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雄性地位堪忧?“没有父亲的孩子”:单性生殖与盗窃生殖

 lifebegins40s 2023-07-17 发布于广东
雄性地位堪忧?“没有父亲的孩子”:单性生殖与盗窃生殖

文:过目不忘鲁状元

编辑:过目不忘鲁状元

前言

你敢相信吗?有些动物不需要雄性,通过雌性自身就能繁衍后代。在美国加州的一家水族馆中,一条双髻鲨在毫无征兆的情况下降生于这个世界。

而让无数科学家震惊的是,它的母亲已经三年没有接触过雄性鲨鱼了。也就是说这很有可能是一例单性生殖,也是鲨鱼中能观测到的第一例单性生殖。

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为了确认这个推测,科学家们对它的DNA进行了检测,结果确实如同大家猜想的一样,它没有父亲,可惜的是在不久后它因遭到了另外一只鱼的袭击而死亡,不然或许还可以得到更多有用的信息。

而不仅是这条小鲨鱼,还有蟒蛇、蝾螈、火鸡等物种都出现了这样的状况,这引发了人们的恐惧和思考:为什么这些动物都不需要雄性繁殖?

孤雌生殖

其实在哺乳动物中,这种孤性生殖的情况是十分少见的,有的卵细胞会因为没有受精而发育,但即使是发育了,也会在胚胎期间死去或者是癌变。

雄性地位堪忧?“没有父亲的孩子”:单性生殖与盗窃生殖

按照目前人们的一般研究来看,仅仅靠雌性生殖是不行的,基因活动需要雄性推动,没有雄性的参与,单靠雌性是推动不了基因活动的进行的。

但这仅仅是对于哺乳动物而言,不论是上文提及的软骨鱼纲的鲨鱼,还是蜥蜴、蛇这些爬行纲的动物,都有出现单性生殖的现象。

一次野外调查其中,两位研究北美蝮蛇的科学家捕获了一条正怀孕的北美蝮蛇,在实验室中该蛇生下的幼蛇中有两条被发现是单性生殖的产物,也就是说这两条幼蛇并没有父亲。

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按照以往经验解释,这通常是附近缺少雄性才会出现这样的现象。但这条雌蝮蛇是在一个雄蝮蛇相当充裕的地方捕获的,由此看来,科学家应该重新考虑这种现象的原理了。

完全由雌性组成的物种

其实会说“男人消失多好”的并不只有被始乱终弃的女孩,科学研究中也曾有过这样的想法,如果一个物种都是雌性,是单性生殖,那么首先减少了引起异性注意的时间,并且也不会有着各种各样的性病传染。

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那么是不是真的有物种是完全由雌性组成,雄性对与其物种的基因无贡献呢?

答案是有,在亚马逊,有一种叫亚马逊莫莉的鱼。该物种最奇特的地方就在于没有雄性,就算有,也是三倍体的雄性(三倍体生物不育)。那么这种鱼究竟是如何做到的呢?

科学家通过不断的研究发现,亚马逊莫莉的生殖是通过雌性与近亲物种的雄性进行交配实现的,但是,雄性的精子仅仅只会让它们繁殖,而其中的基因不会被他们纳入母体中的二倍体卵细胞中。

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简单来说就是亚马逊莫莉通常会与四种近亲的鱼类中的雄性交配,但是雄性的精子对于该鱼类后代的基因构成是不具备贡献的。虽然大西洋莫莉是雌性组成的单性物种,但是它们的局限在于需要精子的刺激,所以通常是生活在与它们近亲雄性物种的栖息地中。

而目前还存在疑惑的是,单性血统通常会在一万年后灭绝,约繁衍一万代到十万代,但是亚马逊莫莉却已经存在了至少二十万年,最少有了五十万代却依旧没有灭绝,这其中的奥秘安,就在亚马逊莫莉的基因组中,科学家还在对其不断探索。

如果是亚马逊莫莉的生存方式还不够强大,有没有比亚马逊莫莉更强大的物种?

雄性地位堪忧?“没有父亲的孩子”:单性生殖与盗窃生殖

盗窃繁殖

有一种繁衍方式的名字很有趣且形象——盗窃繁殖。单性繁殖会导致三种可能性,一种是只通过雄性精子的存在激活卵子中的细胞分裂;一种是雌性也将精子纳入卵子,但是不能切除任何遗传物质。

这会导致倍性水平增加,产生三倍体到五倍体不等,这对生物来说都是毁灭性的人打击,会造成生物灭绝。

最后一种最为强大,雌性可以选择雄性的遗传物质替换自己的一些遗传物质,从而在不增加倍性的情况下形成某种“杂交”,也就是盗窃繁殖。

雄性地位堪忧?“没有父亲的孩子”:单性生殖与盗窃生殖

目前在北美五大湖的野外有种特殊的蝾螈,他们是单性复合体,科学家们分析了他们的遗传信息发现,它们大约是五百万年前的巴氏脊椎动物中分化出来的,按照单性生殖只能繁衍最多约十万代来看,早该灭亡的蝾螈们却长存这么多年。

