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在人們的普遍認(rèn)知中，高等動(dòng)物想要孕育下一代，必然需要雄性精子與雌性卵子結(jié)合。21世紀(jì)以來，隨著生物科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，動(dòng)物、植物乃至人類自身的生殖方式變得越來越多樣化。 在7月28日發(fā)表于《當(dāng)代生物學(xué)》的一項(xiàng)研究中，科學(xué)家首次利用基因工程技術(shù)，讓通常需要雄性伴侶才能繁殖的雌性動(dòng)物實(shí)現(xiàn)了“處女生育”，也就是“孤雌生殖”。這項(xiàng)研究，打開了人們生育方式新的窗口?！蹲匀弧冯s志也對(duì)此做了相關(guān)的專題進(jìn)行報(bào)道。  《自然》雜志的專題報(bào)道 揭秘孤雌生殖 “孤雌生殖”是一項(xiàng)令世人贊嘆的科學(xué)成就，但并不鮮見。在自然界中，這種“孤雌生殖”的方式就十分普遍，部分昆蟲、蜥蜴和鳥類繁殖并不需要雄性的參與，其后代可以從單獨(dú)的卵子發(fā)育而來。 2006年，在英國(guó)的一家動(dòng)物園中，一種被單獨(dú)隔離飼養(yǎng)的雌性科莫多巨蜥，就在沒有任何外力受精的情況下，自己產(chǎn)下了一枚卵。更驚奇的是，這顆卵竟然真的成功孵化出了一只科莫多巨蜥的幼崽，這也是人類有記錄以來發(fā)現(xiàn)的第一例科莫多巨蜥“孤雌生殖”現(xiàn)象。  科莫多巨蜥 那么這個(gè)所謂的“孤雌生殖”到底是怎么產(chǎn)生的呢？ 以科莫多巨蜥為例，這種動(dòng)物的染色體比較特殊，它們的雄性染色體為ZZ，雌性染色體是WZ，當(dāng)雌性長(zhǎng)時(shí)間無法與雄性接觸的時(shí)候，為了繼續(xù)完成繁衍計(jì)劃，它們就會(huì)自發(fā)把體內(nèi)的卵細(xì)胞一分為二，一部分是單獨(dú)的W染色體，另一部分則是單獨(dú)的Z染色體。 同時(shí)這兩個(gè)只有一個(gè)染色體的細(xì)胞會(huì)發(fā)生復(fù)制重組，進(jìn)而產(chǎn)生兩個(gè)WW和ZZ的胚胎。然而，這兩個(gè)胚胎只有ZZ才能正常孵化生長(zhǎng)，這也就導(dǎo)致雌性科莫多巨蜥通過孤雌繁殖繁衍的后代只能是雄性，而生出來的雄性巨蜥就能繼續(xù)與親一代進(jìn)行交配了。 2023年，美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)的科學(xué)家還記錄了首例鱷魚孤雌生殖案例：在哥斯達(dá)黎加的一個(gè)動(dòng)物園中，一條獨(dú)居16年的雌性鱷魚——美洲窄吻鱷突然產(chǎn)下14枚蛋。科學(xué)家篩選出其中7枚進(jìn)行人工孵化，最后成功得到一個(gè)完全成形的鱷魚后代，不過這只唯一孵化的鱷魚沒能存活下來。相關(guān)研究成果發(fā)表于《生物學(xué)快報(bào)》。 科研人員解剖了這只死于足月的雌性鱷魚寶寶，并對(duì)其進(jìn)行了全基因組測(cè)序，結(jié)果驚奇地發(fā)現(xiàn)，它與母親在基因上有99.9%以上是相同的。這也意味著，這個(gè)鱷魚寶寶確定屬于“孤雌生殖”。  美洲窄吻鱷，圖源：《生物學(xué)快報(bào)》 由此可見，在動(dòng)物界，“孤雌生殖”的現(xiàn)象十分常見。 孤雌基因的確定 在上述的例子中，科莫多巨蜥、美洲窄吻鱷都能通過自身的生物特性進(jìn)行“孤雌生殖”。而在新的研究中，科學(xué)家首次利用基因工程技術(shù)，讓通常需要雄性伴侶才能繁殖的雌性動(dòng)物實(shí)現(xiàn)了孤雌生殖。 在這項(xiàng)研究中，研究人員為了確定孤雌生殖的基因，對(duì)兩株Drosophila mercatorum果蠅的基因組進(jìn)行了測(cè)序，一株需要雄性通過有性生殖才能繁殖，另一株可以在沒有雄性的情況下通過孤雌生殖繁殖。 然后，他們通過將可以孤雌生殖的果蠅卵子的基因活性，與只能進(jìn)行有性生殖的果蠅比較，識(shí)別出了在沒有雄性的情況下進(jìn)行繁殖時(shí)，哪些基因是開啟的，哪些是關(guān)閉的。最終，研究人員確定了44個(gè)可能與孤雌生殖有關(guān)的基因。  通過基因工程改造的孤雌生殖果蠅的一條巨大染色體（圖片來源：Robert Markus） 這篇研究論文的合著者、英國(guó)劍橋大學(xué)發(fā)育生物學(xué)家Alexis Sperling說：“早期研究已經(jīng)確定了孤雌生殖的候選基因。而她和團(tuán)隊(duì)不僅精確定位了這些基因，還通過在另一個(gè)物種中激活它們證實(shí)了這些功能。”在嘗試了各種基因組合后，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種可誘導(dǎo)約11%雌性果蠅進(jìn)行孤雌生殖的基因組合。而且這些經(jīng)過基因工程改變的果蠅的一部分后代也能進(jìn)行孤雌生殖。 Alexis Sperling指出，一些農(nóng)業(yè)害蟲能夠通過孤雌生殖快速繁殖，這加劇了它們對(duì)農(nóng)作物的破壞能力。因此，她希望研究哪些害蟲防治策略會(huì)促使害蟲依賴孤雌生殖，這將有助于控制害蟲。 那么，“孤雌生殖”這一生殖策略可以應(yīng)用到人類身上嗎？ “雖然，果蠅中被操縱的基因與人類相同，但果蠅和人類的早期發(fā)育存在實(shí)質(zhì)性差異。”Alexis Sperling說。因此，她認(rèn)為這一壯舉幾乎不可能在任何其他動(dòng)物身上實(shí)現(xiàn)，因?yàn)殛P(guān)于果蠅的數(shù)據(jù)非常豐富，而且孤雌生殖的研究非常困難。 在她看來，哺乳動(dòng)物（包括人類），無論如何都不能進(jìn)行處女生育，因?yàn)樗鼈兊姆敝承枰獊碜跃拥哪承┗?。但Sperling表示，未來可能有更多動(dòng)物能實(shí)現(xiàn)“孤雌生殖”，而不是目前所知道的。
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