凯发·K8没爸爸也可以生孩子:单性|傻子苏玛丽完整版全文免费阅读|生殖奥秘
2024-07-10 16:56:35
北京时间28日消息✿ღ,据国外媒体报道✿ღ,这是一条名为Thelma的雌性蟒蛇✿ღ,它身长达到6米✿ღ,在美国路易斯维尔动物园独自生活了4年✿ღ,从未与任何雄性同类接触过✿ღ。然而✿ღ,它产下了61枚卵✿ღ,并孵出了6个健康的后代✿ღ。难道它是在许多年以前与某条雄性蟒蛇交配过✿ღ,然后将其精子储存起来了?
遗传学检测很快给出了答案✿ღ:Thelma是世界上第一条无性生殖的网纹蟒✿ღ。它所产下的卵具有长成雌性后代的所有遗传信息✿ღ,无需雄性蟒蛇的精子或DNA✿ღ。取代精子的是生殖细胞分裂时的副产物——极体✿ღ,Thelma的卵细胞与极体结合✿ღ,并最终发育成胚胎✿ღ。因此✿ღ,它的每个后代都具有它一半染色体的两份拷贝✿ღ,换句话说✿ღ,它们就是Thelma的半克隆体✿ღ。
尽管十分奇特✿ღ,但我们现在已经知道Thelma的情况并非独一无二✿ღ。科学家已经发现在许多物种中都存在单性生殖现象✿ღ,包括两栖类✿ღ、爬行类✿ღ、软骨鱼类和硬骨鱼类✿ღ,甚至是鸟类✿ღ。至于这种现象的背后原因✿ღ,我们现在还不是很清楚✿ღ。
单性生殖凯发·K8✿ღ,又称为孤雌生殖(parthenogenesis)✿ღ,一开始被认为是极端情况导致的现象✿ღ。在以往的记录中✿ღ,这种现象只出现在人工养殖的动物中傻子苏玛丽完整版全文免费阅读✿ღ,因此人们推测是压力✿ღ、隔离等原因引起✿ღ。当延续血脉的其他方法都行不通的时候✿ღ,或许就只剩下单性生殖这一条路了✿ღ。
然而✿ღ,现实情况未必如此✿ღ。科学家发现天生赢家凯发k8国际✿ღ。✿ღ,一些雌性动物即使在存在雄性的情况下✿ღ,也会采用单性生殖产生后代✿ღ。而且✿ღ,野生条件下也会出现单性生殖✿ღ,甚至这种现象可能已经存在了亿万年的时间✿ღ。这种繁殖方式具有一定的优势✿ღ,特别是在如今的地球上✿ღ,许多物种的种群数量正急剧地下降傻子苏玛丽完整版全文免费阅读✿ღ。当然✿ღ,这也引发了对有性生殖重要性的讨论✿ღ。
此外✿ღ,还有一个很重要的问题是凯发k8娱乐官网✿ღ,✿ღ,为什么脊椎动物中✿ღ,包括鱼类✿ღ、爬行动物和鸟类都会出现单性生殖✿ღ,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✿ღ,我们可以最好地理解“单性生殖”✿ღ。在19世纪初✿ღ,有报告称鸡有单性生殖的现象傻子苏玛丽完整版全文免费阅读✿ღ,之后有人就开始研究火鸡中的类似现象✿ღ。他们发现✿ღ,这些大型家禽能产下未受精的蛋✿ღ,并成功孵出后代✿ღ。
不过✿ღ,这些孵出来的火鸡雏鸟都是雄性的✿ღ。与哺乳动物不同✿ღ,在鸟类中✿ღ,雄性的染色体占据主导地位✿ღ。很快✿ღ,人们选育出了一个单性生殖的火鸡家系✿ღ,其雄性后代都发育正常✿ღ,而且能成功进行繁殖✿ღ。
过去15年中✿ღ,出现了一系列关于家养鱼类✿ღ、蛇和蜥蜴等动物单性生殖行为的报道✿ღ,而且✿ღ,似乎许多种鲨鱼也具有这种行为✿ღ。2001年12月14日✿ღ,在养在一起的三条雌性窄头双髻鲨中✿ღ,有一条产下了健康的雌性后代✿ღ。这三条雌性鲨鱼是在未成年时✿ღ,从美国佛罗里达群岛海域捕获的✿ღ。它们都没有接触过雄性鲨鱼✿ღ。
据纽约州立大学石溪分校的德米安·查普曼(Demian Chapman)团队称✿ღ,这三条雌性窄头双髻鲨中确实有一条进行了生育✿ღ。随后的遗传学检测证实✿ღ,没有雄性鲨鱼参与其中✿ღ。后来科学家在其他4种鲨鱼中也发现了同样的现象✿ღ。查普曼说✿ღ:“看起来这是一种在许多鲨鱼中都存在的现象✿ღ。”
2006年✿ღ,科学家报告称✿ღ,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✿ღ。这两条巨蜥圈养在不同的机构中✿ღ,一条在切斯特动物园✿ღ,另一条在伦敦动物园✿ღ。两家动物园都位于英国✿ღ。
