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多年无伴侣雌鲨鱼学会无性繁殖,管它雄性在不在

都说“男女搭配,干活不累”——对绝大多数有性生殖的动物来说,这句话用于形容生孩子这件事刚刚好。可如果身边没有雄性,而雌性还想生小孩怎么办?脊椎动物里,不少两栖和爬行动物能够通过孤雌生殖来解决这一问题:她们的卵细胞不需要精子就能继续发育成胚胎。

多年无伴侣雌鲨鱼学会无性繁殖

蟑螂,应该是我们生活中最想灭绝掉的害虫之一。它们污染我们的食物,破坏我们的家电,传播很多疾病,还长得非常丑陋(尤其在这个看脸的时代)。可是我们经常也会困惑,为什么小强越杀越多?似乎它们总能源源不断的产生出很多的后代。最近日本北海道大学的一项研究发现似乎找到了答案:研究中发现,只要三只以上的雌性蟑螂生活在一起,它们就可以通过孤雌繁殖的方式快速生产后代,整个过程完全不需要雄性的参与

而最近,澳大利亚汤斯维尔镇珊瑚礁水族馆一头名叫莱昂妮(Leonie,意为小狮)的豹纹鲨(Stegostoma
fasciatum
)解锁了更厉害的技能:她在有雄性伴侣的时候能进行有性生殖,而在失去雄性伴侣之后又进行了孤雌生殖。这种史无前例的生小孩本领迅速引起了科学家的注意。

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澳门新匍京客户端下载 2讨人厌的小强。图片来源:123RF

澳门新匍京客户端下载 3澳门新匍京客户端下载,珊瑚礁水族馆的豹纹鲨莱昂妮。图片来源:UNIVERSITY
OF QUEENSLAND

豹纹鲨 图片来源:National Geographic Photo Ark/Getty

孤雌生殖是自然界中存在的一种奇妙的生殖现象,指的是动植物的卵子不需要受精过程,就能单独发育成后代的生殖方式。在整个生殖的过程中不需要雄性动物的参与,产生的后代完整的复制了母体的性状。通常,孤雌生殖出现在无脊椎动物中比较多,比如说轮虫,线虫和节肢动物中。但有的时候在低等的脊椎动物中也会出现,比如某些蛇类和鲨鱼。对于大多数可以孤雌生殖的动物来说,如果有雄性个体存在,它们会选择有性生殖。只有当它们感受到没有雄性个体存在的时候才会进行孤雌生殖。长远来看,因为孤雌生殖产生的后代有更少的多样性,所以这些后代没有有性生殖产生的后代健康但是从短期来看,孤雌生殖保证了种群中个体数量的快速增加,可以更加快速的占领新的栖息地。比如蚜虫就是这样,在春天的或者秋天的时候,因为食物数量有限,蚜虫通过有性生殖来繁殖,但是在夏天,当食物充足的时候,大多数蚜虫就会转向孤雌生殖了\[1\]

上周,昆士兰大学的研究员克里斯汀·达吉恩(Christine
Dudgeon)同水族馆科研人员一起在《科学报道》上发表论文报道了这一现象\[1\]。莱昂妮十年前来到水族馆,2008年在水族馆的安排下开始与一头雄性豹纹鲨“同居”。它们在接下来的四年中,每年都成功繁育出了小鲨。但2013年,水族馆让它们“分居”了,改让莱昂妮和女儿萝莉(Lolly)一同生活。可就在去年,诡异的事情发生了——母女俩产出的卵囊里居然都长出了小鲨。

谁需要雄性?一条雌鲨鱼与其长期伴侣决裂后进化出无性繁殖能力。

蟑螂既可以进行有性生殖,也可以进行孤雌生殖。在蟑螂繁殖的过程中,雌性仅需要交配一次,就可以终生产出受精卵,受精卵会被包裹在特殊的胶质囊内,形成卵鞘。卵鞘坚硬,光滑,防水性好,保护了内在胚胎的发育。进行孤雌生殖的雌性蟑螂也可以在不交配的前提下产生卵鞘。但是科学家们一直好奇是什么因素引发了蟑螂的孤雌生殖,尤其是对于群居的蟑螂来:只是简简单单的没有雄性的存在就会让蟑螂转向孤雌生殖,还是它们生活的社会环境在这个过程中也发挥着作用呢?在北海道大学的研究中,研究者们仔细研究了蟑螂所在社会环境对于它们孤雌生殖的影响

这下工作人员们懵了。以前,人们只知道个别鲨鱼在没接触过雄性的情况下能繁育,可莱昂妮可是有过配偶的鲨鱼啊。像这样能在有性和孤雌生殖中切换的案例(注:这又称“兼性孤雌生殖”)只在个别蜥蜴中观测到过,在鲨鱼里可是闻所未闻。

豹纹鲨Leonie于1999年在澳大利亚一家水族馆遇见其雄性伴侣。在这个雄性伴侣于2012年被转移到其他水族馆之前,它们一起繁殖了20多个后代。

澳门新匍京客户端下载 4A)左边是孤雌生殖产生的卵鞘,右边是有性生殖产生的卵鞘;B)打开一个卵鞘里面可以看到很多蟑螂的卵。图片来源:参考文献\[2\]

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