雌雄同體，既可以當爸爸，又可以做媽媽的動物

在自然界中存在這樣奇怪的現象，有些動物雌雄同體，既可以當爸爸，又可以做媽媽。科學家對這一現象十分好奇，一個動物是怎樣進化出兩個性別，而這種現象為什麼會發生。我們一起去看一下科學家是怎樣解釋的。..雙性體非常稀有，且外形奇特，因此受到蝴蝶收藏家的喜愛。它們是大自然對稱交響樂中的異常音符。這些傢伙也頗受科學家歡迎，因為它們提供了難得的機會，可以在同一個身體上研究典型的雄性和雌性基因。

數百年來，自然學家已經在昆蟲、蜘蛛、龍蝦和鳥類身上發現了許多雙性體。最近，研究者藉助漸趨精密的實驗手段來研究這些混合生物體，並推翻了關於性別發育的統治性理論。這在科學史上再一次證實，這些相對於我們預設的分類，過於奇特和不對稱的生物，能夠告訴我們許多奧秘。例如，它證明了關於鳥類雌雄分化的一般解釋是錯誤的。科學家是通過研究極少數的雙性體，而非大量的正常鳥類獲得這個認識的。故事從一隻奇特的斑馬雀（ZebraFinch）開始。

20世紀90年代，洛克菲勒大學（RockefellerUniversity）的一位動物管理員經常在一個只關有雄性斑馬雀的籠子里發現鳥蛋。為了查明是誰下的蛋，她把所有鳥都分隔開來。結果發現，是一隻看起來與其它鳥頗為不同的傢伙下的蛋。它身體右側是典型的雄鳥特徵：橙紅色的臉頰、條紋狀的頸部、翅膀附近是帶有白色小點的漂亮褐斑。而它身體的左側明顯不同：除了黑白色的臉部和米色的胸部外，幾乎全是灰色的——這是典型的雌性羽毛。

當意識到這傢伙是個雙性體時，這群鳥的主人、洛克菲勒大學神經科學家弗爾南多·諾特博姆把它送給了以前的學生、洛杉磯加里福尼亞大學的阿特·阿諾德（ArtArnold）。他覺得，從事研究性別差異的阿諾德，或許能夠從這隻鳥身上學到點什麼。

食人魚是卵生魚類，繁殖並不困難，且一年可繁殖多次。食人魚對水質沒有特殊要求，弱酸性水質即可飼育良好，雌魚在產卵期可產出3000至5000粒魚卵，受精卵經過36至48小時就可孵化出仔魚，而仔魚在48小時後吸收完體內的蛋黃素後就會自己攝食。

食人魚又名食人鯧，原產亞馬遜河，共有20餘個不同品種。其中具有代表性也是目前在國內各市場俏銷的品種被稱為紅腹食人魚（鯧），它們體型小巧，一般為25公分左右，色彩美麗，擁有墨綠色的魚背，淺綠色的魚體，火紅色的腹部，性格卻極為殘暴。

在巴西的亞馬遜河流域，食人魚被列入當地最危險的四種水族生物之首。在食人魚活動最頻繁的巴西馬把格洛索州，每年約有1200頭牛在河中被食人鯧吃掉。一些在水中玩的孩子和洗衣服的婦女不時也會受到食人鯧的攻擊。食人魚因其兇殘特點被稱為水中狼族、水鬼。

在亞馬遜河流域，牧民放牧牛群，遇到有食人魚的河流，就會把一頭病弱的牛先趕進河裡，用調虎離山計引開河中的食人魚，然後趕著牛群迅速過河。而作為犧牲品的老牛，不到10分鐘就被兇殘的食人魚群撕咬得只剩下一副白骨殘骸。當地土著人借用其兇殘的特點，在護城河中放養食人魚，以抵擋猛獸的侵襲，並把它們供為神。

一直以來，科學家們都假定，鳥類的雌雄分化方式與哺乳動物是一樣的：它們的胚胎是無性的，由於性別染色體的不同而發育出睾丸或卵巢。再由睾丸和卵巢分泌出荷爾蒙，促使機體發育成為不同的性別。現在研究顯示，這個說法過於簡單了。

根據這條線索，阿諾德和他的同事決定把這隻雙性鳥的大腦切開來看看。通常雄性斑馬雀大腦中有一個神經迴路網，專門負責雄鳥學習求偶的鳴唱。因此在雄鳥大腦中，包含此迴路的大腦區域要比雌鳥大腦中的相應區域大。假如性別發育主要取決於荷爾蒙的話，那麼這隻鳥身體內的每個器官，都會沐浴在由它睾丸和卵巢同時分泌的兩種不同性別荷爾蒙調成的「雞尾酒」中，因此雙性體大腦中的每一部份大小都應該是相同的。

