从科莫多巨蜥到加州秃鹫，这些动物可能自己繁殖

对于大多数动物来说，性是需要雌雄两性才能完成的卵子与精子的结合。顾名思义，这被称为有性繁殖。然而，一些物种在没有雄性授精的情况下也能进行无性繁殖，这是一种非凡的能力。

瑞士博物学家查尔斯·博内特发现了这一过程，称为孤雌生殖（一个希腊语词，意为“处女起源”），该过程由瑞士博物学家查尔斯·博内特于 1700 年代中期发现。长期以来，它被认为是植物、昆虫和其他无脊椎动物所特有的，并且在那里相对普遍。但在最近几十年里，生物学家在鱼类、爬行动物、鸟类，甚至（在特殊情况下）偶尔的哺乳动物中发现了数十个案例。

孤雌生殖有各种令人费解的形式：对一些物种来说，这是一种后备计划，是当配偶稀少时的最后手段；对另一些物种来说，这是新一代诞生的唯一方式；还有一些物种似乎可以随意选择哪种方式。继续阅读，了解哪些动物掌握了无性繁殖的艺术。

1. 科莫多巨蜥

2006 年，英国两家动物园的工作人员震惊地发现，他们的雌性科莫多巨蜥在没有雄性的情况下产下了幼崽。其中一只后来与雄性交配，这表明世界上最大的蜥蜴非常灵活，可以根据需要切换有性繁殖和无性繁殖。

这种策略可能有助于巨蜥（一种濒危物种，野外成年个体仅一千多只）在困难时期补充数量。但遗憾的是，从长远来看，这并不奏效——由于染色体的特殊性，孤雌生殖只能产生雄性后代，而雄性后代无法进行下一轮的处女生殖。

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2. 美国短吻鳄

在类似的一起事件中，去年发表在《生物学通讯》上的一项研究显示，哥斯达黎加一家动物园的一只雌性短吻鳄产下了一窝令人惊讶的受精卵——令人惊讶的是，与科莫多巨蜥一样，它已经独自生活了 16 年。

由于短吻鳄属于恐龙等古老谱系（archosaurs），它们也可能拥有这种特征。如果是这样，这意味着《侏罗纪公园》比任何人想象的都更具预见性：公园的科学家们制造的所有恐龙都是雌性，但在电影的关键情节转折中，这些雌性能够通过孤雌生殖来繁殖。用杰夫·高布林饰演的伊恩·马尔科姆的永恒之言来说，“生命，嗯，总会找到出路的。”

然而，在现实生活中，这种情况并未发生。在孵化器中三个月后，没有一个卵孵化出来。其中一个包含一个发育完全的胎儿，但已死产。尽管如此，研究人员写道，“这一发现为短吻鳄灭绝的古鳄类亲戚可能的繁殖能力提供了诱人的见解。”

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3. 双髻鲨

进入本世纪以来，除了哺乳动物（大多数生物学家已将其排除，原因如下）和软骨鱼类之外，在几乎所有脊椎动物分支中都已记录了无性繁殖。鲨鱼的处女生殖早已被期待。

然后，这一切发生在内布拉斯加州奥马哈的一家动物园。遵循一个熟悉的模式，这只雌鲨已经与雄性断绝联系多年。鲨鱼可以长期储存精子，所以起初，专家们认为这只是延迟授精的又一个例子。但基因检测并未发现幼鲨 DNA 中有任何雄性贡献的迹象——这是孤雌生殖又一个意想不到的结果。

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4. 蚜虫

无性繁殖在昆虫中并不罕见，但蚜虫是少数几种也经历有性繁殖的昆虫之一，这种模式被称为异时发生（heterogony）。每年秋季，它们会进行传统的有性交配。其余时间，雌性则自行解决问题。

它们不仅能够进行孤雌生殖，而且在生命的第一天就已经进行了一半的过程。“大多数蚜虫天生就怀孕，并在没有浪费的雄性的情况下产下雌性，”普林斯顿大学发育生物学家 David L. Stern 在《Current Biology》上写道。“这些发育中的胚胎在其内部包含第三代发育中的胚胎，就像俄罗斯套娃一样。”

