巨人如何变成侏儒：探索动物两性体型的大小差异

一窝空蜗牛壳与巨型领地巢主人(右)，一只刚刚进入壳内的何变雌性(中)和一只寄生的侏儒雄性(左)。前景中的成侏差异条纹鱼是蛋类捕食者。Credit: Sabine Wirtz-Ocana
（神秘的儒探地球uux.cn）据美国物理学家组织网（by University of Bern）：雄性和雌性之间身体大小的差异(或两性异形)在动物界很普遍。一个最极端的索动两性异形例子是在东非坦噶尼喀湖的慈鲷科鱼类Lamprologous callipterus中发现的，那里的物两雄性比雌性大12倍(重)。
这种显著的性体型大小差异的生态学原因是，这种物种使用在湖底发现的巨人空蜗牛壳来筑巢。因此，何变雄性必须足够大才能用嘴衔贝壳，成侏差异而雌性则需要足够小才能在蜗牛壳里产卵，儒探在那里它们可以很好地保护自己免受捕食者的索动伤害。
身体大小的物两性别差异对这一物种的生物学非常重要，因为小雄性无法携带空蜗牛壳，性体型大雌性无法进入壳内繁殖。巨人
然而，这个物种最奇特的特征是存在第二个雄性变体，它比筑巢的巨人小60倍(轻)。当雌性产卵时，这些小家伙溜进蛋壳里，只是为了使刚产下的卵受精。已经有研究表明，巨巢雄虫和侏儒寄生虫只会繁殖出和它们父亲一样的雄性类型的后代。
在《分子生态学》杂志上发表的一项新研究中，前格拉茨大学的Pooja Singh，现就职于伯尔尼大学生态与进化研究所(IEE)的Michael Taborsky和Catherine Peichel，以及格拉茨大学的Christian Sturmbauer，揭示了这些慈鲷的替代尺寸和不同性别是如何决定的。

一个巨大的巢主人在蛋壳上释放精子使里面的卵子受精。透过紧闭的窗帘(素描)可以看到，除了雌性外，还有一只侏儒雄性正试图从蛋壳里给卵受精。Credit: Michael & Barbara Taborsky
这种独特生殖系统的遗传机制
基因组分析显示男性和女性的Y性染色体区域不同。“这是重要的第一步，因为这些慈鲷缺乏我们从人类和许多其他动物那里知道的高度分化的性染色体，”该出版物的第一作者Pooja Singh说。这是一个有价值的挑战，因为由此性染色体进化的早期阶段可以与一个决定大小的遗传机制相关联地被重建，这个遗传机制似乎受到了内性和间性冲突的影响。
研究人员发现，这个类似y的小基因组区域还包含生长激素调节基因GHRHR，这很有趣。“这种基因已知对哺乳动物的生长具有重要的调节功能，这种基因的突变也可能导致人类的侏儒症，”合著者凯蒂·佩切尔解释道。
由于这种基因现在已经在鱼类中发现，它可能出现在4.4亿年前，在水生脊椎动物征服陆地领域之前。在所研究的蜗牛壳孵卵慈鲷中，这种大小调节基因显然是与性别决定基因座一起进化的。
谁先来的，巨人还是侏儒？
雄性和雌性的不同生殖角色，以及属于筑巢或寄生类型的雄性的不同生殖角色，表明了产生取决于身体大小的生殖成功的相互冲突的选择压力。关于雄性体型的二态性，思考最可能的时间顺序是很有趣的。
合著者迈克尔·塔博尔斯基提出巨人先于侏儒:“这个物种的整个生殖系统依赖于巨型雄性的必要筑巢活动，它们必须足够大才能收集空蜗牛壳。然后，侏儒变体可能源于基因组性别和大小决定区域的相应点突变，从而导致高度成功的替代生殖策略。”