最新的遗传学研究发现这些蝾螈会把雄性的染色体整个拿下,然后通过筛选来选取自己想要的基因片段,舍弃掉劣质的基因片段,这样就解决了单性生殖最大的问题——基因的单一性。

基因单一性会导致物种的灭亡,蝾螈们选取适合的基因,让基因变得更加的多元化。而更加有意思的事情在于蝾螈们选取基因的方式。

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《基因组生物学与进化》核心类别SCIE上的文章证实,蝾螈们大部分基因图谱是由三种不同的雄性蝾螈组成的。

它们利用基因的组成最大限度的提高物种的生存率。当它们繁殖的时候,雌性获得雄性的基因后,只保存其中一些,截取自己想要的DNA片段,这被称为窃取。

但是研究人员更想知道的是这些不同的蝾螈交配后,雌性到底是怎么选取自己想要的基因的。不断的研究后,科学家再次发现了一个令人哭笑不得的结果。

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雌性蝾螈一只三倍体(有三个基因组)的近3000个基因中,在三只雄性伴侣提供基因的基础下,有72%的基因表达是相同的。这也顺便说明了这种全雌性的蝾螈“私生活”混乱

简单来说就是,雌性选择使用的每种雄性蝾螈基因的数量是大致相同的。它们基本上是平衡的,三种基因组在这个杂交品种的表达中基本相同。

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研究员认为这种选择方式是为了能够让后代更好的繁衍,就像是一支球队,拥有的都是同样优秀的运动员,就不必为失去一名顶尖的运动员而损失惨重。如果是平等的选取队员(基因)遗失的时候,就不会损失那么多。

因此,让雌性蝾螈独自从上千个可选择的基因中选择基因,面对如此之复杂的工程,不如直接从三个种类的雄性蝾螈基因中找到一个平衡基因的比例,用这个平衡的比例来平等的使用他们的雄性基因。

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蝾螈繁衍图示

单性生殖的优劣势

难道动物界真的要告别有性生殖?单性生殖优势真的这么大吗?

首先、单性生殖有一个问题在于,只有雌性的物种必须要掠夺其他雄性物种的基因,不然就不能长存下去。

不管是亚马逊莫莉有没有被证实借助雄性精子基因,它都要依靠雄性精子刺激自己,而北美五大湖的蝾螈,更是直接对雄性精子的基因进行筛选,而不是单靠自生就能够繁衍。

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单靠自身完全不借助雄性基因的物种绝大多数只会因为基因的单一性而最终走向灭亡,这是不可能改变的事实。并且目前没有任何的证据能够说明哪一个雌雄同体的物种更够逐渐演化成雌性。不但没有证据证实,目前的证据反而是相反的。

至今人们观测到的所有单性物种都是两个不同物种之间杂交的产物。二十年前科学家使一种单性生殖的蜥蜴与另一种蜥蜴精子结合,于是情理之中、意料之外的就是在他们的操作下世界上出现了一个单性别的新物种。

两种不同的基因组的结合产生的物种具有杂交的优势,能够综合两种基因的优势,淘汰基因中的劣势,就如同世界上第一只边境牧羊犬的母亲是一只沉默寡言的牧羊犬,而它的父亲是一只充满活力甚至躁动的牧羊犬。这就导致边牧既有活力,又聪明安静。(如今的边牧不是杂交,此处是举例基因结合优势)

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北美五种特殊蝾螈

结语

单性生殖又叫孤雌生殖,产生全克隆后代的同时会产生半克隆的后代,半克隆的后代有一个致命的威险就是只是偶尔采用单性生殖,并不像亚马逊莫莉和五大湖地区那五种奇特的蝾螈一样。这会导致产下的后代畸形或者是有各种先天疾病,易夭折。这是远不如有性生殖稳定的。

其次,单性生殖也不就一定不会出现雄性。对于一些鸟类来说,雌性的体内不仅仅只有雌性染色体也有雄性染色体。这也意味着,或许他们即使是单性繁殖,繁殖出来的后代依旧可能会有雄性。

雄性地位堪忧?“没有父亲的孩子”:单性生殖与盗窃生殖

单性繁殖出来的蟒蛇似乎只有雌性,而单性繁殖出来的蝰蛇似乎只有雄性。这种不确定因素就导致了他们不能脱离雄性,如果像蝰蛇一样单性繁衍出来都是雄性,最后还是要依靠和后代的雌性交配,不然这种物种只会走向灭亡。

而这也恰恰说明了雄性不能失去,如果把一条雌性的蝰蛇放在孤岛上,它可能会通过单性生殖,产出一条雄性蝰蛇,接着自己再和这条雄性蝰蛇交配,从而保持蝰蛇这种物种的存在。

总而言之,目前的结果表明,即使雌性能够自己产下后代,但是他们或者是他们的后代依旧要与雄性再次交配,不然只会灭亡,所以雄性生物可以松一口气了——至少现在,雄性还是不可磨灭的存在。

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