【動物的性轉變】
（科學月刊精選/2000-6/中山大學宋克義•楊雅雯•陳明輝）

　一生只能有一種性別嗎？在會性轉變的生物看來，這句話一定是否定的！你想知道牠們為什麼要變性？性轉變會帶來什麼好處嗎？那你就絕對不能錯過這一篇文章！

　大部分我們周遭所熟悉的生物（包括人類），在一出生時，個體的基因便決定了他的性別。例如：人類的性染色體，XY為男生、XX為女生，一生都維持這固定的性別。另外有一類的生物，在一生不同的階段會有不同的性別，我們稱這個現象為「性轉變」。性轉變這種現象還包含了有：由雌性轉變為雄性的「先雌後雄型」、由雄性轉變為雌性的「先雄後雌型」及性轉變是可以逆轉的「雌雄互變型」三種情況。

《生物會性轉變的發現》
　當我們剛接觸一個生物，還不太瞭解牠的生活習性時，是如何推測牠會性轉變的呢？一開始是調查族群個體大小和性別時，常發現小個體為一種性別，大個體為另一種性別，而中等大小的個體有性別不容易辨識的情況。以「先雄後雌型」為例，小隻的都是公螺，大隻的都是母螺，中等大小的則公母都有。為什麼會沒有小隻的母螺？這有可能是採樣上的疏失，或者母螺是由公螺性轉變而來的。為什麼沒有大隻的公螺？除了採樣上的疏失外，也可能是這一種螺擁有「兩性雙型」的現象，公螺在基因上的限制，本來就會長得比母螺小。當然，這是一種會性轉變的螺，年紀較大時，公螺都變成母螺，這也是一種可能。

族群結構事一個比較間接的證據，尚有很多假設可以解釋。若利用人工的飼養，親眼看到牠從開始飼養時的性別，經過一段時間後變成另一個性別，就可以斷定這種生物會性轉變了。若無法在生物活著的時候判定性別，利用生殖腺組織切片的技術，在非雌雄同體的生物上同時發現精巢和卵巢，也是鑑定生物是否會性轉變的一個重要依據。

《什麼生物會性轉變？》
　許多在自然狀態下，會發生性轉變的動物多屬於無脊椎動物，例如：笠帆螺、牡蠣和擬珊瑚海葵。而較高等的脊椎動物，則以部分硬骨魚最具代表性。

　魚類的性轉變可分成兩大類：一為先雌後雄型，目前已經知道至少有14科的魚類有這個現象，常見的例子有石斑魚及鸚鵡魚﹔另一為先雄後雌型，常見的例子是雀鯛科的魚類，像耳熟能詳的小丑魚，就是這種變性模式的魚種。螺類的性轉變多屬於先雄後雌型，常見的例子友笠帆螺，在台灣的墾丁海域，紫口珊瑚螺也發現同樣的性轉變。

《會性轉變生物的發育》
　會性轉變的生物和雌雄同體的生物是不一樣的，會性轉變的生物雖然在出生時也同時具有精原細胞和卵原細胞，但是一個時期只有一種性別會成熟，不像雌雄同體的生物，會在同一個時期（同一個生殖季）發現具有功能的兩性生殖器官。

　在性轉變的過程中，生殖腺在型態和功能上的變化是最大的特徵。先雄後雌型生物在生殖腺發育的過程中，精巢會先發育成熟，卵巢受到抑制，此時見到的即為雄性的特徵﹔到性轉變的階段，生物會同時具有精巢及卵巢（這個階段的時間長短會依物種不同而異，有的生物甚至沒有這階段），二者以結締組織相隔，隨著排精後，精巢會逐漸萎縮，卵巢逐漸發育繼而代之，完成性轉變後成為雌性。
　
　另一方面先雌後雄型的性轉變過程洽與先雄後雌雄型生物相反。判斷生物是在性轉變的哪一個階段，通常是取其生殖腺組織切片觀察，簡易的觀察法還有體色的改變，以及雄性交尾器的長短變化。

《性轉變的時機》
　既然生物會從一個性別轉變成另一個性別，什麼時候開始轉變是個很重要的決定。性轉變的時間會受到許多因素的影響，有一些生物是在固定的年齡或固定的大小，由本身的基因控制性轉變的時間。例如：笠帆螺性轉變的時間會在第一次和第二次生殖週期之間﹔又如養殖的黑鯛，前兩年為雄魚，第三年開始會性轉變。
　
　另一類生物性轉變時間有很大的彈性，並不侷限在特定的年齡或大小。進一步的研究發現，這些生物的性轉變往往會受到牠所處群體內其他個體性別的影響。例如：先雄後雌型的螺，要是移去群體中的雌螺，最大的雄螺將會在更早的時間變成雌性。兩隻雄性在一起的群集，其中一隻雄性性轉變的時間，也會比單隻的雄性早。又例如：先雌後雄型的珊瑚礁魚類，常有幾隻雄魚獨占了所有交配的資源，若移去群聚中的雄魚，最大的雌魚將會變成雄魚。

《性轉變的生理機制》
　生物在性轉變時生理機制作用的模式，至今還不十分清楚。以脊椎動物生殖週期的調節模式推測應為：下視丘傳給腦下腺，再傳給生殖腺。這整個過程接受了由感覺器官，經由神經路徑傳來的外在訊息，再藉由性荷爾蒙、神經傳導物質和神經荷爾蒙去影響生殖腺的改變。

《性轉變的好處》
　會性轉變的生物在什麼情形下，會比性別固定有較多的好處呢？目前有兩個可能的說法：

(一)在不同個體大小的時侯，雌雄兩性有不同的能力，例如：小螺移動能力較大螺強，移動能力強的公螺能擁有較多的子代﹔愈大的母螺每一次生殖能孕育愈多子代，此時先雄後雌的性轉變會有較大的好處。而在一些珊瑚礁魚類，雄魚需要求偶和孵育小孩，較大的個體會有比較強的能力和比較受雌魚歡迎，此時先雌後雄的性轉變會有較大的好處。

(二)性轉變會減少近親交配發生的機會，因為同年齡的個體都是同樣的性別。近親交配容易始有缺陷的基因表現出來，所以演化上會盡量避免。

　根據上述的第一個說法，個體大小優勢的理論能成功的預測生物性轉變的時間。當雌雄兩性孕育子代的能力，會隨著年齡或個體大小的增加而有不同時，生物就可能會改變牠的性別。這個理論利用兩性堅不同的死亡率、生長率、生殖和性轉變上能量的花費，去預測會性轉變生物的第一個性別、性轉變的方向和性轉變的時機。

　當性轉變的方向和時機具有上述特性時，我們推測這是為了生殖成功上的適應。性轉變的時間有彈性，可依當時所處的群體環境，而在最具生殖成功條件時性轉變，亦為適應上的優點。

《結語》
　你知不知道參桌上的大石斑魚是公的？還是母的？當打魚的人展示他捉到鸚鵡魚群中最大的那一隻，此時海裡面有多少的寡婦鸚鵡魚在傷心難過？當你把海邊漂亮的擬珊瑚海葵移回家裡的水族缸時，牠們就會從母的轉變為公的，而活在海邊的母海葵就會減少了。且藉由性轉變的相關研究，我們發現：這些構造很簡單的生物，牠們面對生活壓力時，所採行的策略是這麼的有創意！牠們真的比較低等嗎？再面對變動很大的環境時，說不定牠們才是最適合生存的！


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