刺鳐独居8年居然怀孕!不奇怪 人类也干过孤雌生殖

近日,在美国北卡罗来纳州的水族馆发生了一件匪夷所思的事情,生活在水族馆中的刺鳐夏洛特神秘怀孕,预计将在接下来的2周内产下4只幼崽。

原本动物生孩子,没什么大惊小怪的,但这件事情,奇怪的点在于夏洛特已经8年没有见过异性了,一直以来它都被孤独地“囚禁”在一个单独的水族箱内,与它共处一室的,只有5只小鲨鱼。

这让水族馆里的工作人员非常困惑:“它是怎么怀上孩子的,难道是鲨鱼惹的祸?”

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事情经过舆论发酵,很快,这几只鲨鱼就受到了诸多媒体的“指控”。

为了平息这场闹剧,也为了弄清楚夏洛特肚子里孩子的来源,水族馆进行了科学的调查。

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独居8年的刺鳐怀孕

一直以来,刺鳐夏洛特就被孤立在一个容量为2200加仑的水族箱里,和它共处的鱼类只有几只未成年小鲨鱼。

按照水族馆工作人员的话来说,夏洛特至少有8年没有见过异性了,更不用谈和异性生活在一个水族箱里。

去年9月份,工作人员突然发现夏洛特的背上有一个饼干大小的肿块。

难道是肿瘤?为此,工作人员给夏洛特进行了超声波检查,结果发现,夏洛特居然怀孕了!

吃惊的同时,大家都在猜测让夏洛特怀孕的“他”是谁!

第一时间,科学家推翻了“鲨鱼犯错”的言论,因为夏洛特是一条刺鳐,是不可能和鲨鱼产生后代的。

唯一有可能的,就是夏洛特自己让自己怀孕的,也就是我们常说的孤雌生殖。

而且,夏洛特可能是人类首次发现,刺鳐孤雌生殖的个体。

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能实现生育自由的孤雌生殖,是如何生育后代的?

孤雌生殖,在大自然中很常见,普遍存在于一些植物和较原始的动物中,例如蚂蚁、蚜虫、蜜蜂等等。

脊椎动物中也有发生,但发生概率非常小。

众所周知,大多数动物的发育始于受精卵,而受精卵是由卵子和精子结合产生的,而孤雌生殖特别之处在于它不需要借助精子的帮助,直接由卵子发育成胚胎。因此,也被称作单性繁殖。

孤雌生殖的种类也有多种,有的是自然发生的,叫作天然单性生殖,与之相反的,则叫人工单性生殖,我们国家已经实现人工干预下让小鼠孤雌生殖。

自然中比较罕见的叫“兼性单性生殖”(兼性孤雌生殖),这种方式,意味着动物原本是雌雄生殖细胞结合产生后代的,但在某些情况下,尤其是缺少雄性的时候,雌性放弃寻找雄性,通过自身努力独自完成繁殖。

刺鳐夏洛特用的就是这种方式,它的孩子基因全都来自母体,是不是意味着孩子的基因会和母体完全一样呢?

事实上,并非如此,孤雌生殖的基因组合,完全取决于“非受精胚胎组织”的融合方式。

从科学角度来说,正常个体细胞是双倍体,而卵子和精子是单倍体,两者结合后才能形成正常的双倍体胚胎。

双倍体基因减半成为单倍体,是通过减数分裂实现的(过程参考下图),经过两次减数分裂,将会形成3个极体和1个卵细胞。

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正常情况下,极体会被吸收掉,最终只有卵子和精子重组形成受精胚胎。

但在孤雌生殖的个体中,会发生极体-极体,极体-卵细胞错误融合,意外产生了双倍体胚胎。

有的孤雌生殖情况还要特殊一些,它很有可能是没有进行第二次减数分裂,第一次减数分裂后,形成了1个极体和1个含有母体全部基因的“双套卵”,双套卵也可以直接发育成了后代个体。

不同的融合方式,意味着孤雌生殖会产生多种基因组合,就会和母体基因不同。最简单的例子就是,如果母体是杂合体,那它孤雌生殖的后代是有可能是纯合体。

只有当完成第二次减数分裂后,极体-卵细胞融合,原本分配给卵细胞和极体的基因,又重新组合在一起,这样的基因组合和卵原细胞一样,就会形成母体的“完美克隆体”,也就说基因和母体完全一样。

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人类可以孤雌生殖吗?

孤雌生殖,雌性不需要另一半的努力,就能实现生育自由,因此也有人笑称,这是雄性终结的开始!

从过去的报道来看,脊椎动物的孤雌生殖似乎越来越普遍,蟒蛇、火鸡、加州秃鹰都发生过,2023年还曾报道过鳄鱼孤雌生殖产下14个小鳄鱼的案例,这也算是鳄鱼孤雌生殖的首例。

那人类有可能发生孤雌生殖吗?

科学家认为,在自然情况下,人体发生孤雌生殖的概率是“十亿分之一”!

人体中,卵子自发性在卵巢中发育成胚胎完全是有可能的,这在1955年就已经发现了。

遗传学家Helen Spurwa认为在没有授精的情况下,卵子可以自发形成胚胎。

但这样的胚胎发育容易出现问题,它能分裂产生一些皮肤和神经细胞,但不能产生类似骨骼肌这样的细胞。由于“先天的发育障碍”,导致胚胎发育出现很多问题,最终演变成“畸形”胚胎,无法顺利生产,也无法存活,有时也被称为“畸胎瘤”。

但也有意外,1955年,《新科学家》报道了一例人体“孤雌生殖”的真实案例,主角是一个男孩。

在检查中,医生发现男孩的个别类型的细胞内只有母亲没有父亲基因,而其它细胞里既有母亲又有父亲基因。

科学家猜测,这是因为早期卵子未受精就开始自我分裂,将卵子单倍体的基因成倍增加形成双倍体,而且还进行了一段时间的生长发育。

只是在后来发育遇到了障碍,为了能顺利发育,卵子不得不和精子结合,但这种结合并不是完全融合,未受精的卵子组织只用其部分细胞和精子授精。

受精部分的细胞在后期接管了整个胚胎生长发育,才最终让个体顺利出生,但是男孩还是存在有面部特征不对称、学习困难等先天疾病。

严格来说,男孩并不是真正意义上的孤雌生殖人类。

他的孤雌生殖并不彻底,只有部分细胞是由孤雌生殖产生的,而大部分是受精的细胞胚胎发育,因此这个男孩只能称之为人类部分孤雌生殖的案例,又或者可以用现在的嵌合体来形容。

至此案例之后,类似的孤雌生殖案例报道有几十起,但是,这些案例没有经过医学验证。

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最后

总的来说,孤雌生殖,自然状态下,在人类身上发生的概率几乎为零。

不是说人类的技术不能实现(韩国科学家有通过孤雌生殖产生人类胚胎),最主要的原因是,孤雌生殖,本质上对人类的发展是不利的。

因为基因太单一,只有母亲一套遗传基因,如果环境对其不利,最后的结果就是全族覆灭!

但是,两性生殖,接受的是两套不同的基因,就有了更多的可能,也有利于基因突变的传播。

无论这种突变是好是坏,基因多样性的特点,在面对不利环境时,总有一方是能适应环境的,因此也更有优势!

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