獨居16年，不用交配，它生了一個孩子

獨居多年，期間從未見過異性的雌性，突然就生孩子了……這樣的事情在鱷魚、鯊魚、蛇和蜥蜴等動物身上都出現(xiàn)過。

2018 年，在哥斯達(dá)黎加的一個動物園，一只在過去 16 年里都沒有和同類接觸過的雌性美洲鱷產(chǎn)下了一窩蛋。在 14 個蛋里，有 7 個看起來像是受精蛋。

受精的鱷魚蛋中間有一條“腰帶” | Quetzal Dwyer

經(jīng)過三個月的人工孵化，蛋還沒有成功孵化，于是研究人員把蛋打開了，在一個蛋里發(fā)現(xiàn)了一只完全成形的鱷魚寶寶。

有個蛋里有一只完全成形的鱷魚寶寶，另外六個看似受精了的蛋里是無法識別的內(nèi)容物 | Quetzal Dwyer

雌性動物不需要雄性，不用交配就能產(chǎn)生后代的現(xiàn)象叫做孤雌生殖。由于在野外觀測孤雌生殖的發(fā)生情況非常困難，目前這方面的許多個首次發(fā)現(xiàn)幾乎都發(fā)生在人類喂養(yǎng)的動物身上。

今年 8 月，在美國芝加哥的一家動物園，一只肩章鯊寶寶出生了。這里的工作人員也很意外，因為他們從未讓它的媽媽和雄性鯊魚一起生活。從去年開始，這只成年雌性鯊魚每月會產(chǎn)下幾個卵，通常都是未受精的卵，無法存活，直到人們發(fā)現(xiàn)有一顆卵居然發(fā)育成胚胎了，經(jīng)過 5 個月的孵化，一只鯊魚寶寶破殼而出。

在這之前，別的水族館也有肩章鯊孤雌生殖的記錄。2016 年，澳大利亞一個水族館里一條獨居多年的雌性豹紋鯊生出了三只小鯊魚。剛開始，研究人員懷疑它可能在身體里儲存了精子，但是當(dāng)他們使用基因鑒定技術(shù)進(jìn)行分析時發(fā)現(xiàn)，小鯊魚們的遺傳物質(zhì)只來自鯊魚媽媽。研究人員認(rèn)為，它可能是有史以來觀測到的第一只從有性繁殖轉(zhuǎn)為無性繁殖的鯊魚。

幼年豹紋鯊身上的顏色和圖案，與成年個體的不一樣 | Tourism and Events Queensland, Akhilesh K.V

2012 年，在美國的路易斯維爾動物園（Louisville Zoo），一條從未見過異性的雌性網(wǎng)紋蟒產(chǎn)下了一些蛋。蛇產(chǎn)下沒有受精的蛋并不罕見，但工作人員發(fā)現(xiàn)，這些未受精的蛋居然沒有萎縮、變色，看起來還挺飽滿健康的，于是就對其中的一些蛋進(jìn)行人工孵化，結(jié)果有 6 個蛋都發(fā)育成了健康的小蛇。

極體和卵子相結(jié)合

對于大多數(shù)動物來說，繁殖是有性的，即需要交配才能繁殖，涉及到雌性卵子與雄性精子的結(jié)合。精子和卵子被稱為性細(xì)胞，兩者都是通過減數(shù)分裂產(chǎn)生的。經(jīng)過減數(shù)分裂，每個卵子最終只含有雌性的一半 DNA，每個精子只含有雄性的一半 DNA。由此產(chǎn)生的后代的 DNA 一半來自母親，一半則來自父親。
那么，孤雌生殖的時候，后代的另一半遺傳物質(zhì)怎么來的呢？

簡單來說就是，雌性的身體找到了一種獨特的方式，來填補(bǔ)通常由精子所提供的基因。在雌性生殖系統(tǒng)中，減數(shù)分裂會使卵細(xì)胞形成一個大的卵子和三個較小的極體。極體包含了多余的遺傳物質(zhì)，之后會退化并消失，以保證卵子有正確的染色體數(shù)量，同時排出多余的細(xì)胞質(zhì)。

在孤雌生殖的情況，極體就起到了精子的作用，會與卵子結(jié)合然后形成胚胎。

通常情況下，第一極體不分裂，但有些生物體的第一極體也會分裂，最后就會產(chǎn)生3個極體 | Sciencia58

由于在卵子經(jīng)歷減數(shù)分裂的過程中，染色體發(fā)生重組，因此孤雌生殖產(chǎn)生的后代的基因會和母親的類似，但又稍有不同。因此，孤雌生殖和克隆是不同的概念，盡管它們都涉及到無性生殖。前者產(chǎn)生的后代通常具有一定程度的遺傳變異，而后者產(chǎn)生的后代則是基因上的復(fù)制。

后代多為雌性，也有雄性

對于大多可以孤雌繁殖的動物而言，后代通常是從母親那里獲得兩條X染色體，因此只能產(chǎn)生雌性后代。另外，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)這可能是一種遺傳特征，即經(jīng)歷過孤雌生殖的雌性可能生出可以進(jìn)行孤雌生殖的女兒。

鯊魚孤雌生殖的時候就只會生下女兒，而有些雌性動物的孤雌生殖則會生出兒子。2006 年，英國一家動物園里的一只科莫多巨蜥也出現(xiàn)了孤雌生殖。雌性科莫多巨蜥攜帶 WZ 性染色體，而雄性的則是 ZZ。當(dāng)發(fā)生孤雌生殖時，雌性只能產(chǎn)下 WW 或 ZZ 的卵，由于 WW 的卵無法存活，因此只有 ZZ 蛋能成功孵化，于是后代就都是雄性。

而當(dāng)有了雄性個體，科莫多巨蜥之后就可以進(jìn)行有性生殖了……

2006年，在倫敦切斯特動物園（Chester Zoo），一只通過孤雌生殖產(chǎn)生的科莫多巨蜥寶寶出生了 | Ian Stephen

孤雌生殖比人們認(rèn)為的多

從進(jìn)化的角度來看，孤雌繁殖似乎并不是繁衍后代的最佳方式。依賴孤雌生殖的孤立種群的基因庫會變得越來越小，后代更容易受到疾病的影響，也更難以適應(yīng)氣候條件的變化或新的捕食者。

但是，孤雌繁殖似乎提供了一種緊急措施。以科莫多巨蜥為例，作為印度尼西亞眾多荒島的島民，當(dāng)流落到一個沒有同類的小島時，雌性科莫多巨蜥仍然可以通過孤雌生殖來維持物種的延續(xù)。待到某一天，當(dāng)另一個島嶼的同類被沖上岸時，這兒的基因庫多樣性也就增加了。但奇怪的是，即使在混合性別的種群中，有些科莫多巨蜥仍然采用孤雌生殖。

2021 年，研究人員發(fā)現(xiàn)兩只加州禿鷹也會孤雌生殖，而且，它們之前曾和雄性多次成功繁殖過 | Joseph Brandt

關(guān)于孤雌生殖，我們?nèi)匀挥性S多未知。過去，孤雌生殖的現(xiàn)象一直被認(rèn)為是很罕見的，然而越來越多的發(fā)現(xiàn)都在表明，它的存在可能比我們認(rèn)為的要廣泛得多。

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策劃制作

來源丨把科學(xué)帶回家（id：steamforkids）

作者 | Cloud《萬物》雜志編輯

審校 | Ziv《萬物》雜志編輯

責(zé)編丨一諾