科學家們首次使用基因工程技術在通常需要雄性伴侶才能繁殖的雌性動物身上觸發了“處女分娩”。
此前，科學家們已經透過在實驗室培養皿中修改卵細胞，而非賦予雌性動物處女分娩（也稱為孤雌生殖）的能力，製造出了幼鼠和青蛙。
研究合作者、英國劍橋大學的發育生物學家 Alexis Sperling 表示，早期的研究已經確定了孤雌生殖的候選基因。但她說，她的團隊不僅查明瞭這些基因，還透過在另一種物種中啟用它們，證實了它們的功能。
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無需雄性
在哺乳動物中，後代是透過雄性的精子與雌性的卵子結合產生的。但許多昆蟲和蜥蜴以及其他動物物種也進化出了孤雌生殖，這是一種無需雄性基因貢獻的性行為替代方案。
為了確定孤雌生殖的潛在基因，Sperling 和她的同事對兩種果蠅Drosophila mercatorum的基因組進行了測序：一種透過有性繁殖，另一種透過孤雌生殖。然後，研究人員比較了具有孤雌生殖能力的果蠅的卵子與僅具有有性生殖能力的果蠅的卵子中的基因活動，以確定在一種過程中起作用而在另一種過程中不起作用的基因。
透過比較，作者們確定了 44 個可能與孤雌生殖有關的基因。研究人員改變了通常不能進行無性繁殖的果蠅Drosophila melanogaster中的等效基因。
在改變了各種基因組合後，科學家們找到了一個組合，該組合在大約 11% 的雌性果蠅中誘導了孤雌生殖。這些基因工程果蠅的一些後代也具有孤雌生殖能力。
儘管孤雌生殖果蠅只從母親那裡獲得了基因，但它們並不總是其親本的克隆體。有些果蠅有三組染色體，而透過孤雌生殖繁殖的母親產下的卵子通常只有兩組。
比性行為更簡單
“孤雌生殖是最有效的繁殖方式。在動物中，進行性行為非常複雜，”瑞士洛桑大學的進化生物學家 Tanja Schwander 說，她研究了竹節蟲的孤雌生殖。她說，研究孤雌生殖有助於生物學家瞭解與有性生殖相關的益處和權衡。
臺灣台北國立臺灣大學的進化生物學家丁照棣表示，這項新工作也可能有助於生物學家瞭解孤雌生殖本身的進化。她希望確定其他種類的果蠅是否具有與D. mercatorum中相似的孤雌生殖基因；這可能有助於她拼湊出這種行為是如何進化而來的。
Sperling 指出，一些農業害蟲利用孤雌生殖快速繁殖，從而增強了它們破壞農作物的能力。例如，在英國，一種蛾子由於廣泛使用破壞雄蛾繁殖的殺蟲劑而轉向孤雌生殖。Sperling 說，現在這種蛾子已成為主要的害蟲。她希望研究哪些政策和害蟲管理策略可能會引發害蟲依賴孤雌生殖——這些知識可能有助於控制害蟲。
本文經許可轉載，並於 2023 年 7 月 28 日首次發表。