虽然人类和哺乳动物必须依赖有性生殖来繁衍后代，但许多动物有其他选择。海星、黄蜂、纹腹鲎、水母和蚂蚁只是少数几种可以进行无性生殖的物种。
在脊椎动物（即有脊柱的动物）中，无性生殖更为罕见。然而，加州神鹫、新墨西哥鞭尾蜥蜴和某些鱼类都通过一种称为孤雌生殖的过程进行繁殖——这个词源于希腊语，两个词根的意思是“处女创造”。
即便如此，科学家们对无性生殖动物仍有许多未知之处。这就是为什么某些物种，如斑纹鲨和鳉鱼，正在重塑研究人员对自然界无性生殖的认知。
无性生殖的好处
为什么这些动物选择放弃有性生殖，而是产下基本上是克隆的卵子？据加拿大蒙克顿大学的进化分子生物学家 Anne Marie Dion-Côté 称，有一个更好的问题要问：为什么这么多动物选择有性生殖？
“有性生殖对动物来说代价高昂，”Dion-Côté 说。“它们需要在环境中寻找伴侣。”
“你只会将一半的基因传递给下一代，”圣玛丽大学的进化生理学家 Anne Dalziel 补充道。“你可以贡献全部基因，而不必像雌性通常与雄性那样带着一个‘搭便车的人’。”
尽管有这些权衡，但脊椎动物压倒性地选择有性生殖而不是自我克隆。其背后的原因是进化生物学中一个根本性的未解之谜。长期思考这个问题的研究人员常常会在打破常规的生物体——无性繁殖的脊椎动物——中寻找答案。
“科学家喜欢研究奇特的现象，”Dalziel 说。“你如何打破这种通过有性生殖形成新胚胎的系统？这对我们了解有性生殖如何运作有什么启示？”
斑纹鲨令人惊讶的亲子关系
ST10 是在芝加哥谢德水族馆出生的第一条斑纹鲨。水族馆的导游们给她起了个绰号“泡泡”，因为他们看到她在工作人员潜水面镜散发出的气泡中嬉戏，这个名字一直沿用下来。
2016年，泡泡和两条不相关的雄性斑纹鲨在野生珊瑚礁展区同住。当她产下一窝卵时，水族馆栖息地和运营助理主任 Lise Watson 潜入水中将其打捞上来。幼崽孵化后，她打电话给遗传学家 Jean Dubach，请她进行亲子鉴定。
“如果你看过《莫里·波维秀》，当他说‘你是父亲！’时——我们实际上使用相同的遗传标记来进行鲨鱼的父子鉴定和母子鉴定，”芝加哥菲尔德博物馆的种群生物学家 Kevin Feldheim 解释道。
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结果是确凿的。泡泡的两个室友都不是她这窝卵的父亲。这些卵子是通过孤雌生殖产生的克隆。这是第一次有人类看到斑纹鲨在与可行的配偶共同生活时进行无性生殖。碰巧，长滩太平洋水族馆的另一组研究人员在大致相同的时间观察到了同样的现象。
11月，Felheim、Dubach 和 Watson在《鱼类生物学杂志》上发表了他们的发现，不久后加州研究人员也发表了他们的发现。
此前，人们认为斑纹鲨仅在没有可行性伴侣的情况下，作为最后的手段来传递基因才会进行无性生殖。这些发现彻底打破了这一理论。
“我们以为我们知道是怎么回事，而现在这只会引发更多问题，”Watson 说。
这些问题对于斑纹鲨在野外的生存可能至关重要。这种栖息在海底的食肉动物在其印度洋和太平洋海岸线的分布范围内正变得越来越稀少，并且IUCN红色名录将其列为濒危物种。不幸的是，斑纹鲨的克隆体往往在达到成熟之前就死亡了。更深入地了解这些鲨鱼何时（以及为什么）从有性生殖转变为无性生殖，可能有助于保护主义者在圈养条件下成功繁育它们。
鳉鱼和杂交克隆
虽然孤雌生殖对于斑纹鲨来说似乎是一种失败的策略，但并非所有无性后代都会遭遇同样的命运。在更远的北方，Dalziel 和 Dion-Côté 研究了一种能够成功克隆自己数代的顽强鱼类。
泥鳅，也称为“泥鳅”，是一种大小与士力架巧克力棒相似的鳉鱼。它们倾向于在河流和湿地与海洋交汇的半咸水沿大西洋海岸繁衍生息。与此同时，斑纹鳉，泥鳅的近亲，主要生活在美国东部淡水中——并且是少数已知能够无性繁殖的脊椎动物之一。然而，在非完全咸水或非完全淡水的地区，该物种会共存。
十多年前，一条雄性泥鳅给一条斑纹鳉的卵子授精。至少有一个卵子产生了一只雌性杂交后代。这只女儿是不育的，但她也很擅长无性繁殖。她克隆了自己，她的女儿们克隆了自己，她们的女儿们又克隆了自己……多年后，这种鱼的克隆体是加拿大新斯科舍省波特湖上数量众多的居民。
“杂交后代似乎过得还不错，”Anne Dalziel 说。“在某些情况下，它们的表现比任一亲本物种都要好。”
实际上，泥鳅和斑纹鳉之间会相对定期地交换基因。当 Dalziel 和 Dion-Côté 在波特湖捕鱼时，发现了几个杂交个体。这些克隆体在性繁殖上都不具有生存能力，但有些谱系可能已经存在了几十年甚至几个世纪。
隐藏的无性动物
虽然无性繁殖的母亲可以避免有性生殖的危险和成本，但无性繁殖也有其自身的后果。其中最主要的是 Dion-Côté 所说的“遗传死胡同”。除了偶尔的突变，无性繁殖的母亲一代又一代地传递完全相同的基因组。当环境发生变化，对克隆不利时，所有人都会遭受相同的后果。此外，有害突变可能会随着世代的积累而增加。
Dion Côté 解释说，进化生物学中的传统观点预测，无性繁殖的谱系“最终将不适应它们的环境”。然而，一些生物，如鳉鱼，却违背了这一假设。另一组德国研究人员发现一个物种的螨虫在数百万年里没有进行有性生殖。
在过去十年里，科学家们在许多新物种中发现了无性繁殖的迹象。其中许多发现都是偶然发生的。去年，圣地亚哥动物园的保护主义者们收集了该动物园加州神鹫种群的遗传信息，发现它们的一些鸟类是通过孤雌生殖出生的。
Dalziel 预测，随着基因检测变得越来越便宜和容易获得，将会有更多的无性繁殖物种被发现。你可能不知道，公园里在树木间飞来飞去的那只鸣禽可能就是一个克隆。截至2021年，科学家们只对已知动物物种的 0.2% 进行了完整基因组测序。
“除非你通过 DNA 来确定它们是否是父母的克隆，否则你可能不会知道，”Dalziel 说。“外面可能潜伏着隐藏的无性繁殖动物。”
