地球上公認的最大的細胞（地球上最大和最小的生殖細胞）

2023-07-22 18:07:51 1

精子和卵子可能微小得令人難以置信，比人類的小得多，又或者它們可能大得出乎意料。

精子是人體生物中最小的細胞，但也是最複雜的細胞之一。卵子是最大的細胞，並且同樣複雜。深入觀察自然世界，這些生殖細胞或配子的多樣性是真的與眾不同。

大多數物種有兩個配子，我們把它們叫做雄性和雌性。

「配子有兩項本職工作：攜帶資源來培育產生的後代，找到相同物種的配子並與它們結合。這兩方面都做好是一種挑戰，因為這兩種工作在對等交換中產生了相反的驅動。」來自英國東英吉利亞大學的Matthew Gage解釋道。

「一種最佳條件是生產最大化後代生存的配子，因此，進化產生了巨大、有營養的配子，我們稱之為卵子，由雌性生產。

另一種最佳條件是生產最大化結合的配子，因此，進化產生了數以百萬計的配子，我們稱之為精子，由雄性產生。」

一隻海星精子在卵子上（致謝：Visuals Unlimited/naturepl.com）

二裂果蠅生產像線團一樣的精子細胞。當科學家解開這種細胞並將它從頭量到尾時，他們發現，它幾乎有6釐米長。這比雄蠅的整個身體長20倍。

在2016年發表的一項研究中，研究人員認為，這些「巨型精子」等同於細胞的孔雀尾巴。也就是說，它們進化是因為雌性青睞長精子。

然而更大顯然並不總是更好。在天平的另一端，已知的最小的精子屬於稱為Cotesia congregata的寄生蜂。精子長度小於7微米（0.0007釐米）。

根據英國謝菲爾德大學的Rhonda Snook，精子大小的極端變異有幾種可能的解釋。

卵子有許多不同的型號（致謝：Sinclair Stammers/naturepl.com）

Snook的研究顯示，自然選擇過濾掉一切，除了精子最成功的形狀和大小。長的和短的精子可能受青睞似乎有點奇怪，但這是競爭和選擇的事情。

當雌性與多個雄性交配時，精子細胞必須競爭，因為只有最適合的會擊敗其競爭對手從而與卵子結合。這種壓力導致了無數的適應性，包括果蠅精子的那些巨大的尾巴。其他超強競爭的精子的例子包括潮蟲的，它們形成「火車」相互合作，以及一些蒼蠅和甲蟲的精液，對競爭的精子放毒。

一些物種的雌性可以選擇哪個精子與它們的卵子結合。

雄性使用最廣泛的策略之一是「交配塞」，防止其他雄性進入雌性的生殖道。交配塞被蜘蛛、大黃蜂、松鼠，甚至一些靈長類動物使用。

但在繁殖遊戲中，每個雄性要麼必須製造大量小精子取得數量上的優勢，要麼將他所有的潛能投入少量更強壯的精子中。最好的選擇取決於幾個因素，包括精子必須遊多遠，雄性用舞蹈、歌聲或振動的彩色背部吸引雌性後還剩下多少能量。

更重要的是，2015年的一項研究表明，更大的哺乳動物產生更小的精子，因為雌性的生殖道更大。這是有意義的，你想想：場地更大，你可能需要更多的球員。

除此之外，有神秘的雌性選擇的可能性：一些物種的雌性可以選擇哪個精子與它們的卵子結合。突然間，大自然種類繁多的精子細胞似乎不那麼令人驚奇了。

「我們對是否主要是精子的競爭或神秘的雌性選擇導致精子形態學的變化了解不多，」Snook說道。「但像最科學的問題一樣，它很可能是這些選擇壓力的組合。」

雌性的生殖細胞一樣複雜。

鴕鳥雛鳥（鴕鳥）孵化（致謝：Ostrich chick (Struthio camelus) hat

有生命的動物生產的最大的蛋屬於鴕鳥。它比雞蛋大20倍，測量大約15釐米高，13釐米寬。相比之下，最小的鳥蛋是小蜂鳥的：測量不到7毫米，豌豆大小。

我們在使用「卵」這個詞的方式上有點不一致

英國謝菲爾大學的Tim Birkhead著有《最完美的事》：鳥蛋的內部（和外部）。他說，在鳥類中，蛋的尺寸大致與身體大小成比例，但一些明顯的例外是阻止事情變得過於簡單。

「烏鴉（渡鴉）和常見的海燕（Uria aalge）體型相似，體重大約1公斤，」他說道。「然而，一隻烏鴉蛋的重量只有雌性身體重量的3%，而一隻海燕蛋的重量大約是雌性身體重量的12%。」

Birkhead說，決定蛋的大小的一個關鍵因素是這個物種的幼小是如何成長的。「生產早熟——孵化時發育良好——雛鳥的物種通常產生相對較大的蛋，依照烏鴉與海燕比較的情況，」他說。

這尤其讓人費解，因為我們在使用「卵」這個詞的方式上有點不一致。

人類的卵細胞或「卵母細胞」（致謝：Phanie/Alamy）

當你試著將直徑0.12毫米的人類卵子與55毫米長的雞蛋相比較時，這是顯而易見的。關鍵是，雞蛋不僅僅是卵細胞：還有很多其他東西在裡面。

如果你想看世界上最小的卵細胞，你將需要一些重要的放大率

當人類女性在子宮內培育後代時，產卵物種如雞必須提供足夠的基本營養素給它們的後代在母體外的發育。為了做到這點，它們製造了一個結構——有點令人困惑也稱為蛋——結合食物、水和來自自然力量的保護。動物王國的許多動物都是這樣做的，包括鳥類、昆蟲和魚類。

你可以精確地找到雞蛋中發育成胚胎的部分，但它不能在沒有連貫營養和外殼的情況下做到這些。通過這一論據，鴕鳥蛋仍然是地球上最大的卵細胞。

根據Birkhead，又是進化平衡決定卵的大小。在某些情況下，更少、更大的卵可能是最好的做法，而其他物種玩數字遊戲。

精子可能比你想像的要大得多（致謝：Alexey Kotelnikov/Alamy）

如果你想看世界上最小的卵細胞，你將需要一些重要的放大率。

根據佛羅裡達大學昆蟲學家1994年的一項審查，將卵下在其他小動物身上的寄生蟲通常有最小的卵。

也許不足為奇的是，關於如此微小的卵的數據很難找到。根據1994年的一項審查，一種稱為Clemelis pullata的微小寄生蒼蠅已知有最小的卵。它們測量是0.027毫米乘0.02毫米。

然而，目前還沒有人研究稱為仙人峰的小型寄生蜂的生殖細胞。這些微小的昆蟲是部分世界上最小的昆蟲，通常測量僅有0.5到1毫米長。

總的來說，似乎它們的卵是相當小的。

原文來自：http://www.bbc.com/earth/story/20170419-the-largest-and-smallest-sex-cells-on-the-planet