解讀孤雌生殖

金峰

近日，科學(xué)家在亞馬孫河流域發(fā)現(xiàn)了一種螞蟻，它只有雌性，沒有雄性，一個蟻巢中所有的工蟻都是蟻后的“克隆體”，讓人們再次對“孤雌生殖”產(chǎn)生了濃厚的興趣。那么，為什么會出現(xiàn)“處女”也能生育的情況呢？

　　1起源 有性繁殖意義大

　　美國肯塔基大學(xué)生殖生物學(xué)博士后劉璟表示，首先應(yīng)當(dāng)問“為什么有有性生殖”？她說，單細(xì)胞生物，比如細(xì)菌，是采用簡單的分裂方式繁殖的，它們絲毫不知道“兩性”的存在。低等生物比如水螅，可以通過“出芽”產(chǎn)生新的個體。這類無性生殖的方式多快好省，就好比人多長出一個手指來，然后手指自己掉下來，長成了一個小人兒，完全省去了“搞對象”的麻煩。那么，為什么有性生殖會在演化中出現(xiàn)，并且成為演化的主流呢？

　　劉璟表示，現(xiàn)在大多數(shù)理論認(rèn)為有性生殖能產(chǎn)生更多的基因組合，增加適應(yīng)性演化的幾率，防止有害突變的積累。也就是說，有性生殖產(chǎn)生的多樣化的基因組合后代，其中一些后代能適應(yīng)環(huán)境變化而生存下來；如果是無性生殖，后代基因總是一成不變，當(dāng)環(huán)境發(fā)生改變時，所有后代可能都無法適應(yīng)新環(huán)境。

　　最早的有性生殖的產(chǎn)生可能是因為有些細(xì)菌會融合在一起，然后再進(jìn)行分裂。后來出現(xiàn)了兩個生物個體各出一個“配子”，然后配子結(jié)合形成新的生命。在二者的博弈中，生物形成了兩種完全不同的策略：一類生物提供具有極少營養(yǎng)物質(zhì)的配子，也就是精子，可以支持“廣種薄收”；另一類生物提供具有大量營養(yǎng)物質(zhì)的配子，也就是卵子，保證“成功率”。雄性和雌性的差別由此產(chǎn)生。

　　2遺患 男女有別麻煩多

　　有性生殖雖然有大好處，但是也有很多問題。

　　首先，有性生殖要耗費大量的能量。添加性交本身就已經(jīng)比分裂生殖更麻煩了，更何況還要“尋找配偶”。如果同種生物的密度大還好說，像駝背鯨那樣幾百公里不見一頭的生活就麻煩了。所以座頭鯨一直“唱歌”以求知己。如果只是耗費能量還好，這個過程還很危險，因為不但伴侶能收到你的信號，捕食者也可以。無論是鳥鳴、蛙叫還是蟬噪，小動物們都懷著對云雨之歡的向往一展歌喉，可招來的往往是野貓和獵隼。

　　尋找異性已經(jīng)夠麻煩，跟同性競爭更耗費能量。無論是羚羊的鐵頭對攻還是松雞賽羽，都只為取得一個延續(xù)后代的機(jī)會。如果這種求偶競爭最終演化出累贅的身體器官，比如愛爾蘭麋過分臃腫的大角或者孔雀的長尾羽，那么這類生物本身都要受到被捕殺的威脅。

　　對于社會性生物來說，有性生殖嚴(yán)重威脅“安定團(tuán)結(jié)”。人類中不斷發(fā)生的情感糾紛就不用說了，就連看起來“安分守己”的工蜂和工蟻都有可能為了自己能夠繁殖對女王造成威脅，揭竿而起。還有一點，大家可能沒有注意到，有性生殖產(chǎn)出的子女再親，也只有自己的一半基因，哪有“克隆”和自己那么相像？

　　大自然中的生物中存在著巨大的“退化驅(qū)動力”，簡單地說，只要環(huán)境允許，能簡單就簡單，能懶就懶。如果身處沒有地面天地的環(huán)境，鳥類就會放棄飛行的能力。同樣，很多生境中的動物都會退回“不用交配就能生育”的狀態(tài)，也就是“孤雌生殖”。比如母蚜蟲，如果食物充足，它會抓緊時間進(jìn)行孤雌生殖，能繁殖幾代就繁殖幾代，到秋末冬初時才會產(chǎn)生雌、雄兩性個體，兩者交配產(chǎn)卵越冬。

　　問題是，孤雌生殖又是怎么實現(xiàn)的呢？

　　3解決 單倍體是好辦法

　　雌性動物的卵子中只擁有母體一半的基因，如果卵細(xì)胞獨自發(fā)育成生命體的話，后代也只擁有母體一半的基因，它能成活嗎？答案是：能。一般人理解基因，會覺得它像一臺鐘表一樣精密，增加減少一分都不可能。但其實基因中含有大量的無用信息，所以，有時候并不擁有和母體數(shù)量相同基因的后代也能正常發(fā)育。只擁有母體一半基因的個體叫“單倍體”。最典型的“單倍體”動物就是雄蟻，它是由蟻后的未受精卵發(fā)育成的。可以說，所有蟻后都能孤雌繁殖，而且要繁殖多少就繁殖多少，但有個問題：這樣生出來的都是雄蟻，而雄蟻是不能作為工蟻，也不能直接生下后代的。

