性别转换在数秒内完成:掌控自身性别转换的鱼类

移除顶端的雄性斑点鱼后,仅数分钟内,原本位居第二的雌鱼便会蜕变为水族箱的新暴君——它开始冲撞撕咬竞争者,同时其体内悄然启动长达数周的性别转化进程,逐步转变为雄性。

由解剖学系领导并发表在《皇家学会学报B辑》(Proceedings of the Royal Society B)上的新研究,探究了新西兰斑点鱼(或称paketi)。这种鱼在成年期能因社会等级结构的变化而从雌性转变为雄性。

研究发现,当群体中的优势斑点鱼被移走后,性别转换过程几乎立即开始。

该研究的主要作者、解剖学系博士生海莉·奎特穆斯(Haylee Quertermous)表示,虽然完整的性别转换过程需要数周,但等级第二的鱼只需几分钟就能利用权力真空并展现支配行为。

"攻击行为(称为'冲刺')表现为优势鱼快速游向从属个体,"她说。

"有时优势鱼会与从属鱼发生身体接触,包括撕咬它们,通常针对尾部及鳍部。这些攻击行为通常伴随着从属鱼迅速游离('逃离')优势鱼。"

虽然她预料到在移走优势鱼后一小时内能看到行为变化,但其速度之快仍令她惊讶。

 

"在许多水族箱中,等级第二的鱼在优势鱼被移走后短短几分钟内就增加了攻击性。"

她提醒道,斑点鱼从雌性转变为雄性时伴随的支配行为,并不等同于从典型的'雌性'行为转变为'雄性'行为。例如小丑鱼等其他变性鱼种是从雄性转变为更具支配地位的雌性鱼。

研究人员观察到,斑点鱼根据体型形成线性等级序列,体型较大的个体支配较小的个体。

他们试图确定等级序列中哪些鱼在机会出现时更可能改变性别。

结果显示体型较大、地位较高的鱼更可能变性。而当社会等级被打乱时,地位较低的鱼能迅速改变行为以抓住新机遇。

该研究还深入探究了斑点鱼社交互动背后的神经机制,发现鱼脑中的社交决策网络高度参与支配地位的建立。

 

获得支配地位的鱼,其神经网络与其他等级的鱼相比存在显著差异。

负责该研究神经生物学部分的卡吉·卡姆斯特拉博士(Dr Kaj Kamstra)表示,这些发现为理解鱼类社会行为与神经过程之间复杂的相互作用提供了宝贵见解。

"研究还凸显了社会环境在塑造个体行为中的重要性,揭示了社会行为的演化过程以及大脑机制适应不断变化的社会环境的灵活性。

"这项研究对于理解其他物种(甚至人类)的社会动态具有更广泛的意义。"

这些发现可应用于其他由社会支配地位触发性别转换的鱼种,对水产养殖和开放水域渔业可能具有重要价值——许多具有商业价值的渔业依赖于会变性的鱼类,例如新西兰蓝鳕鱼。