海洋中，一場(chǎng)顛覆傳統(tǒng)認(rèn)知的生育革命悄然上演：雄性海馬挺著圓鼓鼓的“孕肚”，它們通過(guò)特殊的“育兒袋”系統(tǒng)，為胚胎提供營(yíng)養(yǎng)、氧氣和免疫保護(hù)，堪稱(chēng)自然界的“超級(jí)奶爸”。

這不是天方夜譚，是海馬家族延續(xù)傳承的密鑰。轉(zhuǎn)動(dòng)這把鑰匙，如同打開(kāi)了一扇窺探生命演化奇跡的大門(mén)，去看清“雄性懷孕”背后精妙的細(xì)胞機(jī)器。

海馬不是馬（圖片由AI生成）

海馬不是馬

海馬不是馬，而是一種長(zhǎng)著“馬臉”的魚(yú)。但和其他魚(yú)類(lèi)相比，海馬又不那么擅長(zhǎng)游泳，大多數(shù)海馬生長(zhǎng)在河口與海的交界處，能適應(yīng)不同濃度的海水區(qū)域，甚至在淡水中也能存活。在自然海域，海馬通常喜歡生活在珊瑚礁的緩流里，經(jīng)常用尾巴勾住珊瑚的枝節(jié)或者海藻的葉片，好把身體固定住。它們常常直立起身軀，像一個(gè)個(gè)昂首挺立、身披“盔甲”的戰(zhàn)士，仿佛在說(shuō)：朕就是這樣的漢子！

不過(guò)，海馬當(dāng)然不全是“漢子”。想要辨別其雌雄也很簡(jiǎn)單——雄魚(yú)有腹囊，雌魚(yú)沒(méi)有。而腹囊，就是雄性海馬的育兒袋，是海馬家族繁衍的關(guān)鍵。

對(duì)海馬族群來(lái)說(shuō)，每年5月～8月，是合適的繁殖期；每年的8月～9月，則是盛產(chǎn)期。交配期間，雌海馬會(huì)將成熟的卵子釋放到雄海馬的育兒袋中。等到卵子全部安全進(jìn)入，雄性海馬會(huì)負(fù)責(zé)給這些卵子受精，同時(shí)關(guān)閉育兒袋的開(kāi)口，進(jìn)入“孕爸”生涯。一般來(lái)說(shuō)，這場(chǎng)孵化會(huì)經(jīng)過(guò)50～60天。在一個(gè)繁殖周期內(nèi)，雄海馬只接受同一只雌海馬的卵。

雄性海馬大多在夜晚分娩。等到小海馬發(fā)育完全后，它們會(huì)打開(kāi)自己的育兒袋，一群群的海馬寶寶就會(huì)爭(zhēng)先恐后地“噴射”出來(lái)，一次甚至能產(chǎn)下上千只小海馬。不過(guò)，這也會(huì)極大地消耗雄性海馬的能量，令它們無(wú)暇顧及這些新生兒。因此，盡管聽(tīng)起來(lái)很壯觀(guān)，但每一次，大多數(shù)新生海馬都會(huì)成為食物鏈上的消耗品，只有極少數(shù)能長(zhǎng)至成年。

“分娩”的海馬

育兒袋里的秘密

海馬從屬于海龍目海龍科。海龍科包含了60個(gè)屬，共有330余種，體型大小不一。一種名叫“侏儒海馬”的海龍，即便再努力，也很難令身長(zhǎng)超過(guò)2.5厘米；而有些葉海龍則可以長(zhǎng)到50厘米左右。海龍科的“大網(wǎng)紅”——海馬，身長(zhǎng)大概在5厘米到30厘米之間。

不過(guò)，身長(zhǎng)并不會(huì)影響海龍科的獨(dú)特性。整個(gè)海龍目里，只有海龍科的雄性成員能夠演化出育兒袋，擔(dān)當(dāng)“孕爸”。但不同“孕爸”的育兒袋類(lèi)型不盡相同——有的開(kāi)放，有的半封閉，有的完全封閉。研究人員通過(guò)先進(jìn)的單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)，對(duì)不同發(fā)育階段的育兒袋進(jìn)行了分析，終于發(fā)現(xiàn)了一類(lèi)具有干細(xì)胞潛能的“育兒袋上皮祖細(xì)胞”。這些細(xì)胞在雄性激素的調(diào)控下，協(xié)同膠原蛋白等基因，促使育兒袋形成。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，育兒袋并不是一開(kāi)始就長(zhǎng)成育兒袋結(jié)構(gòu)的。最初，發(fā)揮相應(yīng)作用的只是一種特化的表皮細(xì)胞，它們會(huì)幫助粘性卵附著在雄性身體的表面。但天長(zhǎng)日久，更多類(lèi)似功能的細(xì)胞群出現(xiàn)，它們逐漸抱團(tuán)聚集，并演化出新的基因，進(jìn)而衍生出一個(gè)新的結(jié)構(gòu)形式——育兒袋。相比之下，育兒袋的結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，功能也更多樣，足以和哺乳動(dòng)物的子宮相媲美。

