孤独不再,独居生活的奇迹时刻发生!
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独居多年,从未有过与异性接触经历的雌性鳄鱼、鲨鱼、蛇和蜥蜴,在某些情况下也会突然产下幼崽。这种现象在这些动物身上时有发生。
2018年,在哥斯达黎加的一家动物园,有一只雌性美洲鳄已经独自生活了16年,未曾与其他同类接触。最近,它产下了一窝共14个蛋,其中有7个蛋看起来像是受精蛋。
经过三个月的人工孵化,QuetzalDwyer团队的努力仍未使鳄鱼蛋成功孵化,于是他们决定打开其中一个蛋进行检查。令人惊讶的是,在这个蛋内发现了一只已经完全成形的鳄鱼宝宝。
近日,在一个农场内发现了一个非常罕见的现象:一只完全成形的鳄鱼宝宝竟然在蛋中孵化出来,而另外六个被观察的受精蛋内部却无法识别出任何明显的内容物。这一现象引起了科学家们的极大兴趣,他们正试图通过各种手段来解开这个谜团。 从生物学角度来看,这种情形极为少见,通常情况下鳄鱼蛋要么成功孵化出小鳄鱼,要么就未能发育成功。然而,在这个案例中,唯一孵化成功的蛋与其他六个蛋形成了鲜明对比,这不仅挑战了现有的科学认知,也为研究鳄鱼繁殖提供了新的视角。此外,科学家们还希望通过进一步的研究,能够了解这些未孵化蛋中的具体情况,以及是否存在某种未知因素影响了它们的正常发育过程。 此事件不仅体现了自然界中隐藏着诸多未解之谜,同时也提醒我们,即使是在科技如此发达的今天,对于一些自然现象的认识仍然有限。未来需要更多跨学科的合作与探索,以期能够揭开更多关于生命起源与演化的秘密。
雌性动物无需与雄性交配便能独立繁殖后代的现象称为孤雌生殖。由于在自然环境中观察到这一现象十分不易,目前大多数首次发现的案例几乎均来自人类饲养的动物群体。
2023 年 8 月,在美国芝加哥的一家动物园,一只肩章鲨宝宝出生了。这里的工作人员也很意外,因为他们从未让它的妈妈和雄性鲨鱼一起生活。从去年开始,这只成年雌性鲨鱼每月会产下几个卵,通常都是未受精的卵,无法存活,直到人们发现有一颗卵居然发育成胚胎了,经过 5 个月的孵化,一只鲨鱼宝宝破壳而出。
在这之前,别的水族馆也有肩章鲨孤雌生殖的记录。
2016 年,澳大利亚一个水族馆里一条独居多年的雌性豹纹鲨生出了三只小鲨鱼。刚开始,研究人员怀疑它可能在身体里储存了精子,但是当他们使用基因鉴定技术进行分析时发现,小鲨鱼们的遗传物质只来自鲨鱼妈妈。研究人员认为,它可能是有史以来观测到的第一只从有性繁殖转为无性繁殖的鲨鱼。
幼年豹纹鲨身上的颜色和图案,与成年个体的不一样 | Tourism and Events Queensland, Akhilesh K.V
2012年,在美国路易斯维尔动物园,一只雌性网纹蟒在从未接触过异性的情况下产下了一些蛋。通常情况下,雌蛇产下未受精的蛋并不罕见,这些蛋往往会萎缩或变色。然而,令人惊讶的是,这些未受精的蛋却显得饱满且健康。出于好奇和希望,工作人员决定对其中一些蛋进行人工孵化,最终竟然有六个蛋成功孵化出了健康的小蛇。
极体和卵子相结合
对于大多数动物而言,有性繁殖是其繁衍后代的主要方式,这通常需要通过交配实现,即雌性卵子与雄性精子相结合。精子和卵子作为性细胞,都是通过减数分裂生成的。经过减数分裂过程,每个卵子最终只含有雌性一半的遗传物质,而每个精子也只携带雄性一半的遗传信息。因此,由此产生的后代会从父母双方各继承一半的遗传信息。 这种繁殖方式不仅保证了物种的多样性,还为自然选择提供了丰富的素材。在自然界中,多样性的存在使得物种能够更好地适应环境变化,从而提高生存机会。此外,有性繁殖过程中基因重组的发生,有助于避免有害基因的积累,从而增强种群的整体健康水平。然而,这种方式也意味着繁殖效率相对较低,因为每一对亲本只能产生有限数量的后代。总体来看,尽管有性繁殖带来了诸多挑战,但它依然是维持生物多样性和推动进化的重要机制。
那么,在孤雌生殖过程中,后代的另一半遗传物质从何而来呢? 在孤雌生殖时,后代的另一部分遗传物质是如何产生的呢?
