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要说生孩子离不开“男人”,火鸡、蝮蛇、茉莉鱼……纷纷跳出来反对

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全雌鱼类——亚马孙茉莉鱼

文/张鹏

在自然界中,雄性个体是必不可少的。但是,一些动物却创建了属于它们的“女儿国”。既然如此,为什么动物们还需要一个叫做“父亲”的角色呢?

令人惊奇的孤雌生殖

2001年,美国内布拉斯加州亨利·多尔利动物园的水族馆内,一条双髻鲨宝宝从母亲的肚子里悄然降生。一时间,消息传遍了全世界,立刻引起了轩然大波。因为这条母鲨鱼已经3年没接触过公鲨鱼了,DNA测试也表明这个鲨鱼宝宝根本没有父亲。不幸的是,几天以后,这条珍贵的小鲨鱼受到一条黄貂鱼的攻击,结束了短暂的生命。

事实上,鲨鱼并非唯一可以单性生殖的高等动物。在过去的几年中,科学家发现很多脊椎动物都可以通过单性生殖方式产生后代。传统观念认为,动物的单性生殖行为是“俘虏综合征”的一种表现,不会出现在野外环境,只见于被关在动物园和水族馆的那些动物身上。对于哺乳动物来说,单性生殖(也称为孤雌生殖)就像人类历史上传说的童贞女生子一样,是极为罕见的不正常现象。虽然卵子有时确实可以在未受精的情况下就开始发育,但是胚胎通常会坏死或者癌变。在自然条件下,哺乳动物无法采用完全的单性生殖方式产生后代,因为父母双方的基因带有不同的化学印迹,没有两套完整的染色体,基因就无法正常表达。就像一双筷子,一支来自父亲,一支来自母亲,缺少任何一支,都无法发挥筷子的功能。

没有父亲的小腹蛇宝宝,完全是蛇妈妈的复制品

然而,在哺乳动物之外,单性生殖并不罕见。已知的既能单性生殖,又能两性生殖的脊椎动物包括几种鲨鱼、蟒蛇、火鸡和科莫多巨蜥。令人吃惊的是,这些动物的单性生殖行为在野外环境下也能发生。2012年,美国塔尔萨大学生物学家沃伦·布思及其同事分析了两种北美蝮蛇的59窝幼崽,其中2窝是单性生殖个体。这是首次发现脊椎动物在野外状态下单性繁殖的案例。布思说:“这种生殖方式在爬行类动物和其他的动物身上比我们预想的更加普遍,人们对爬行动物繁殖方式的认识需要改变了。”更加令人震惊的是,这些蝮蛇生活的地区竟然有大量的雄性个体。因此,蝮蛇妈妈以“处女”之身孕育生子,并非找不到“老公”。

那么,如果完全没有雄性的话,脊椎动物能够自我繁衍吗?第一个肯定的答案来自1932年在美国得克萨斯州南部和墨西哥北部发现的一种全雌鱼类——亚马孙茉莉鱼,学名帆(Poecilia formosa),名字取自希腊神话中完全由女战士组成的传奇部落亚马孙。事实上,无论是进化生物学家,还是曾经甩过男朋友的美女,都能说出很多没有异性的好处。首先,对于孤雌生殖的种类,每个个体都能独立地繁殖后代,种群增长速度比两性繁殖方式更快。其次,寻找另一半挤占了宝贵的觅食时间,交配过程中也存在染病或被捕食者吃掉的风险。更糟糕的是,两性繁殖将遗传基因随机洗牌,创造出的新组合中不乏带有缺陷的基因。

“女儿国”也需要“男人”

既然单性生殖具有这么多优势,那么是不是意味着不再需要雄性了呢?其实不然。即使不存在雄性茉莉鱼,雌鱼仍然需要异性的帮忙,因为它们的卵子需要精子的刺激才能发育。雌鱼会与邻近种类的雄鱼交配,但产下的后代却只遗传了母亲的DNA,这种现象称为雌核发育。这种特殊的生殖方式使得亚马孙茉莉鱼可以和任何一种近亲种类生活在一起。

