雄性海馬孵卵囊發育與功能 與人類胎盤類似

海馬是其中一種最奇怪的魚類,亦是唯一一種由雄性而非雌性經歷懷孕和分娩的動物。最新刊於《胎盤》的研究發現,雄性海馬最多可容納 1,000 隻小海馬的孵卵囊發育和功能均類似於人類胎盤。

海馬在交配後,視乎品種,需要將受精卵孵化 10 天至 6 星期,然後會花費數小時吸水並將小海馬用力推進水中,讓其漂流直到長大。至於雄性海馬可在分娩後數小時,再進行另一次求歡的動作。

在懷孕期間,雄性海馬的最大挑戰是如何為大量的受精卵提供氧氣、營養、抗體等重要資源。領導是次研究的悉尼大學演化生物學家 Camilla Whittington 表明,研究的目標正是要找出小海馬黏在孵卵囊實際上是如何呼吸與獲得營養。

團隊以雄性膨腹海馬 (Hippocampus abdominalis) 作為研究對象,在其懷孕 34 天的不同時間檢查孵卵囊的特徵與內部情況。

團隊發現,隨著胚胎的生長,孵卵囊變得越來越薄並長出許多血管,就像哺乳類動物胎盤胚胎發育過程一樣;孵卵囊在懷孕後期變得最薄,囊的內裡嚴重皺起,為新血管的生長提供了更多表面面積。在分娩後的 24 小時內,孵卵囊則回復到懷孕前的狀態。

圖為雄性膨腹海馬懷孕期間胚胎與孵卵囊的情況。 Credit: Coulson, S. & et al. (2021).

Whittington 指出,懷孕中的孵卵囊變化與懷孕人類發育的胎盤非常相似。她補充,人類的胎盤部分在子宮,而海馬的胎盤基本上是經過改造的腹部皮膚;雖然兩者具有相同目的、以相同方式生長,但構成的組織卻大不相同。

無參與研究、加拿大與英國聯合研究小組「海馬計劃」的保護科學家 Sarah Foster 則指,海馬的做法合情合理。她說:「那些小海馬需要從某個地方獲取氧氣和營養,而最直接的地方應該是雄性的血液如人類胎兒一樣。」

來源:
Science, Male seahorses grow placentas to incubate their young, 23 September 2021

報告:
Coulson, S., Lubeck, M., Mitrovica, J.X. & et al. (2021). Structural changes to the brood pouch of male pregnant seahorses (Hippocampus abdominalis) facilitate exchange between father and embryos. Placenta Vol114, October 2021, P.115-123. doi: 10.1016/j.placenta.2021.09.002

文/Alan Chiu

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