当时✿ღ,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✿ღ,即在没有雄性存在的极端情况下✿ღ,可以生出自己的克隆后代✿ღ。近年来✿ღ,科学家还发现包括蟒和蚺在内的多种蛇类中✿ღ,也会在没有雄性的情况下进行单性生殖✿ღ。
一个可能的解释来自野生条件下的鞭尾蜥✿ღ。事实上✿ღ,鞭尾蜥包含了许多物种✿ღ,其中相当一部分是来自其他物种的杂交后代✿ღ。这些奇特的杂交物种都是雌性凯发·K8✿ღ,雄性已经被完全从它们的繁殖过程中踢开✿ღ。每只雌性鞭尾蜥都通过无性生殖的方式产生后代✿ღ。
这种性别专属的策略具有其演化优势✿ღ:无论哪一只鞭尾蜥落单了✿ღ,它都可以延续自己的基因✿ღ,而那些需要依赖雄性才能繁殖的鞭尾蜥则逐渐消亡✿ღ。这是一种非常特别的单性生殖✿ღ,只出现于没有雄性存在的情况下✿ღ。那些被困在孤岛上的雌性鞭尾蜥✿ღ,逐渐转变了生物学特征✿ღ,以进行单性生殖✿ღ。
科学家认为✿ღ,网纹蟒Thelma可能也是出于类似的原因才进行单性生殖✿ღ。它生活在宽敞的笼舍中✿ღ,食物充足凯发·K8✿ღ,温度适宜✿ღ,具有在生物学上转变成单性生殖的良好条件✿ღ。对于其他蛇类✿ღ、科莫多巨蜥和鲨鱼来说✿ღ,情况很可能也是如此✿ღ。
不过✿ღ,这种观点也存在问题✿ღ。通常✿ღ,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✿ღ,无法创造出遗传多样性✿ღ。因此✿ღ,自体克隆的动物在应对疾病和其他威胁时非常脆弱✿ღ,它们缺乏遗传多样性来克服威胁 ✿ღ。基于这个原因✿ღ,在单性生殖的科摩多巨蜥出现之后✿ღ,科学家建议✿ღ,不应该把这种濒危的蜥蜴隔离起来✿ღ。他们担心如果科摩多巨蜥开始单性生殖✿ღ,其遗传多样性将逐渐减少✿ღ。
在野生环境下✿ღ,一些脊椎动物也会出现单性生殖的现象✿ღ。2012年✿ღ,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✿ღ。
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✿ღ,并分析了这些蛋的“DNA指纹”✿ღ。他们发现✿ღ,其中两窝蛋是来自单性生殖的产物✿ღ,更确切说是兼性单性生殖(facultative parthenogenesis)✿ღ。
因此✿ღ,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✿ღ。而且✿ღ,野生环境中的雄性蝮蛇数量很大✿ღ,雌性并不是因为没有选择才进行单性生殖✿ღ。
“我们过去称兼性单性生殖是演化中的新奇事物✿ღ,但它并不像人们想象的那么新奇✿ღ,”沃伦·布斯说✿ღ,“我们现在所做的这些生殖生物学工作令人称奇✿ღ,从周围的动物身上✿ღ,我们还可以学到许多有关繁殖模式的新知识✿ღ。”
沃伦·布斯推测✿ღ,单性生殖实际可能是一种非常古老的脊椎动物繁殖方式✿ღ。最擅长这种行为的动物✿ღ,如蟒和蚺✿ღ,也是最古老的一些蛇类✿ღ。较晚出现的物种✿ღ,如眼镜蛇等✿ღ,在单性生殖中只能产下1到2条后代✿ღ,而且经常无法存活✿ღ。
或许在这些古老蛇类生存的年代✿ღ,可能是亿万年前✿ღ,它们的数量如此稀少✿ღ,或者很难找到异性配偶✿ღ,因此只能采用单性生殖的方式傻子苏玛丽完整版全文免费阅读✿ღ。不过化石记录无法告诉我们有关的信息凯发·K8✿ღ。
事实上✿ღ,要弄清楚有多少野生动物能以这种方式进行繁殖也异常困难✿ღ。想要了解野生鱼类是否能进行单性生殖几乎不可能✿ღ。对鲨鱼而言✿ღ,唯一的方法是获取雌性鲨鱼及其后代的DNA✿ღ,检测差异的百分比✿ღ。由于许多鲨鱼物种处于濒危状态✿ღ,这样的研究很难进行✿ღ。
于是难题依然存在着✿ღ。为什么在无性生殖具有如此多缺点的情况下✿ღ,还要进行单性生殖?特别是在雄性个体充足的野生环境中?而且✿ღ,即使单性生殖是一种古老的演化产物✿ღ,那为什么至今还仍然存在?
