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刺鰩獨居8年懷孕引熱議,科學家:很常見,人類也有孤雌生殖案例

2024-02-17動物

近日,在美國北卡羅來納州的水族館發生了一件匪夷所思的事情,生活在水族館中的 刺鰩夏洛特 神秘懷孕,預計將在接下來的2周內產下4只幼崽。

原本動物生孩子,沒什麽大驚小怪的,但這件事情,奇怪的點在於夏洛特已經8年沒有見過異性了,一直以來它都被孤獨地「囚禁」在一個單獨的水族箱內,與它共處一室的,只有5只小鯊魚。

這讓水族館裏的工作人員非常困惑:「 它是怎麽懷上孩子的,難道是鯊魚惹的禍 ?」

事情經過輿論發酵,很快,這幾只鯊魚就受到了諸多媒體的「指控」,為了平息這場鬧劇,也為了弄清楚夏洛特肚子裏孩子的來源,水族館進行了科學的調查。

獨居8年的刺鰩懷孕

一直以來,刺鰩夏洛特就被孤立在一個容量為2200加侖的水族箱裏,和它共處的魚類只有幾只未成年小鯊魚。

按照水族館工作人員的話來說, 夏洛特至少有8年沒有見過異性了,更不用談和異性生活在一個水族箱裏。

去年9月份,工作人員突然發現夏洛特的背上有一個曲奇大小的腫塊。

難道是腫瘤?為此,工作人員給夏洛特進行了超聲波檢查,結果發現,夏洛特居然懷孕了!

吃驚的同時,大家都在猜測讓夏洛特懷孕的「他」是誰!

第一時間,科學家推翻了「 鯊魚犯錯 」的言論,因為夏洛特是一條刺鰩,是不可能和鯊魚產生後代的。

唯一有可能的,就是夏洛特自己讓自己懷孕的,也就是我們常說的 孤雌生殖

而且,夏洛特可能是人類首次發現,刺鰩孤雌生殖的個體。

能實作生育自由的孤雌生殖,是如何生育後代的?

孤雌生殖,在大自然中很常見,普遍存在於一些植物和較原始的動物中,例如螞蟻、蚜蟲、蜜蜂等等。脊椎動物中也有發生,但發生概率非常小。

眾所周知,大多數動物的發育始於受精卵,而受精卵是由卵子和精子結合產生的,而孤雌生殖特別之處在於它不需要借助精子的幫助,直接由卵子發育成胚胎。因此,也被稱作 單性繁殖

孤雌生殖的種類也有多種,有的是自然發生的,叫作 天然單性生殖 ,與之相反的,則叫 人工單性生殖 ,我們國家已經實作人工幹預下讓小鼠孤雌生殖。

自然中比較罕見的叫 「兼性單性生殖」(兼性孤雌生殖) ,這種方式,意味著動物原本是雌雄生殖細胞結合產生後代的,但在某些情況下,尤其是缺少雄性的時候,雌性放棄尋找雄性,透過自身努力獨自完成繁殖。

刺鰩夏洛特用的就是這種方式,它的孩子基因全都來自母體,是不是意味著孩子的基因會和母體完全一樣呢?

事實上,並非如此,孤雌生殖的基因組合,完全取決於「非受精胚胎組織」的融合方式。

從科學角度來說,正常個體細胞是雙倍體,而卵子和精子是單倍體,兩者結合後才能形成正常的雙倍體胚胎。

雙倍體基因減半成為單倍體,是透過 減數分裂 實作的(過程參考下圖),經過兩次減數分裂,將會形成3個極體和1個卵細胞。

正常情況下,極體會被吸收掉,最終只有卵子和精子重組形成受精胚胎。

但在孤雌生殖的個體中,會發生 極體-極體,極體-卵細胞 錯誤融合,意外產生了雙倍體胚胎。

有的孤雌生殖情況還要特殊一些,它很有可能是沒有進行第二次減數分裂,第一次減數分裂後,形成了1個極體和1個含有母體全部基因的「 雙套卵 」,雙套卵也可以直接發育成了後代個體。

不同的融合方式,意味著孤雌生殖會產生多種基因組合,就會和母體基因不同。最簡單的例子就是,如果母體是雜合體,那它孤雌生殖的後代是有可能是純合體。

只有當完成第二次減數分裂後,極體-卵細胞融合,原本分配給卵細胞和極體的基因,又重新組合在一起,這樣的基因組合和卵原細胞一樣,就會形成母體的「完美複制體」,也就說基因和母體完全一樣。

人類可以孤雌生殖嗎?

孤雌生殖,雌性不需要另一半的努力,就能實作生育自由,因此也有人笑稱, 這是雄性終結的開始!

從過去的報道來看,脊椎動物的孤雌生殖似乎越來越普遍,蟒蛇、火雞、加州禿鷹都發生過,2023年還曾報道過鱷魚孤雌生殖產下14個小鱷魚的案例,這也算是鱷魚孤雌生殖的首例。

那人類有可能發生孤雌生殖嗎?

科學家認為,在自然情況下,人體發生孤雌生殖的概率是「十億分之一」!

人體中,卵子自發性在卵巢中發育成胚胎完全是有可能的,這在1955年就已經發現了。

遺傳學家Helen Spurwa認為在沒有授精的情況下,卵子可以自發形成胚胎。

但這樣的胚胎發育容易出現問題,它能分裂產生一些皮膚和神經細胞,但不能產生類似骨骼肌這樣的細胞。由於「先天的發育障礙」,導致胚胎發育出現很多問題,最終演變成「畸形」胚胎,無法順利生產,也無法存活,有時也被稱為「 畸胎瘤 」。

但也有意外,1955年,【新科學家】報道了一例人體「 孤雌生殖 」的真實案例,主角是一個男孩。

在檢查中,醫生發現男孩的個別類別的細胞內只有母親沒有父親基因,而其它細胞裏既有母親又有父親基因。

科學家猜測,這是因為早期卵子未受精就開始自我分裂,將卵子單倍體的基因成倍增加形成雙倍體,而且還進行了一段時間的生長發育。只是在後來發育遇到了障礙,為了能順利發育,卵子不得不和精子結合,但這種結合並不是完全融合,未受精的卵子組織只用其部份細胞和精子授精。

受精部份的細胞在後期接管了整個胚胎生長發育,才最終讓個體順利出生,但是男孩還是存在有面部特征不對稱、學習困難等先天疾病。

嚴格來說,男孩並不是真正意義上的孤雌生殖人類。

他的孤雌生殖並不徹底,只有部份細胞是由孤雌生殖產生的,而大部份是受精的細胞胚胎發育,因此這個男孩只能稱之為 人類部份孤雌生殖的案例 ,又或者可以用現在的 嵌合體 來形容。

至此案例之後,類似的孤雌生殖案例報道有幾十起,但是,這些案例沒有經過醫學驗證。

最後

總的來說,孤雌生殖,自然狀態下,在人類身上發生的概率幾乎為零。

不是說人類的技術不能實作(南韓科學家有透過孤雌生殖產生人類胚胎),最主要的原因是,孤雌生殖,本質上對人類的發展是不利的。

因為基因太單一,只有母親一套遺傳基因,如果環境對其不利,最後的結果就是全族覆滅!

但是,兩性生殖,接受的是兩套不同的基因,就有了更多的可能,也有利於基因突變的傳播。

無論這種突變是好是壞,基因多樣性的特點,在面對不利環境時,總有一方是能適應環境的,因此也更有優勢!