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5. 新墨西哥鞭尾蜥

这种奇特的蜥蜴，被誉为“爬虫学领域的网络‘同性恋偶像’”，是脊椎动物中最早发现孤雌生殖的案例之一。它也恰好是最纯粹的例子之一：有性繁殖甚至不是一个选项，因为整个物种都是雌性的或单性的。

这意味着所有后代都是其母体的克隆，拥有完全相同的基因。这似乎是一条进化死路——如果没有新的遗传输入（除了随机突变），鞭尾蜥应该很难保持足够的基因多样性来适应疾病或环境变化。然而，不知何故，它们却持续繁衍。

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6. 亚马逊月鳉

与鞭尾蜥一样，亚马逊月鳉（一种淡水鱼）全部是雌性。但它们依赖一种更复杂形式的孤雌生殖，称为雌核生殖（gynogenesis）。它们需要精子（它们从密切相关的物种那里“窃取”）来触发胚胎的发育，但这些精子不贡献任何遗传物质。所有后代都是完美的克隆。

除了缺乏多样性，这还导致了另一个难题：由于它们的基因没有机会通过有性繁殖进行重组，预计基因组会随着有害突变的积累而衰退，这个过程被称为穆勒棘轮（Muller's ratchet）。

这些劣势预示着单性物种将在最多 10 万代内灭绝。但 2018 年，研究人员确定，月鳉作为一个物种，比这要古老得多——大约 50 万代。更重要的是，他们没有发现基因组恶化的迹象。它们“坚韧的基因构成”的某种东西使它们能够保持性上的自给自足。

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7. 加州秃鹫

在所有能够进行无性繁殖的动物中，鸟类做到这一点的频率最低。通常只在与雄性分开的家禽火鸡和鸡中成功。但在 2021 年，圣地亚哥动物园的研究人员将加州秃鹫加入了名单。（孤雌生殖是否在野外发生仍有待观察。）

奇怪的是，这只雌性秃鹫与一只健康的雄性一起饲养，她甚至以前与之交配过。但尽管有机会，她还是选择独自完成。我们之所以知道这一点，是因为研究人员进行了亲子鉴定，这表明可能还有很多偷偷进行无性繁殖的动物尚未被发现。

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8. 小鼠

在哺乳动物中从未观察到自然孤雌生殖，这其中有充分的理由：我们以及我们温暖的同类生物是基因组印记的产物，这是一个根据基因来自父本还是母本而被化学标记为不可读的过程。虽然我们有两个基因拷贝（一个来自父母双方），但其中一个只是静默地在那里。

这意味着，如果一只雌性试图独自繁殖，她将传递许多基因的两个沉默拷贝，她的后代将无法正常发育。她的卵子需要精子——这是无法避免的。

至少在自然界是这样；实验室是另一回事。2022 年，一组中国科学家通过编辑负责基因组印记的区域 DNA，在实验条件下诱导了小鼠的无性繁殖。当他们去除这些化学标记，基本上使基因变为雄性时，母亲就能够将可存活的幼崽带到足月。

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文章来源

Discovermagazine.com的作者在我们的文章中使用了经过同行评审的研究和高质量的来源，我们的编辑对其准确性和可靠性进行了审查。请查看本文使用的以下来源

Brenner's Encyclopedia of Genetics. 孤雌生殖

Encylopedia Britannica. 查尔斯·博内特

Nature. 科莫多巨蜥的孤雌生殖

Biology Letters. 在新大陆鳄鱼中发现兼性孤雌生殖

Biology Letters. 双髻鲨的处女生殖

Current Biology. 蚜虫

High Country News. 新墨西哥鞭尾蜥如何成为“同性恋偶像”

Mutation Research/Fundamental and Mechanisms of Mutagenesis. 重组与突变进展的关系

Evolution. 突变负载与小种群的生存

Nat Ecol Evol. 亚马逊月鳉独身基因组的克隆多态性和高杂合性

Cell Research. 哺乳动物的基因组印记：其生命周期、分子机制和再编程