处女未来能生娃?科学家发现孤雌生殖的基因开关(组图)

尹哥聊基因 8 Months 0

小时候看央视版《西游记》，总能被师徒四人在女儿国的遭遇逗得哈哈大笑，甚至怀疑真的存在喝一口就怀孕的子母河水。西方《圣经》里也有关于圣母玛利亚受圣神感召而怀孕的说法。后来学了生物，才慢慢发现，女儿国和圣母玛利亚的故事不就是生物界的孤雌生殖吗？

△ 谁能面对一个怀孕的八戒还忍住不笑？（来源：网络）

所谓孤雌生殖，就是不需要雄性参与，雌性自身可以产生后代的生殖方式，虽然人不会孤雌生殖，但这样的生殖方式在动物界里并不是什么稀罕事。很多动物都能做到，特别是一些低等原生动物、无脊椎动物和低等脊椎动物。真正稀罕的，是那些习惯于有性生殖的物种，却偷偷练就一副孤雌生殖的本领。

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奇怪的加州神鹫们

加州神鹫（California condor）是一种生活在美洲的濒危鸟类，上个世纪八十年代，其数量一度仅剩22只。为了保护这一物种，生物学家们对加州神鹫进行了全面的跟踪，甚至谁和谁做了不可描述的事情都有详细的记录，并且登记了每只加州神鹫的血统传承。

然而，当科学家们通过测序技术回顾这些“血统”时，突然发现有两只编号为 SB260 和 SB517 的加州神鹫与任何父亲没有血缘关系。唯一说得通的解释是，这两只加州神鹫在没有精子刺激的情况下由卵子直接发育而来，也就是前文提到的孤雌生殖。

不幸的是，当科学家意识到情况不对时，这两只血统“反常”的加州神鹫已经死亡了。SB260 在动物园出生，放归自然两年后死亡，它身材瘦小，且很难融入野生鸟群。SB517 出生后脊柱弯曲，行走困难，不具备放生条件，大约八岁时死在动物园里。

△ 圣迭戈动物园中的加州神鹫（来源：网络）

实际上，类似的现象还有很多，加州神鹫并不是唯一被发现“突然”拥有孤雌生殖能力的生物，在这前后，科学家在蟒蛇、窄头双髻鲨、火鸡、新墨西哥鞭尾蜥蜴、科莫多巨蜥等动物身上也观察到了孤雌生殖的现象。

特别是新墨西哥鞭尾蜥蜴，在它们的族群里，就不存在雄性。在卵形成之前，鞭尾蜥蜴细胞里的染色体会翻倍，这样一来，卵子的染色体数量就正常了，遗传多样性也得到了一定保证。

△ 有母无父的新墨西哥鞭尾蜥蜴（来源：网络）

世界现存最大的蜥蜴——科莫多巨蜥也练就了一身孤雌生殖的本领。它能让某个配子代替精子受精，但生下来的后代都是雄性。同时，雌性科莫多巨蜥并不避讳后代，往往还会“自产自销”，迅速繁衍出一个大家族。不过正常情况下，雌性科莫多巨蜥不会这么干，只有长期没有雄性时下才会“剑走偏锋”。

另外，蟒蛇也会借助孤雌生殖，快速恢复严重折损的种群数量。如果这么看，孤雌生殖似乎是部分生物在特定情况下主动适应环境的选择。

这些现象，也不由得让人思索，是否存在一种“基因开关”，就像子母河水一样，轻松地让动物们实现孤雌生殖？

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科学家发现孤雌生殖的基因开关

7月28日，在 Current Biology 上发表的一项研究，就找到了孤雌生殖的开关。

来自英国剑桥大学和美国田纳西大学的科学家，对仅能有性生殖和可以孤雌生殖的果蝇进行基因测序，以探寻不同生殖形式的卵子中哪些基因是打开的、哪些又是关闭的，并很快确定了44个可能与孤雌生殖有关的基因。

随后，科学家根据掌握的信息，修改了黑腹果蝇中相应的基因，发现其中的11%获得了孤雌生殖的能力。它们会用半生（约20天）等待某个“黑衣少年”，如果等不来，才会转为孤雌生殖。

△ 果蝇巨大的染色体（来源：Nature）

在进一步的研究中，科学家还发现，孤雌生殖能力是可以遗传的。被诱导出孤雌生殖能力的黑腹果蝇后代中，约1%～2%仍具备孤雌生殖能力。不过它们依然“定力不足”，如果被帅哥勾搭，还是会转向有性生殖。

研究人员表示，未来还会在更多果蝇身上做实验，进一步研究这背后的机制。

（一个题外话，果蝇是生物学研究中常用的模式生物，至今对果蝇的研究已经启发了5个诺贝尔奖。）

△ 果蝇（来源：Nature）

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其他有趣的生殖研究

在科学界里，孤雌生殖并不是最富“想象力”的生殖方式。

2004年，日本研究人员培育出拥有两位生物学母亲的小鼠。

2018年，中国科学院动物研究所成功培育出拥有两位生物学父亲的小鼠。

今年5月10日，英国议会更是通过了“三亲婴儿”技术法案，这些婴儿有一位父亲和两位母亲。这项技术目前只被允许用于治疗某些严重的线粒体遗传疾病，也因此被称为第四代辅助生殖技术（详情请看尹哥的文章：英国首批三亲婴儿出生，三个人一起“造”孩子？）。

△ “三亲婴儿”技术需要的线粒体捐献相关步骤示意图（来源：英国《卫报》）

这些技术已经跳出了“自然法则”，不得不让人感慨：科学远比科幻更有想象力。

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人类有可能进行孤雌生殖吗？

自然情况下，基本没啥可能性。

人类用来标记父系或母系基因组的遗传学调控更多也更复杂，而且目前雌性的卵细胞里只有一半的染色体，雄性需要为这些卵细胞提供足够的遗传信息（精子会带着另一半的染色体）。

另外，有性生殖并不意味着“落后”，相反，它是生物在漫长演化历程中摸索出来相对好的延续方式。来自父母双方的基因通过进一步重组，带来了广泛的遗传变异，使得后代更具多样性，能更好的适应自然选择，同时也为有利突变在种群中的传递奠定了基础。有科学家估计，从细菌到高等动植物，能进行有性生殖的种类占到93%以上，其重要性不言而喻。

假设人真的像雄蜂那样，单一的卵细胞就能发育成熟，那么很多隐性遗传疾病也会充分暴露，比如苯丙酮尿症、脊髓性肌萎缩等。这样的“怪胎”即便突破重重阻力出生，疾病、肿瘤等也会伴随其一生，很难拥有长久的寿命。