這并不是夸張的說(shuō)法。海馬育兒袋內(nèi)皮層在妊娠初期會(huì)顯著增厚，形成類(lèi)似哺乳動(dòng)物胎盤(pán)的“胎盤(pán)”結(jié)構(gòu)。而研究人員還在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了一種“類(lèi)滋養(yǎng)層細(xì)胞”，它們?cè)诠δ芎突虮磉_(dá)方式上，與哺乳動(dòng)物胎盤(pán)中的滋養(yǎng)層細(xì)胞高度相似。同時(shí)，雄性海馬還發(fā)展出一套免疫耐受機(jī)制。眾所周知，免疫系統(tǒng)是保證身體健康的重要防線(xiàn)。在雄性海馬孕期，育兒袋內(nèi)的胚胎會(huì)同時(shí)攜帶“父系”和“母系”基因，對(duì)孕爸來(lái)說(shuō)，胚胎中的母系基因就是外來(lái)物質(zhì)，免疫系統(tǒng)有可能出于自我保護(hù)，將胚胎當(dāng)作“異物”來(lái)清除，清除成功的話(huà)，就會(huì)造成流產(chǎn)。而雄性海馬在孕期發(fā)展的免疫耐受機(jī)制，則可以盡力為胚胎提供免疫保護(hù)。同樣的免疫耐受，也發(fā)生在雌性哺乳動(dòng)物的子宮中。

更令人震驚的是，當(dāng)科學(xué)家提取雄激素為雌性海馬注射后，這些雌性海馬竟然也長(zhǎng)出了育兒袋。換句話(huà)說(shuō)，育兒袋是可以被激活的，而雄激素及其調(diào)控的育兒袋上皮祖細(xì)胞，就是那個(gè)關(guān)鍵開(kāi)關(guān)！

醫(yī)學(xué)新視角

“超級(jí)奶爸”的存在，挑戰(zhàn)了人類(lèi)對(duì)性別角色和生殖分工的傳統(tǒng)認(rèn)知，展示了生物適應(yīng)環(huán)境的無(wú)限可能性。而對(duì)海馬雄性懷孕機(jī)制進(jìn)行深入研究，不僅為我們理解脊椎動(dòng)物從“卵生”到“胎生”的演化規(guī)律提供了新視角，更會(huì)為人類(lèi)醫(yī)學(xué)帶來(lái)意想不到的啟發(fā)。

育兒袋顯然是一個(gè)標(biāo)志。此前，科學(xué)家在研究中發(fā)現(xiàn)了“育兒袋上皮祖細(xì)胞”，它們具有干細(xì)胞潛能，在發(fā)育過(guò)程中能與膠原蛋白基因等協(xié)同表達(dá)，并受雄激素信號(hào)通路調(diào)控。了解這些細(xì)胞如何接收信號(hào)、如何分化為特定類(lèi)型細(xì)胞以及如何協(xié)同形成功能組織，可以為組織再生提供重要參考。比如，在燒傷治療中，如果能像育兒袋上皮祖細(xì)胞那樣精確地調(diào)控皮膚細(xì)胞再生過(guò)程，將會(huì)大大提高治療效果。

而在免疫耐受方面，主要組織相容性復(fù)合體（MHC）基因是編碼所有脊椎動(dòng)物的免疫系統(tǒng)的基石，下調(diào)MHC的表達(dá)就能減弱免疫能力。在人類(lèi)孕婦的免疫耐受機(jī)制中，能看到一類(lèi)子基因MHC-I的表達(dá)和功能明顯減弱。海馬孕爸的表現(xiàn)更絕，不僅下調(diào)了MHC-I，還完全放棄了另一類(lèi)子基因MHC-Ⅱ。

MHC-Ⅱ有多重要呢？簡(jiǎn)單說(shuō)，人類(lèi)如果失去MHC-Ⅱ，可能會(huì)引發(fā)許多嚴(yán)重的感染性疾病以及自身免疫疾病。人類(lèi)看重MHC-Ⅱ還有一個(gè)重要原因，在器官移植中，供體和受體之間的MHC-Ⅱ匹配度，會(huì)影響移植成功率，一旦不匹配，就會(huì)引發(fā)排斥效應(yīng)。但這一切，雄性海馬全都不在乎，失去了MHC-Ⅱ，它們照樣活得好好的。這意味著，對(duì)雄性海馬免疫調(diào)節(jié)機(jī)制的深度解析，可能會(huì)為我們開(kāi)發(fā)新的免疫調(diào)節(jié)策略提供支持，并為改善器官移植提供關(guān)鍵線(xiàn)索。

在雄性懷孕這個(gè)爆點(diǎn)下，海馬其實(shí)還有一個(gè)隱藏略深的特點(diǎn)，它們沒(méi)有脾臟。不只是海馬，海龍科的許多物種都沒(méi)有脾臟。這在脊椎動(dòng)物中是非常罕見(jiàn)的特異進(jìn)化事件。當(dāng)科學(xué)家將海馬與其他9個(gè)不同目的硬骨魚(yú)進(jìn)行比較后，發(fā)現(xiàn)海馬屬中有1260個(gè)基因家族顯著收縮，涉及抗原識(shí)別和呈遞、T/B淋巴細(xì)胞發(fā)育、補(bǔ)體激活等過(guò)程的基因均存在譜系特異性丟失或結(jié)構(gòu)變異。其中，海馬基因單位點(diǎn)（tlx1A208T）突變，是導(dǎo)致其脾臟丟失的原因。而這種特異進(jìn)化，仍與雄性懷孕有關(guān)。科學(xué)家認(rèn)為，這是海龍科物種為保障繁衍而推動(dòng)的協(xié)同進(jìn)化。這一研究拓展了學(xué)術(shù)界對(duì)脊椎動(dòng)物繁殖過(guò)程中免疫系統(tǒng)適應(yīng)進(jìn)化的理解，有望為醫(yī)學(xué)上“無(wú)脾綜合征”研究開(kāi)辟新的思路。

作為難得一見(jiàn)的“男媽媽”，雄性海馬帶給我們的啟示已經(jīng)超越了海洋生物學(xué)范疇，成為連接基礎(chǔ)研究與臨床應(yīng)用的一座橋梁。這種跨越物種的知識(shí)轉(zhuǎn)化，正是科學(xué)研究最激動(dòng)人心的部分。