尾器長得更長呢?根據美國的一個研究發現,藤壺交尾器長度是有彈性的,在海浪大的潮間帶,交尾器比較粗短,一旦移到比較和緩的海域,交尾器會長得較為細長。因此推理長長的交尾器在海況惡劣處,可能操作困難,甚至損傷累累,這時短比長好;而藤壺在每次脫殼時,都可趁機調整一番,在海浪和緩處,交尾器不容易受傷,長得長些便可以有更多的交配機會,因此藤壺演化出因地制宜、視環境調整交尾器長度的能力。這個說法,正符合達爾文所提出的天擇說。

中山大學海洋生物所有個研究生王登科卻提出了另一個可能,他認為藤壺可能「評估」交配的機會,才決定投資多少在交尾器上。也就是有愈多的機會,就值得愈大的投資,相對的,機會少的時候,就要省些能量,短一點,甚至沒有都無所謂吧;所謂機會指的是附近同種藤壺的數量。他在野外做了一些觀察,又在實驗室進行了一些實驗,結果初步支持藤壺會依據附近藤壺的密度來調整自身交尾器的長度,而且是密度高就有更長的交尾器。這個假說不是建立在減少受傷、減少支出上,而是以有多少交配機會為出發;小小藤壺沒頭沒腦地當然不可能想這麼多,但是牠只要蒙對了:密度高時就長一點,可能就會因此增加基因傳播的機會。事實上,當大家都有這本事時,總卵數沒增加,平均起來誰都沒好處;但是誰要是不調整交尾器的長度,卻真要在子代數目上吃虧。這個說法,雄性之間付出代價,競爭交配機會,不正是達爾文提出的性擇?

藤壺伸出長長的交尾器;圖片提供:余慧盈達爾文寫了一千頁以上的藤壺,檢查了不知多少的交尾器,他會沒想到這個可能性嗎?怎麼會在150年後才有人發掘這個現象和機制呢?在他的時代,想到天擇就已經夠顛覆了,交尾器長短這種尷尬的問題,真能拿到檯面上來討論嗎?我猜想他在老婆面前連提都不敢提這想法。他要是知道在20世紀末,有位女性描述了各種英國、歐洲藤壺的交尾器長短和其上環紋的數目;到了21世紀,有人探討藤壺交尾器彈性長短的現象和適應,當然還有那尚未交代的「男性生殖器外形到底是天擇還是性擇的結果」,他是要羨慕我們活在一個自由、開放,又無束縛的時代,還是也為他自己偉大的發明感到欣慰?

※ 本文與農委會林務局合作刊登