单性生殖的奥秘

1、.*;单性生殖的奥秘北京时间28日消息，据国外媒体报道，这是一条名为Thelma的雌性蟒蛇，它身长到达6米，在美国路易斯维尔动物园单独生活了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个安康的后代。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分裂时的副产物极体，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

2、克隆体。极端环境下的繁殖方式?尽管非常奇特，但我们如今已经知道Thelma的情况并非独一无二。科学家已经发如今许多物种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，我们如今还不是很清楚。单性生殖，又称为孤雌生殖parthenoGENEsis，一开场被认为是极端情况导致的现象。在以往的记录中，这种现象只出如今人工养殖的动物中，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路了。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

3、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，许多物种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才能?事情看来并不是那么简单单性生殖的火鸡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，之后有人就开场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，

4、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，而且能成功进展繁殖。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。2019年12月14日，在养在一起的三条雌性窄头双髻鲨中，有一条产下了安康的雌性后代。这三条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，这三条雌性窄头双髻鲨中确实有一条进展了生育。随后的遗传学检测证实，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

5、曼说：“看起来这是一种在许多鲨鱼中都存在的现象。科摩多巨蜥2019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可以在有性生殖和无性生殖之间进展转换，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展单性生殖。那么问题来了，它们为什么要这么做呢?没有雄性的生活一个可能的解释来自野生条件下的鞭尾蜥。事实上，鞭尾蜥包含了许多物种，其中相当一部分是来自其他物种的杂交后代。这些奇

6、特的杂交物种都是雌性，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那么逐渐消亡。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，以进展单性生殖。科学家认为，网纹蟒Thelma可能也是出于类似的原因才进展单性生殖。它生活在宽阔的笼舍中，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

7、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威胁时非常脆弱，它们缺乏遗传多样性来抑制威胁 。基于这个原因，在单性生殖的科摩多巨蜥出现之后，科学家建议，不应该把这种濒危的蜥蜴隔离起来。他们担忧假如科摩多巨蜥开场单性生殖，其遗传多样性将逐渐减少。当然，在环境中没有雄性的极端条件下，单性生殖也是很合理的选择。野生环境中的单性生殖在野生环境下，一些脊椎动物也会出现单性生殖的现象。2019年，科学家发现一些蝮蛇在野生条件下会经常出现单性生殖的现象。塔尔萨大学的沃伦布斯Warren Booth及其同事采集了59窝蝮蛇包括两个物种的蛋，并分析了

8、这些蛋的“DNA指纹。他们发现，其中两窝蛋是来自单性生殖的产物，更确切说是兼性单性生殖facultative parthenogenesis。因此，人工养殖条件下的压力因素可能并不是引发单性生殖的原因。而且，野生环境中的雄性蝮蛇数量很大，雌性并不是因为没有选择才进展单性生殖。“我们过去称兼性单性生殖是演化中的新奇事物，但它并不像人们想象的那么新奇，沃伦布斯说，“我们如今所做的这些生殖生物学工作令人称奇，从周围的动物身上，我们还可以学到许多有关繁殖形式的新知识。古老的繁殖方式沃伦布斯推测，单性生殖实际可能是一种非常古老的脊椎动物繁殖方式。最擅长这种行为的动物，如蟒和蚺，也是最古老的一些蛇类。较晚

9、出现的物种，如眼镜蛇等，在单性生殖中只能产下1到2条后代，而且经常无法存活。或许在这些古老蛇类生存的年代，可能是亿万年前，它们的数量如此稀少，或者很难找到异性配偶，因此只能采用单性生殖的方式。不过化石记录无法告诉我们有关的信息。事实上，要弄清楚有多少野生动物能以这种方式进展繁殖也异常困难。想要理解野生鱼类是否能进展单性生殖几乎不可能。对鲨鱼而言，唯一的方法是获取雌性鲨鱼及其后代的DNA，检测差异的百分比。由于许多鲨鱼物种处于濒危状态，这样的研究很难进展。于是难题仍然存在着。为什么在无性生殖具有如此多缺点的情况下，还要进展单性生殖?特别是在雄性个体充足的野生环境中?而且，即使单性生殖是一种古老的

10、演化产物，那为什么至今还仍然存在?安康的后代有一个答案或许就存在于这些问题之中。哈佛大学演化生物学家詹姆斯汉肯James Hanken指出，假如无性生殖真的这么不好，那它就不应该存在如此长的时间。因此，尽管遗传多样性很重要，但并不是全部。那些由单性生殖产生的后代本身就支持了这一点。相比两性繁殖的后代，由单性生殖而来的幼鲨具有的遗传多样性更少，但它们同样安康，“没有任何有害的隐性基因，德米安查普曼说道。美国佐治亚州立大学的戈登苏莱特Gordon Schuett是首位记录蛇类中兼性单性生殖的科学家，据他介绍，雌性之所以决定单独繁殖后代，可能是因为有性生殖活动消耗宏大。雌性需要忍受雄性之间的竞争和打

11、斗，而找到理想配偶有时也很困难。另外一种观点认为，演化之外的某些东西在起作用。单性生殖可能是被一些外部因素所引发。如荷尔蒙，或者荷尔蒙失衡?或者甚至是致病体，如病毒或寄生虫的作用?有一种黄蜂，当被某种细菌感染时，就会出现无性生殖的行为。沃伦布斯支持这种观点，他说：“我们在鸟类、蛇类和鲨鱼中都发现了这种行为，它们似乎是各自进展演化的，因此有其他什么因素在驱动着。戈登苏莱特那么没有那么肯定，他很难相信导致如此众多的物种出现同样行为的因素只有一个。不过，沃伦布斯正致力于对多种生物，包括科摩多巨蜥、蟒、蚺和许多保存在实验室中的动物组织进展遗传学检测。他试图寻找出某个决定性的遗传特征，说明某种病毒或其他

12、激发因素的存在。假如无法发现这种激发因素，那可能就意味着，保存在不同物种中的单性生殖才能可以作为某种备用机制，在不利于有性生殖或有性生殖消耗过大的情况下被启用。美国堪萨斯大学医学中心的彼得鲍曼称，假如上述观点是真的，那随着野生动物数量的下降，我们或许将看到更多的单性生殖行为。科学家已经在等待发现森蚺世界上最重的蛇是否也会参加可以进展单性生殖的脊椎动物名单。“自然界中演化出这样的方式着实神奇。从适应性的角度来说，这确实增强了物种长时期生存的才能，因为它有了备用策略，彼得鲍曼说，“有性生殖最大的一个缺点，就是要求两个个体同时出如今一个地方，当种群密度非常低的时候，这就是个很大的问题。从演化的角度来说，有性生殖仍然是目前更为成功的繁殖方式，但彼得鲍曼补充道：“显然两种机制各有优势。那么，哺乳动物呢?最后一个谜题是，假如单性生殖比科学家估计的还要广泛存在，那么为什么包括人类在内的哺乳动物无法做到呢?或许哺乳动物也是可以做到的。目前还没有哺乳动物进展自然单性生殖的例子，无论是在圈养还是野生条件下。然而，在20世纪30年代的哈佛大学，一位名为格雷戈里平卡斯Gregory Pincus的科学家开场对哺乳动物的生殖系统进展研究。他的工作使他成为了人类避孕药的创造者之一。当时，他声称在兔子身上引发了单性生殖，引发了不小的争议，因为其他科学家无法重复这一结果。几十年之