(文/Ed Yong)许多动物,包括大部分的爬行动物在内,都无法自身产生热量。因此,它们只能借助环境来调整体温,比如晒太阳可以使体温升高或者躲在树荫下乘凉等。而有些还未面见父母的胚胎就能这么做了。
来自中国科学院的杜卫国(Wei-Guo Du)发现鳖的胚胎能在蛋里“晒太阳”。“人们一般认为爬行动物的胚胎是不能动的”,杜卫国说。毕竟,它们的四肢刚长出一点点,而且它们也没有可移动的空间。但这阻挡不了它们,杜发现这些胚胎不止能移动,而且能贴到整个蛋最温暖的那一边。
杜从当地的鳖养殖场里收集了260颗鳖蛋,每个都放在单独的罐子里,然后用热灯加热这些罐子,鳖蛋最贴近灯的那一面比其他地方高出1摄氏度左右。胚胎能感受到这个温差,数天后,它们都会紧贴着比较暖和的那边。当用热灯在其他位置加热,胚胎也会跟着移过去的。
杜还将540个鳖蛋埋在比较天然的地方——平坦的田间或倾斜的河岸上,摆放的时候将胚胎所在的位置朝正上(拿蛋对着烛光,观察阴影来确定胚胎位置)。20天后,埋在平坦地上的蛋,阳光直接从正上方照射,胚胎仍在原地。而埋在倾斜河岸上的蛋,由于阳光以一定角度照射到它们,胚胎则会朝河岸方向移动。
这些结果和自然条件有关系吗?杜认为有。“大多数爬行动物都在地下的窝里产卵,利用照射到地表阳光的温度进行孵化。”这样会造成窝内温度的不均衡,有的蛋比其他的蛋温度高些,而且每个蛋有些部分都会比其他部分温暖。
鳖的胚胎能感受到蛋内不同区域温度的差异,并让自己待在比较温暖的地方。杜在文中这样写道,“据我们所知,以前没有类似的研究。有可能是因为大家都认为胚胎并不会拥有这种行为。”
对正在发育的鳖的胚胎来说,一点点温度的差异就是天大的事情。孵化温度能影响胚胎会长多快、能长到多大,以及什么时候能孵化出来。若将乌龟蛋加热一度,它能提早4.5天孵化出来。别小瞧这4.5天,它可能因此避免成为其他动物的盘中餐,或者因极端的温度、干旱带来的灭顶之灾。
母鳖可以决定在哪儿埋下自己的蛋,但这些胚胎也不是完全被动的。它们通过在自己的小屋内移动,来促进自己的成长。杜说:“胚胎不只是个半成品,而是一个功能性的有机体,它有着出人意料且高效的生命运转方式。”
对于许多爬行动物来说,孵化温度决定胚胎的性别。例如有些龟类,若将龟蛋在22.5到27度孵化,小龟将全部是雄性的;若将其在30度孵化,小龟将全是雌行的;而在两者之间的温度孵育出来的小龟既有雌的也有雄的。杜尚不清楚鳖是否也靠孵化温度来决定胚胎性别,或者其他依赖温度的胚胎是否也能在卵里移动。若这两个问题里有一个答案是肯定的,那么也许胚胎自身就可以决定自己的性别。
博主介绍: Ed Yong,著名科学作者。他白天在英国癌症研究中心上班,晚上回家写他自己的科普博客Not Exactly Rocket Science。他的文章被众多知名刊物采用,包括New Scientist, Nature, the Economist, the Guardian, the Daily Telegraph以及SEED等。