目前,已经发现的全雌种类大约有90种,主要是鱼类、两栖类和爬行类。其中,绝大多数都像茉莉鱼一样,需要其他物种的雄性帮助才能繁衍。其余一些,如鞭尾蜥蜴和壁虎,似乎完全不依赖任何雄性也能繁殖后代。但是,它们也显示出某种“疑似”交配行为,比如跟其他物种的雌性“打情骂俏”,因此得到了一个“女同性恋蜥蜴”的昵称。

鼹钝口螈是纯粹的全雌物种

那么,为什么全雌种类如此之少呢?一种解释是全雌的种类有灭绝的可能性。研究表明,单一性别的物种在短期内可以正常地生存繁衍,但是长此以往基因组中有害的突变无法剔除,就会陷入种群衰退甚至停滞的困局,只能繁衍1万到10万代左右。

不过,有些全雌种类显然可以活得更久。亚马孙茉莉鱼已经存活了28万年,经历了80万代的繁衍。生活在北美洲大盐湖地区的鼹钝口螈更厉害。这些家伙出现于500万年以前,迄今已经繁衍了100万代。那么,它们是如何做到这一点的呢?答案是:窃取DNA!

通常来说,全雌个体与其他物种的雄性交配之后,会丢弃精子中的DNA。但是,有时候精子的DNA也会合并到子代的基因组中。茉莉鱼就偶尔偷拿一段精子的染色体片段,而鼹钝口螈则毫不客气地盗取了一整套染色体。加拿大圭尔夫大学的吉姆·博加特创造了一个新词“盗窃生殖”来描述上述过程。他认为,利用这一过程,全雌物种就可以获取更适应生存环境的基因,从而与两性生殖的物种竞争。

由此可见,全雌物种必须掠夺其他物种雄性体内的基因,否则就不能长久地生存下去,而且需要非同一般的环境才能产生。目前,没有任何证据显示,一个雌雄同体的物种能够逐渐演化为只有雌性。相反,迄今发现的所有全雌物种都是其他两个不同物种通过杂交而产生的。例如,新墨西哥鞭尾蜥蜴就是一只雄性的西部鞭尾蜥蜴与一只雌性的小条纹鞭尾蜥蜴结合的产物。一次交配就足以创造一个新物种,极其罕见,但却真实地发生了。

2011年,美国密苏里州斯托瓦斯医学研究所的研究人员使一种单性生殖鞭尾蜥蜴的卵细胞与另一种有性生殖的鞭尾蜥蜴的精子结合,在实验室中成功创造出了另一种单性生殖的新物种。两套不同基因组的融合使其拥有杂交优势,就像异种杂交的植物那样。

单性生殖的方式十分特别,可以产生全克隆体,也可以产生半克隆体。像鞭尾蜥蜴那样完全不需要雄性的物种,产生的就是全克隆个体。只是偶尔采用单性生殖的生物产生的一般是半克隆体。这些后代个体会因为同源染色体配对,造成有害突变加倍而无法正常地发育存活下来。这可能就是后代数量这么少的原因。比如,在迪拜阿拉伯塔酒店水族馆中的豹纹鲨,过去几年中产下了100多个孤雌生殖卵,但是只有4个后代成功地活下来。因此,单性生殖方式并非理论上那样,可以产生更多的后代而具有优势。

值得注意的是,孤雌生殖也并非只产生雌性后代。对于鸟类和某些爬行动物而言,雌性既有雌性染色体,也有雄性染色体。这意味着从理论上讲,它们进行孤雌生殖所产生的后代中,两种性别都有可能出现。但实际上,孤雌生殖的蟒蛇似乎只生“女孩”,而蝮蛇和火鸡却只生“男孩”。

所以,即使是全雌物种,也是离不开雄性的。有一种理论认为,假如把一条雌蛇单独放在一个孤岛上,它会无性繁殖出一条雄蛇,然后跟它进行有性生殖,产生更多的后代。然而,实际情况到底如何却无从知晓。

不管怎样,雌性始终离不开雄性。虽然有些雌性生物自己就能生孩子,但其后代迟早是需要雄性个体进行有性生殖的,否则就难逃灭绝的厄运。雄性个体可以自豪地说一句:世界不能没有“纯爷们儿”!

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