有一个答案或许就存在于这些问题之中✿ღ。哈佛大学演化生物学家詹姆斯·汉肯(James Hanken)指出✿ღ,如果无性生殖真的这么不好✿ღ,那它就不应该存在如此长的时间✿ღ。因此✿ღ,尽管遗传多样性很重要✿ღ,但并不是全部✿ღ。那些由单性生殖产生的后代本身就支持了这一点✿ღ。
相比两性繁殖的后代✿ღ,由单性生殖而来的幼鲨具有的遗传多样性更少凯发·K8✿ღ,但它们同样健康✿ღ,“没有任何有害的隐性基因✿ღ,”德米安·查普曼说道傻子苏玛丽完整版全文免费阅读✿ღ。
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傻子苏玛丽完整版全文免费阅读✿ღ,据他介绍✿ღ,雌性之所以决定单独繁殖后代✿ღ,可能是因为有性生殖活动消耗巨大✿ღ。雌性需要忍受雄性之间的竞争和打斗天生赢家一触即发✿ღ。✿ღ,而找到理想配偶有时也很困难✿ღ。
另外一种观点认为傻子苏玛丽完整版全文免费阅读✿ღ,演化之外的某些东西在起作用✿ღ。单性生殖可能是被一些外部因素所引发✿ღ。如荷尔蒙✿ღ,或者荷尔蒙失衡?或者甚至是致病体✿ღ,如病毒或寄生虫的作用?有一种黄蜂✿ღ,当被某种细菌感染时✿ღ,就会出现无性生殖的行为✿ღ。沃伦·布斯支持这种观点✿ღ,他说✿ღ:“我们在鸟类✿ღ、蛇类和鲨鱼中都发现了这种行为✿ღ,它们似乎是各自进行演化的✿ღ,因此有其他什么因素在驱动着✿ღ。”
戈登·苏莱特则没有那么肯定✿ღ,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✿ღ。不过✿ღ,沃伦·布斯正致力于对多种生物凯发·K8✿ღ,包括科摩多巨蜥✿ღ、蟒✿ღ、蚺和许多保存在实验室中的动物组织进行遗传学检测✿ღ。他试图寻找出某个决定性的遗传特征✿ღ,表明某种病毒或其他激发因素的存在✿ღ。
如果无法发现这种激发因素✿ღ,那可能就意味着✿ღ,保留在不同物种中的单性生殖能力可以作为某种备用机制✿ღ,在不利于有性生殖或有性生殖消耗过大的情况下被启用✿ღ。
美国堪萨斯大学医学中心的彼得·鲍曼称✿ღ,如果上述观点是真的✿ღ,那随着野生动物数量的下降✿ღ,我们或许将看到更多的单性生殖行为✿ღ。科学家已经在等待发现森蚺——世界上最重的蛇——是否也会加入能够进行单性生殖的脊椎动物名单✿ღ。
“自然界中演化出这样的方式着实神奇✿ღ。从适应性的角度来说✿ღ,这确实增强了物种长时期生存的能力✿ღ,因为它有了备用策略傻子苏玛丽完整版全文免费阅读✿ღ,”彼得·鲍曼说✿ღ,“有性生殖最大的一个缺点✿ღ,就是要求两个个体同时出现在一个地方✿ღ,当种群密度非常低的时候✿ღ,这就是个很大的问题✿ღ。”从演化的角度来说✿ღ,有性生殖依然是目前更为成功的繁殖方式✿ღ,但彼得·鲍曼补充道✿ღ:“显然两种机制各有优势✿ღ。”
最后一个谜题是✿ღ,如果单性生殖比科学家估计的还要广泛存在✿ღ,那么为什么包括人类在内的哺乳动物无法做到呢?
目前还没有哺乳动物进行自然单性生殖的例子✿ღ,无论是在圈养还是野生条件下✿ღ。然而✿ღ,在20世纪30年代的哈佛大学凯发·K8✿ღ,一位名为格雷戈里·平卡斯(Gregory Pincus)的科学家开始对哺乳动物的生殖系统进行研究✿ღ。他的工作使他成为了人类避孕药的发明者之一✿ღ。
当时✿ღ,他宣称在兔子身上引发了单性生殖✿ღ,引发了不小的争议✿ღ,因为其他科学家无法重复这一结果✿ღ。几十年之后的2004年✿ღ,有科学家报告称成功使一只基因工程小鼠出现了单性生殖的行为✿ღ。这只小鼠的后代不仅活了下来✿ღ,而且能够生育自己的后代✿ღ。
科学家称✿ღ,由于一些根本性的生物学特征✿ღ,哺乳动物很难✿ღ,甚至不可能自然地单性生殖出可存活的后代✿ღ。不过✿ღ,或许某一天✿ღ,有一只哺乳动物会在某一个地方给我们一个惊喜✿ღ。就像网纹蟒Thelma✿ღ,以及其他那些蛇类✿ღ、火鸡和鲨鱼一样✿ღ,它会生下一个“奇迹”后代✿ღ,从而对我们对生殖生物学的认知提出根本性的挑战✿ღ。(任天)