裙帶菜為一年生海藻,其生活史包含大型的孢子體和微觀的配子體兩個世代,因為二者在大小、外型等方面存在明顯差別,所以稱這種生活史為異型世代交替。
在北方沿海如青島的礁石上,我們通常在冬末(1、2 月份)以后能觀察到比較明顯的裙帶菜幼苗。我們稱這種大型的葉狀體為孢子體。我們食用和養殖的均是裙帶菜的孢子體。
正常的孢子體是二倍體,是裙帶菜生活史中的無性世代,即它沒有性別,不表現出性別差異或分化。孢子體生長到繁殖季節(在北方通常為 6 月份以后),它的孢子葉會釋放可以游動的孢子,孢子附著到礁石等附著基之后形成單倍的配子體。自然界中的配子體由于細胞數少,個體微小,肉眼是無法觀察到的。
普通的配子體有雌性與雄性的性別分化,因此是有性世代。我們知道 XX 與 XY 型性染色體分別決定人類女性與男性的性別,而海帶、裙帶菜、水云等褐藻的單倍配子體的性別是由 U 和 V 型性染色體決定的,具有 U 型染色體的為雌性,具有 V 型染色體為雄性。
因此,傳統觀點認為,裙帶菜的單倍配子體只有雌、雄兩種性別,且為雌雄異體。日本學者曾在由體細胞培養獲得的二倍配子體中發現雌雄同體現象,這是符合邏輯的,因為二倍配子體同時具有 U 和 V 染色體。
讓裙帶菜的性別變得撲朔迷離的是,中科院海洋所海藻種質庫的科研人員首次在單倍的裙帶菜配子體中發現了雌雄同體現象,這種配子體在最初的營養生長階段表現為雄性的形態特征,但在誘導配子發生階段卻能同時形成精子囊和卵囊,進而分別產生精子和卵子。
后來他們進一步驗證了雌雄同體性別的單倍配子體產生的卵子是具有正常生物學功能的,從而證實了單倍配子體確實存在雌雄同體的性別。
后來的研究發現,這種雌雄同體現象并不稀有,在栽培與養殖群體中都有較高比例的存在。
綜上,裙帶菜單倍配子體世代具有雌性、雄性、雌雄同體 3 種性別。