在整个动物界，通常是产生卵子的雌性会怀孕，或者在卵子受精后在照顾这些卵子方面扮演最主要的角色。为什么会这样仍然是一个进化的谜团，澳大利亚悉尼大学 Camilla Whittington 实验室的研究人员对此思考良多。他们研究这一谜团的一种方式是关注规则的例外：海马，是唯一一种雄性会怀孕的脊椎动物（有脊椎的动物）。
诚然，大自然中有许多雄性会将受精卵含在嘴里，比如达尔文蛙和圆尾 måle，还有一些雄性会将卵子粘在身体上，比如水虫，或者将幼崽藏在袋子里，比如髋袋蛙。
但海马爸爸将这种照顾提升到了新的水平，确保它们育儿袋中的卵子获得足够的氧气，并且不会被废物窒息。它们在分娩时会有宫缩。Whittington 自己的基因研究表明，海马爸爸拥有产生卵子营养的基因，但这并不能证明它们确实这样做了。
如果海马爸爸为卵子提供营养，那么从它们的育儿袋中出来的东西（新生海马）的重量应该会比刚受精的卵子重。Whittington 的学生 Zoe Skalkos 在本科荣誉项目研究中承担了这项工作。
为了尽可能减少对野生海马种群的影响（其中有四个物种已濒危），实验室在研究中使用了在塔斯马尼亚为水族馆贸易培育的圆鼻海马。这种海马是世界上最大的海马物种之一，身长可达 14 英寸（36 厘米）。但可惜的是，尽管你在《海王》电影、卡通或漫画中可能见过，但“海马是不能骑的，” Skalkos 说。
Skalkos 听到的另一个常见误解是海马会改变性别。虽然有数百种鱼类会改变性别，包括小丑鱼和石斑鱼，但海马不会。
研究海马怀孕
Skalkos 的实验开始时，她捕捉了刚从父亲育儿袋中出来的小海马。她称了它们的体重，然后将它们烘干，再次称重。当她试图从海马的育儿袋中收集刚受精的卵子时，她发现这些爸爸们不仅仅是将卵子像钱包里的硬币一样携带。卵子深深地嵌入在育儿袋壁中，并被育儿袋组织覆盖。
Skalkos 发现，尽管湿润的新生海马比受精卵重，但它们可能是在生长过程中从海水中获得了重量。干燥后，两者重量大致相同。尽管如此，这仍然意味着海马在育儿袋中发育时所消耗的所有能量并非来自卵黄，而是来自其他地方。Skalkos 认为，雄性提供了这种营养。
“真正让我着迷的是这种雄性怀孕与许多动物类别和物种的雌性怀孕之间的相似性，” Skalkos 说。“更多的研究将教会我们很多关于进化和雌性怀孕的知识。”
在海龙的巢穴中
海马让雄性怀孕看起来很容易。海马家族中的其他鱼类，包括海针鱼和海龙，在水族馆工作人员试图让它们在圈养繁殖时，或许能提供它们关于怀孕进化起源的线索。
(图片来源：斯克里普斯/加州大学圣迭戈分校的 Birch 水族馆)
斯克里普斯/加州大学圣迭戈分校的 Birch 水族馆
斯克里普斯海洋研究所、加州大学圣迭戈分校 Birch 水族馆的副馆长 Leslee Matsushige 知道，让水族馆的叶海龙繁殖会很困难。
这并非因为缺乏经验。自 1995 年以来，Matsushige 已经帮助水族馆繁殖了 13 种不同的海马。Birch 水族馆已向其他水族馆输送了 5000 多只海马后代，这使得人们可以在不给野生海马种群造成压力的情况下了解海马。但只有少数其他水族馆曾成功诱导海龙在圈养中繁殖。
罕见事件
虽然海马雄性有育儿袋，雌性海马将卵子直接排出到育儿袋中，但对这个鱼类家族的其他成员来说，繁殖更为棘手。海针鱼，看起来像被拉直的海马，身体上有裂缝、凹槽和瓣，卵子会栖息在那里，而不是在育儿袋里。
海龙的卵子在雄性的尾巴上暴露得更多。Matsushige 说，一旦卵子附着在尾巴上，尾巴皮肤会肿胀，形成小杯状结构，以固定卵子。但在 Birch 水族馆多年来，卵子从未成功地从雌性转移到雄性。
Matsushige 说，由于它们色彩斑斓和叶状附肢，许多人认为海龙是热带鱼。然而，所有三种海龙都只在澳大利亚南部沿海的凉爽水域中发现。在这三个物种中，只有叶海龙在水族馆中繁殖成功。Matsushige 说， leafy sea dragons (叶海龙) 从未在圈养中繁殖过。ruby sea dragons (红海龙) 自 2015 年以来才为科学界所知。
营造氛围
在一个远离水族馆游客的精心控制的鱼缸中，Matsushige 和她的团队为雌海龙创造了产卵的适宜条件。最终，雄海龙的条件也适宜了。它们与雌海龙一起，脸贴脸、尾巴碰尾巴地游向水面。但一次又一次，卵子未能从雌性转移到雄性的尾巴上。难怪许多动物物种的雌性会选择自己照顾卵子。
Birch 水族馆的管理团队怀疑海龙需要更大的鱼缸来完成这种舞蹈，但这只是一种猜测。然后，在 2017 年，一名潜水员发布了一个关于叶海龙在野外交配的 YouTube 视频。这是首次有野外海龙的卵子转移被视频记录下来。Matsushige 终于看到了交配舞蹈应该是什么样子。水族馆建造了一个更大的鱼缸。
在更大的鱼缸里，卵子转移成功了，尽管只有两枚卵子附着在雄性的尾巴上，而不是通常的 50 枚。转移后，雄性完成了一个 Matsushige 只在野外海龙的视频中见过的摇摆动作。她不确定雄性是摇摆以更牢固地附着卵子还是为了使其受精，但无论如何，这似乎都起了作用。
2020 年 2 月，两只小叶海龙在 Birch 水族馆孵化。
待学更多
从那以后，水族馆就没有再成功进行卵子转移，但 Matsushige 认为整体趋势是繁殖过程的成功率在提高。“有成功，有时也有失败，”她说。“这就是你学习的方式。”
Skalkos 说，研究人员每解决一个问题，就会引出更多问题。她希望更多人知道，这个鱼类家族不仅观赏起来很美，而且为理解我们世界的一个基本概念——生命的延续——提供了关键。
