鱷魚也能孤雌生殖!
科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn),雌性鱷魚可以不經(jīng)過交配就產(chǎn)卵,這是一種可能源于恐龍時(shí)代的奇特的生殖策略。
2018年,一只被圈養(yǎng)了16年的雌性美洲鱷(Crocodylus acutus)產(chǎn)下了一窩蛋,其中一枚蛋含有一個(gè)可辨認(rèn)的胚胎,與其母親一樣是雌性。
來自美國的一組科學(xué)家進(jìn)行了遺傳分析,發(fā)現(xiàn)這只鱷魚在沒有雄性配偶的參與下產(chǎn)下了這些蛋,這是一種被稱為孤雌生殖的過程,更常見的說法是“處女生子”。
雖然這些蛋沒有孵化,但這是一個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn),它顯示了這種不尋常的生殖策略在動(dòng)物界中有多么悠久?,F(xiàn)在,既然已經(jīng)證實(shí)了鱷魚和鳥類具有處女生子的能力,那么這些研究結(jié)果就暗示了它們的古老祖先——恐龍——也可能擁有這種神奇的生殖能力。
鱷魚和鳥類是一類被稱為主龍類(archosaurs)的爬行動(dòng)物分支的現(xiàn)存成員,如果我們追溯它們的家族樹,還會(huì)包括恐龍和飛行爬行動(dòng)物。
“[這項(xiàng)]發(fā)現(xiàn)為我們提供了一個(gè)誘人的洞見,即鱷魚和鳥類的已滅絕的主龍類親戚——尤其是翼龍類(Pterosauria)和恐龍類(Dinosauria)——可能具有什么樣的生殖能力?!眮碜愿ゼ醽喞砉W(xué)院(Virginia Tech)的進(jìn)化生物學(xué)家Warren Booth領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)寫道。
孤雌生殖是一種無性生殖方式,通常需要雄性精子才能繁殖的雌性動(dòng)物可以不經(jīng)過交配就繁殖。與爬行動(dòng)物可以做到的存儲(chǔ)精子多年不同,在一些緊急情況下,雌性可以將兩個(gè)自己的細(xì)胞融合起來,形成一個(gè)只有一個(gè)親本的可行胚胎。
這種現(xiàn)象曾被認(rèn)為很罕見,但科學(xué)家慢慢地意識(shí)到,在脊椎動(dòng)物中,孤雌生殖比他們最初認(rèn)為的更為普遍。
植物和無脊椎動(dòng)物已經(jīng)做了很久了,但研究人員花了一些時(shí)間才意識(shí)到,雌性脊椎動(dòng)物可以從沒有受到雄性精子受精的卵產(chǎn)生后代。
自那以后,已經(jīng)觀察到了80多種脊椎動(dòng)物的孤雌生殖,包括蜥蜴、蛇、鯊魚和鰩魚,但大多數(shù)是在圈養(yǎng)的動(dòng)物中——直到現(xiàn)在,還沒有在這些脊椎動(dòng)物的譜系之外記錄過。
當(dāng)科學(xué)家們進(jìn)一步仔細(xì)觀察時(shí),他們開始發(fā)現(xiàn)了一些野生動(dòng)物中的孤雌生殖的例子,根據(jù)一種猜測(cè),這可能是雌性在找不到雄性配偶時(shí)采用的一種生存策略,尤其是在稀疏的、瀕臨滅絕的種群中。
然而,最近從圈養(yǎng)的加利福尼亞禿鷹(Californian condors)中發(fā)現(xiàn)的結(jié)果表明,這些極度瀕危的鳥類即使在雌性與完全可育的雄性經(jīng)常接觸的情況下也能獨(dú)立繁殖,所以需要新的假說。
至于鱷魚,對(duì)死產(chǎn)胎兒與其母親的基因分析表明,它們具有幾乎相同的基因型。
這種類似克隆的相似性表明,在這個(gè)孤雌生殖的例子中,末端融合自融合是生殖機(jī)制,就像在鳥類、蛇和蜥蜴的研究中觀察到的一樣。
Booth 和他的同事寫道,這表明孤雌生殖是“這些譜系的一個(gè)遙遠(yuǎn)的共同祖先可能擁有的”特征。 然而,需要更多的研究來“全面測(cè)試[兼性孤雌生殖]在更深的進(jìn)化時(shí)間內(nèi)的進(jìn)化分布和動(dòng)態(tài)?!?/p>
終末融合自融合是處女分娩的一種方式:雌性將一個(gè)卵子——其中包含她一半的染色體——與另一種稱為極體的單倍體細(xì)胞融合,這種單倍體細(xì)胞是卵巢通常產(chǎn)生卵子時(shí)遺留下來的。 它涉及對(duì)遺傳物質(zhì)進(jìn)行輕微重組,以填補(bǔ)缺失精子的空白,由此產(chǎn)生的后代幾乎是其母親的克隆體。
因此,雖然這可能是雌性在配偶稀少且相距甚遠(yuǎn)時(shí)單獨(dú)繁殖的一種方式,但這并不是一種可持續(xù)的繁殖后代的方式,因?yàn)樗鼈內(nèi)狈Ω改鸽p方帶來的遺傳多樣性。
盡管在這種情況下卵沒有孵化,但研究人員表示,這并不排除鱷魚利用孤雌生殖產(chǎn)生可存活后代的可能性。其他物種的孤雌卵孵化率可低至3%。
該研究已發(fā)表在《生物學(xué)通信》上。