但是，阿諾德小組發現，這隻雙性鳥大腦中負責鳴唱的區域，其右半部的比左半部大82%。為了作更深入的分析，研究者將其大腦切片，並浸泡於少量放射性RNA溶液中。RNA可以與Z或W性別染色體（相當於人類的X和Y染色體）結合。浸泡後的切片被放置於攝影板下，結果顯示，其大腦右半球主要由包含兩種Z染色體的雄性細胞組成，而左半球細胞則完全是雌性Z、W染色體排列。因此是性別染色體，而非荷爾蒙，一個細胞一個細胞地決定了大腦的命運。「雙性體改變了我頭腦中的一些非常基本的科學教義，」阿諾德說。「大腦細胞並非是由荷爾蒙來書寫性別的白板。它們事先就已經被寫好了。」

21世紀00年代中期，邁克爾·柯林頓（MichaelClinton），愛丁堡大學的發育生物學家，開始研究從英國家禽農場收集來的雙性雞。這些雞的一側長得像雄性：擁有白色和金色的羽毛、紅色的垂囊，以及腿部的長角狀突起。另一側它們又是雌性特徵：棕褐色的羽毛，以及遠小於雄性的突起和垂囊。

柯林頓和他的小組在分析了它們血液、皮膚和肌肉細胞中的DNA後發現，它們不僅是簡單地分成了兩半。和不尋常的斑馬雀大腦一樣，它們整個身體象是在細胞級別上就被分開了。它們一側身體擁有許多雌性ZW細胞，另一側主要是雄性ZZ細胞。但是也不是絕對地一分為二。它們更像是一個內部有兩個空間且分別裝了兩種不同軟糖的罐子，雖然大部分軟糖都存在於自己的空間里，但有時候又會混起來。

這一假想確認，與哺乳動物全面取決於荷爾蒙不同，鳥類性別是由其遍布全身的細胞一個一個決定的。剩下的問題是，還不清楚這些存在於單個細胞內的性別染色體，是如何獨立於荷爾蒙引導性別發育的。或許Z和W染色體從受精的那一刻起，就促成了DNA周圍分子的改變，並影響了不同基因的行為。能夠支持這一猜測的是，柯林頓和他的同事發現，正常發育的雄性和雌性鳥類胚胎，即使在性器官發育之前，在基因的活動上就具有不同的形態。

阿諾德小組現在想知道他們在鳥類身上的發現是否也適用於哺乳動物。為了找出哺乳動物身上染色體和荷爾蒙對性發育的作用，他們研究了一種特殊的老鼠。它們總體上是雄性的，但是卻擁有過多的X或Y染色體，以致於會分泌雌激素。他希望通過這一研究，最終可以獲得針對人類疾病的新療法。多發性硬化症、癌症、心臟病，以及其他疾病，通常在某種性別中較少見，或者更不具致死性。「假如我們能夠知道，為什麼某種特定的性別能夠保護我們，那我們就能找到新的療法，」阿諾德說。「為了知道這一切，我們需要一張導致男女性別差異原因的清單。在此之前，這張清單通常是關於荷爾蒙的。」

多發性硬化症，是因免疫系統攻擊、摧毀神經系統而導致的嚴重疾病——這在女性中更為常見，但是對男性而言病程發展更為迅猛。阿諾德在針對分泌雌激素的雄老鼠進行研究後，發現是X和Y染色體的結合，而非雄激素，使細胞在面對類似疾病侵害時，變得更易受攻擊。

對斑馬雀和雞的研究震驚了學者們，而且已經超出了鳥類學家的範疇。他們「確實挑戰了關於脊椎動物細胞如何獲得性別特徵的一些存在已久的理論，」伯克利（Berkeley）加州大學的發育生物學家尼潘·帕特爾（NipamPatel）說。在那些實驗還在進行的時候，他自己關於性別異常蝴蝶的研究也已經開始顛覆一些之前已經確立的觀念。在經歷了十年的痴迷研究後，帕特爾推斷，在一些案例中，雙性動物與其說是同時具有雄性和雌性身體部分的個體，還不如說是結合在一起的兩個不同生物體。

科學家對生物的遺傳要素獲取得越多，就越會意識到我們是複雜的生物。我們每個人的細胞從本質上來說都擁有兩種基因組：一種是我們細胞核內的人類基因組，另一種是線粒體基因組——它們曾經是一種獨立存在的微生物。數萬億的細菌覆蓋在我們體表與腸道，將我們的身體變成了一個微生物基因組的萬花筒。病毒和各種寄生蟲也會將外來的基因滲透到我們的基因組內。我們因雙性動物美麗特別的外表而對它們倍加關注。而事實上，它們是反映我們身體內部的一面鏡子。

每種生物都有自己的特性，我們在研究這些兩性生物的同時，也是在對人類自身的不斷了解。萬物都是相通的，這些動物的特性將會被應用在更廣泛的地方