身體大小決定性別之謎

 

                      身體大小決定性別之謎

                            ·方舟子·

    寵物店銷售的熱帶魚大多屬于麗魚（又稱慈鯛）。有經驗的人在挑選
麗魚時，通常會選一半身體較大的一半身體較小的，這樣可以確保雌雄數
目相同。身體較大的是雄魚，身體較小的是雌魚。這是為什么呢？根據常
識，可以得出的答案是：雄魚的生長速度比雌魚快，所以身體就較大了。
但是加州大學伯克利分校的生物學家弗朗西斯和巴洛卻認為，至少對橘色
雙冠麗魚（俗稱“紅魔鬼”）來說，答案應該倒過來，是那些身體較大的
魚變成了雄魚。不是性別決定身體大小，而是身體大小決定性別。

    這個答案聽上去真是匪夷所思。我們熟悉的哺乳動物和鳥類，性別都
是先天就由性染色體決定的。對哺乳動物來說，如果兩條性染色體相同
（XX），就是雌性；不同（XY），就是雄性。鳥類則相反，有相同的性染
色體（ZZ）的是雄性，不同（ZW）則是雌性。但不管怎樣，它們的性別都
不受環境的影響，更不會發生改變。

    魚類則不然。雖然大多數魚類的性別受基因的影響，但是并非都
像哺乳動物、鳥類那么死板，水溫、酸堿度等環境因素發揮著重大的作用。
雖然雌雄的比例一般相同，但是有些魚類在低溫或酸性環境中，會有更多
的雌性后代，而在高溫或堿性環境中則相反。甚至有的魚類即使在發育成
熟后，也會根據環境的變化而改變已有的性別，例如在身體長得比較大時，
由雌性變為雄性。

    因此，如果知道魚類性別的不穩定性的話，弗朗西斯和巴洛的觀點聽
上去就不那么奇怪了。但是他們的觀點仍然是相當新穎的。以前雖然已在
多種魚類中觀察到身體大小能夠影響性別，但是那都是已成熟的魚發生的
性別改變。而弗朗西斯和巴洛則認為，在還未出現性別分化的幼魚中，身
體大小就能決定它們對性別的選擇。

    他們設計了一個巧妙的實驗來證明這一點。他們把74條紅魔鬼養到6
個月大，然后測量其體長。接著，他們把37條體長大于中值的幼魚歸為
一組（設為“大”組），把37條體長小于中值的幼魚歸為另一組（設為
“小”組），分開在相同的條件下飼養。又養了6個月，這時魚該成熟了，
重新測量其體長、體重，然后解剖確定其性別。

    紅魔鬼的正常雌雄比例為1：1。如果是性別決定身體大小，那么分開
飼養不會影響魚的性別，“大”組的幼魚應該全部繼續發育成雄魚，“小”
組的幼魚則應該全部繼續發育成雌魚。但是實際的情形是，兩個組都有一
半的幼魚發育成了雄魚，另一半的幼魚發育成了雌魚，而且發育成雄魚的
幼魚的身體都大于雌魚。這就說明在一窩魚中，身體的相對大小決定了幼
魚的性別分化。

    弗朗西斯和巴洛在1993年在《美國科學院院刊》發表了這一研究結果，
引起了相當的關注，論文被廣泛引用、報道。一位從小喜歡養紅魔鬼的
大學生歐德菲爾德在一本科普雜志上看到了有關介紹，激起了他的興趣。
大學畢業后，他到密歇根大學讀博士，決定更深入地研究這個問題。去年
他在博士論文中總結了他的研究結果。

    在初步的實驗中，他把一窩幼魚分成13組，每組7條。實驗結束后鑒定
幼魚的性別，卻意外地發現，雖然雄魚平均來說大于雌魚，但是每一組幼
魚中身體最大的并不總是雄魚，最小的也并不總是雌魚，也就是說，性別與
身體的相對大小無關。這顯然與弗朗西斯和巴洛的結論不符。是不是因為
歐德菲爾德實驗中每一組魚的數量太少，所以不能體現出身體相對大小對
性別的影響呢？歐德菲爾德覺得有必要嚴格重復弗朗西斯和巴洛的實驗，
即把幼魚按大小只分成兩組，每組的數量為二、三十條。他用4窩不同來
源的紅魔鬼幼魚重復了實驗，結果還是一樣：雖然每一組都有雄魚有雌魚，
但是性別分化與身體的相對大小無關。

    歐德菲爾德又到紅魔鬼的原產地尼加拉瓜采集野生標本進行解剖，
發現在幼魚階段性別與身體大小并不存在相關性，并非雄魚就比雌魚大。
弗朗西斯和巴洛實驗的推理前提是建立在不同性別的幼魚的身體大小已出
現顯著差異的基礎上的，而這個前提根本就錯了。實際上，雄魚和雌魚的
身體大小在成年后才出現顯著差異，此時性別已經確定，身體大小的差異
乃是不同性別具有不同的生長速度引起的。常識還是對的。

    弗朗西斯和巴洛的觀點很有趣，但是再有趣的觀點，一旦無法被
進一步的研究所證實，也只有放棄。歐德菲爾德的失望不難想像。他的研
究出乎意料地變成了是在維護常識、否定他人的觀點，而沒能有新發現。
這樣的研究很難引起人們的興趣。與弗朗西斯和巴洛論文的高調發表相反，
歐德菲爾德的論文發表在《國際漁業雜志》、《加勒比?？茖W雜志》這樣
的冷門雜志上。但是科學研究離不開重復和糾正他人實驗，雖然這是一項
吃力不討好的工作，很少有人愿意主動去做。

2008.4.13.