鱷魚“處女產子”是科學史上的首次

一隻雌性鱷魚在被隔離獨居16年後,產下一個完全成形的死胎

Central american alligator eye close up.

中美洲鱷魚(Crocodylus acutus)。

以下文章經許可轉載自 The Conversation,這是一個報道最新研究的線上出版物。

關於處女產子的故事,即無需受精就能產生後代,在歷史上一直都有。古羅馬神瑪爾斯、古埃及神荷魯斯和中國古代神話中的氣,都是處女所生。但處女產子實際上確實在自然界中發生。


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在圈養的美洲鱷魚,Crocodylus acutus身上,首次發現了鱷魚處女產子的證據。這隻鱷魚在哥斯大黎加的動物園裡獨自生活了16年。她產下14枚卵,其中7枚似乎是可存活的,並進行了人工孵化。這些卵未能孵化,其中6枚的內容無法辨別。但其中一枚包含一個完全成形的胎兒,其基因與母體完全相同,沒有來自任何雄性的證據。

這不是動物界首次出現處女產子的案例。幼小的蜥蜴、蛇、鯊魚和鳥類,包括加州禿鷹,都有記錄顯示它們是從未受精的卵中孵化出來的。

我們如何解釋處女產子?

物種可以透過有性繁殖(結合來自父母雙方的遺傳物質)或無性繁殖來繁殖。我們古老的祖先是無性繁殖的,基本上是自己的克隆。植物也以類似的方式繁殖,包括分裂、出芽和斷裂。

然而,這會產生許多基因相同的生物,而缺乏遺傳變異意味著個體無法適應不斷變化的環境。如果環境對一個物種的某個成員不利,那麼對所有成員都不利,可能會導致滅絕。

像人類這樣的物種的有性繁殖需要精子來使卵子受精併產生胚胎。從進化的角度來看,有性繁殖物種被認為更高階,因為它們的後代具有遺傳多樣性,具有來自父母的獨特基因組合。

如果一個物種需要適應,這種多樣性可能很重要。它還可以減少不利的基因突變,而這些突變通常與近親繁殖(近親交配)有關。

處女產子是一種無性繁殖形式,因為它不需要來自精子的遺傳資訊。但是,與其他的無性繁殖形式不同,它們需要卵子。未受精的卵子通常由雌性產生——您今天早上可能吃過家雞的未受精卵——如果未受精的卵子沒有被吃掉,它們最終會腐爛。但也有例外。處女產子,被稱為單性生殖,是指未受精的卵子發育成胚胎的過程。

儘管如此,它不一定在基因上與母體相同——這取決於卵細胞的發育方式。單性生殖的幼崽可以是母體的完全克隆或半克隆。半克隆是在胚胎細胞在繁殖前分裂成兩半時產生的。完全克隆是在胚胎繁殖整個細胞時產生的。

因此,半克隆的遺傳多樣性甚至比完全克隆更少。它們不僅缺乏有性繁殖產生的生物的遺傳多樣性,而且只繼承了母親一半的遺傳多樣性。

有些物種,被稱為兼性單性生殖,會在有性繁殖和無性繁殖之間交替。它們主要依靠有性繁殖,但在必要時可以使用無性繁殖。

通常導致雌性後代的處女產子,被認為是由幾種情況觸發的。例如,當週圍沒有很多雄性時。這在圈養動物中經常報告,包括錘頭鯊,這些動物被飼養在單性別的圍欄中。

傳遞基因

即使周圍有雄性,雌性仍然可以使用單性生殖。例如,去年,一隻雌性斑馬鯊孵化出了一些幼崽,它們的DNA與她所居住的芝加哥水族館中的任何雄性都不匹配,這讓研究人員感到困惑。也許這隻雌性只是不喜歡和她住在一起的雄性。

如果環境條件惡劣,無性繁殖比有性繁殖需要更少的努力,因為雌性不需要浪費時間和精力尋找配偶。例如,在生活在乾旱和嚴酷氣候(如高海拔)的壁虎、蛇和蜥蜴中,已經發現了許多單性生殖的案例

雌性動物也可以透過無性繁殖來利用有利的條件變化。多刺臉小龍蝦原產於美國,但被引入到氣候更溫和的歐洲。它透過無性繁殖入侵了許多歐洲水道。儘管許多入侵物種比當地物種更大更強,但單性生殖是另一個可能促成它們成功的原因

能夠更容易地識別單性生殖的基因檢測技術正在幫助研究人員發現越來越多的物種能夠進行處女產子。美洲鱷魚單性生殖的發現表明,主龍類(包括恐龍、翼龍(飛行爬行動物)、鳥類和鱷魚)之間存在共同的祖先聯絡。由於鳥類和鱷魚中都存在單性生殖,因此恐龍也可能發生處女產子。

這隻處女產子的鱷魚讓人想起《侏羅紀公園》中的一個場景,當時科學家聲稱沒有什麼可擔心的,他們可以透過確保所有恐龍都是雌性來控制公園的種群,這樣就不會有自然產生的幼崽。

但是,用這部電影中的混沌理論專家伊恩·馬爾科姆博士(由傑夫·高布倫飾演)的話來說:“生命會找到出路。”

本文最初發表於 The Conversation。閱讀 原文

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