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没有爸爸也可以生孩子:单性生殖的奥秘(图

  • 来源:互联网
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  • 2017-05-18
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  据国外报道,这是一条名为Thelma的雌性蟒蛇,它身长达到6米,在美国易斯维尔动物园独自生活了4年,从未与任何雄性同类接触过。然而,它产下了61枚卵,并孵出了6个健康的后代。难道它是在许多年以前与某条雄性蟒蛇交配过,然后将其精子储存起来了?

  遗传学检测很快给出了答案:Thelma是世界上第一条无性生殖的网纹蟒。它所产下的卵具有长成雌性后代的所有遗传信息,无需雄性蟒蛇的精子或DNA。取代精子的是生殖细胞时的副产物极体,Thelma的卵细胞与极体结合,并最终发育成胚胎。因此,它的每个后代都具有它一半染色体的两份拷贝,换句话说,它们就是Thelma的半克隆体。

  尽管十分奇特,但我们现在已经知道Thelma的情况并非独一无二。科学家已经发现在许多中都存在单性生殖现象,包括两栖类、爬行类、软骨鱼类和硬骨鱼类,甚至是鸟类。至于这种现象的背后原因,我们现在还不是很清楚。

  单性生殖,又称为孤雌生殖(parthenogenesis),一开始被认为是极端情况导致的现象。在以往的记录中,这种现象只出现在人工养殖的动物中,因此人们推测是压力、隔离等原因引起。当延续血脉的其他方法都行不通的时候,或许就只剩下单性生殖这一条了。

  然而,现实情况未必如此。科学家发现,一些雌性动物即使在存在雄性的情况下,也会采用单性生殖产生后代。而且,野生条件下也会出现单性生殖,甚至这种现象可能已经存在了亿万年的时间。这种繁殖方式具有一定的优势,特别是在如今的地球上,许多的种群数量正急剧地下降。当然,这也引发了对有性生殖重要性的讨论。

  此外,还有一个很重要的问题是,为什么脊椎动物中,包括鱼类、爬行动物和鸟类都会出现单性生殖,但包括人类在内的哺乳动物却没发现具有这种能力?事情看来并不是那么简单

  或许通过常见的家养火鸡,我们可以最好地理解“单性生殖”。在19世纪初,有报告称鸡有单性生殖的现象,之后有人就开始研究火鸡中的类似现象。他们发现,这些大型家禽能产下未受精的蛋,并成功孵出后代。

  不过,这些孵出来的火鸡雏鸟都是雄性的。与哺乳动物不同,在鸟类中,雄性的染色体占据主导地位。很快,人们选育出了一个单性生殖的火鸡家系,其雄性后代都发育正常,而且能成功进行繁殖。

  过去15年中,出现了一系列关于家养鱼类、蛇和蜥蜴等动物单性生殖行为的报道,而且,似乎许多种鲨鱼也具有这种行为。2001年12月14日,在养在一起的雌性窄头双髻鲨中,有一条产下了健康的雌性后代。这雌性鲨鱼是在未成年时,从美国佛罗里达群岛海域捕获的。它们都没有接触过雄性鲨鱼。

  据纽约州立大学石溪分校的德米安查普曼(Demian Chapman)团队称,这雌性窄头双髻鲨中确实有一条进行了生育。随后的遗传学检测,没有雄性鲨鱼参与其中。后来科学家在其他4种鲨鱼中也发现了同样的现象。查普曼说:“看起来这是一种在许多鲨鱼中都存在的现象。”

  2006年,科学家报告称,两条不同的科摩多巨蜥世界上最大的蜥蜴也出现了单性生殖的行为。这两条巨蜥圈养在不同的机构中,一条在切斯特动物园,另一条在伦敦动物园。两家动物园都位于英国。

  当时,科学家推测这种巨蜥能够在有性生殖和无性生殖之间进行转换,即在没有雄性存在的极端情况下,可以生出自己的克隆后代。近年来,科学家还发现包括蟒和蚺在内的多种蛇类中,也会在没有雄性的情况下进行单性生殖。

  一个可能的解释来自野生条件下的鞭尾蜥。事实上,鞭尾蜥包含了许多,其中相当一部分是来自其他的杂交后代。这些奇特的杂交都是雌性,雄性已经被完全从它们的繁殖过程中踢开。每只雌性鞭尾蜥都通过无性生殖的方式产生后代。

  这种性别专属的策略具有其演化优势:无论哪一只鞭尾蜥落单了,它都可以延续自己的基因,而那些需要依赖雄性才能繁殖的鞭尾蜥则逐渐。这是一种非常特别的单性生殖,只出现于没有雄性存在的情况下。那些被困在孤岛上的雌性鞭尾蜥,逐渐转变了生物学特征,以进行单性生殖。

  科学家认为,网纹蟒Thelma可能也是出于类似的原因才进行单性生殖。它生活在宽敞的笼舍中,食物充足,温度适宜,具有在生物学上转变成单性生殖的良好条件。对于其他蛇类、科莫多巨蜥和鲨鱼来说,情况很可能也是如此。

  不过,这种观点也存在问题。通常,无性生殖是有一定代价的本质上这是同系繁殖的终极形式,无法创造出遗传多样性。因此,自体克隆的动物在应对疾病和其他时非常脆弱,它们缺乏遗传多样性来克服。基于这个原因,在单性生殖的科摩多巨蜥出现之后,科学家,不应该把这种濒危的蜥蜴隔离起来。他们担心如果科摩多巨蜥开始单性生殖,其遗传多样性将逐渐减少。

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