　　如果要生出不能繁殖的雌蟻———工蟻或者可以繁殖的雌蟻———新蟻后，就需要產(chǎn)生出具有基因數(shù)目和母體相同的生殖細(xì)胞。當(dāng)然，因為沒有和雄性交配，這些基因不可能從別的個體那里獲得，只能母體“自力更生”。那么，母體又是如何自然產(chǎn)生二倍體(擁有和母體一樣數(shù)目的基因)的呢？

　　原來，在產(chǎn)生卵細(xì)胞之前，生物會先產(chǎn)生一種“卵原細(xì)胞”。它直接由體細(xì)胞分化而成，擁有和母體一樣數(shù)目的基因。卵原細(xì)胞第一次分裂，形成3個極體和1個卵細(xì)胞。卵細(xì)胞和每個極體都擁有母體一半的基因。在正常情況下，缺乏營養(yǎng)的極體很知趣地消失了，卵子再進(jìn)行第二次減數(shù)分裂，再產(chǎn)生一個小的“第二極體”和一個成熟的卵子。第二極體再次消失，擁有母體一半基因的卵子日后和來自雄性的精子結(jié)合，形成受精卵，從而發(fā)育出新個體。

　　如果在第一次減數(shù)分裂的時候，卵細(xì)胞與任意一個極體結(jié)合，形成“極體—卵細(xì)胞受精卵”，并由此細(xì)胞發(fā)育成后代個體，后代還是個“二倍體”。在這種情況下，實際上是把原本分配給卵細(xì)胞和極體的基因又摻和到一起去了，形成的極體—卵細(xì)胞受精卵的基因構(gòu)成其實和卵原細(xì)胞———也就是母體的基因完全一樣。這樣產(chǎn)生的后代就是母體的“克隆體”。“亞馬孫螞蟻”可能就是這樣繁殖的。

　　還有另一種情況是，卵原細(xì)胞在進(jìn)行減數(shù)第一次分裂時正常分裂，但不進(jìn)行減數(shù)第二次分裂，最后形成了1個極體和1個“雙套卵”(diploid)。它攜帶有母體的全套遺傳物質(zhì)，可以獨立地發(fā)育為后代個體(后代為二倍體)。這種情況雖然后代的基因數(shù)目和母體相同，但因為它是由彼此不同的卵子基因加倍形成的，所以兄弟姐妹之間彼此不同，而且后代和母親也不完全一樣。

　　最后一種情況是，卵原細(xì)胞正常進(jìn)行了第一次減數(shù)分裂，產(chǎn)生3個極體和1個卵細(xì)胞，但任意兩個極體間發(fā)生了融合形成了“受精卵”。這也不是“克隆”。

　　簡單來說，孤雌生殖可能會產(chǎn)生單倍體，也可能會產(chǎn)生二倍體，這些二倍體可能是和母體完全相同的“克隆體”，也可能是彼此不同的“走樣復(fù)制品”。在科學(xué)家們對蛾子孤雌生殖的研究中，這些情況都曾遇見過。

　　■ 鏈接

　　脊椎動物“處女媽媽”

　　事實上，很多動物都可以進(jìn)行孤雌生殖，除了昆蟲以外，還有輪蟲、水蚤、螺螄等無脊椎動物可以進(jìn)行孤雌生殖。

　　有不少種蜥蜴可以進(jìn)行孤雌生殖，其中包括某些品種的鞭尾蜥、壁虎、石蜥、蛇蜥等等，最有名的當(dāng)屬世界上最大的蜥蜴———科摩多巨蜥。墨西哥鞭尾蜥的幾個亞種雜交后產(chǎn)下的個體全都是雌性。它們?nèi)际钦５亩扼w后代，并可以進(jìn)行孤雌生殖。有趣的是，這個全雌新品種彼此之間會進(jìn)行“同性交配”，然后再分別進(jìn)行孤雌生殖。

　　2001年，美國內(nèi)布拉斯加州動物園的一種小型錘頭鯊產(chǎn)下了一條小鯊魚，而它之前從來沒有交配過。2008年，科學(xué)家們終于確定鯊魚可以進(jìn)行孤雌繁殖。還曾經(jīng)有人記載鳥類也可以進(jìn)行孤雌生殖。有人記錄火雞的未受精卵曾經(jīng)孵出小雞，但這種小雞身體很弱，很快就死掉了。還有記錄稱北極雁也可以進(jìn)行孤雌生殖。不過，這方面的記錄仍然有侍確認(rèn)。

　　現(xiàn)在還未有記錄哺乳動物在自然條件下可以進(jìn)行孤雌生殖，但是，通過人工方法可以讓哺乳動物也具有這種能力，“克隆羊”就是一例。不過人工克隆的過程有體細(xì)胞參與，和任何自然生殖過程都不同。

　　現(xiàn)在，科學(xué)完全可以做到讓女性不需要男性就可以生育，組成“亞馬孫女戰(zhàn)士部落”或者“女兒國”已經(jīng)不是天方夜譚。男人有什么用？現(xiàn)在這真的成了問題了。

syl

“亞馬孫女戰(zhàn)士部落”

金峰

呵呵，帖子是轉(zhuǎn)過來的。

0765101

搞不懂這是社會進(jìn)步還是倒退！?。。。。。。。。?！