简单来说就是,雌性的身体找到了一种独特的方式,来填补通常由精子所提供的基因。在雌性生殖系统中,减数分裂会使卵细胞形成一个大的卵子和三个较小的极体。极体包含了多余的遗传物质,之后会退化并消失,以保证卵子有正确的染色体数量,同时排出多余的细胞质。
在孤雌生殖的情况,极体就起到了精子的作用,会与卵子结合然后形成胚胎。
通常情况下,第一极体通常不会进行分裂,但在某些特定的生物体中,第一极体也会发生分裂,最终形成三个极体。这种现象虽然在生物学上相对少见,但其背后所蕴含的机制却非常值得探究。这不仅增加了我们对细胞分裂过程多样性的理解,也为我们提供了研究生殖细胞发育的新视角。这种不同寻常的分裂模式可能对个体的遗传多样性产生影响,进而影响物种的适应性和进化潜力。 这样的发现无疑为生物学领域带来了新的思考角度,并可能促使科学家们进一步探索其他未被充分认识的生物现象。对于生物学研究而言,每一次新的观察和发现都意味着向解开生命奥秘迈出了一小步。同时,这也提醒我们在科学研究中应保持开放和好奇的心态,因为自然界总是充满着令人意想不到的奇迹。
由于在卵子经历减数分裂的过程中,染色体会发生重组,因此孤雌生殖产生的后代虽然与母亲有很高的相似度,但仍然存在一定程度的遗传差异。这使得孤雌生殖与克隆之间存在着本质的区别,尽管两者都是无性繁殖的方式。孤雌生殖能够产生具有遗传变异的后代,而克隆则几乎完全复制了母本的基因组。 从生物学的角度来看,这种差异表明孤雌生殖不仅是一种简单的无性繁殖方式,而且还能为物种提供一定的遗传多样性,这对于物种的适应性和生存能力有着积极的影响。相比之下,克隆技术虽然在复制个体方面表现出高度的准确性,但在长期看来,缺乏遗传变异可能会限制其应用范围和生物多样性的保护。因此,在探讨生物繁殖技术的应用前景时,了解这些细微但重要的区别是非常必要的。
后代多为雌性,也有雄性
对于大多数能够进行孤雌生殖的动物来说,后代通常会从母亲那里继承两条X染色体,因此只产生雌性后代。此外,科学家们还观察到,这种现象可能具有遗传特性,即通过孤雌生殖诞生的雌性个体有可能生育同样具备孤雌生殖能力的女儿。
2006年,英国一家动物园内的一只科莫多巨蜥发生了孤雌生殖现象。雌性科莫多巨蜥携带有WZ性染色体,而雄性则携带有ZZ性染色体。在孤雌生殖过程中,雌性科莫多巨蜥产下的卵可能为WW或ZZ组合。由于WW组合的卵无法存活,因此最终只有ZZ组合的卵能够成功孵化,从而使得所有孵化出来的后代均为雄性。值得注意的是,孤雌生殖时,鲨鱼等生物通常只会产下雌性后代,但某些其他雌性动物在孤雌生殖时却可以产下雄性后代。
而当有了雄性个体,科莫多巨蜥之后就可以进行有性生殖了……
2006年,在伦敦切斯特动物园(Chester Zoo),一只通过孤雌生殖产生的科莫多巨蜥宝宝出生了。这一事件不仅为科学家们提供了研究无性繁殖机制的新视角,同时也引发了公众对野生动物保护与繁衍策略的广泛讨论。 这项罕见的自然现象表明,即使在人工饲养环境中,动物们依然能够展现出令人惊叹的生存本能与适应能力。对于动物园而言,这样的事件无疑是一次展示其科研能力和对物种保护贡献的重要机会。同时,这也提醒我们,保护自然环境、维护生态平衡对于促进生物多样性具有至关重要的作用。 此外,科莫多巨蜥作为世界上最大的蜥蜴种类之一,其通过孤雌生殖成功繁衍后代的事实,进一步丰富了我们对于这种独特生物的理解。这不仅是科学上的一个里程碑,也为未来可能面临的物种保护挑战提供了一线希望。面对全球气候变化等威胁,了解和掌握更多关于动物无性繁殖的知识,或许能成为帮助某些濒危物种延续的关键所在。
孤雌生殖比人们认为的多
从进化的角度来看,孤雌繁殖似乎并非繁衍后代的理想方式。依靠孤雌生殖的孤立种群其基因库会逐渐缩小,导致后代更容易遭受疾病的侵袭,并且更难适应气候变化或新捕食者的出现。
但是,孤雌繁殖仿佛是一种应急策略。以科莫多巨蜥为例,作为印度尼西亚诸多荒岛的原住民,当雌性科莫多巨蜥独自流落到一个没有雄性的小岛时,它依然能够通过孤雌生殖的方式来延续物种的存在。
待到某一天,当另一个岛屿的同类被冲上岸时,这里的基因库多样性也因此得到了提升。然而,令人惊讶的是,即便在性别混合的种群中,一些科莫多巨蜥依然选择进行孤雌生殖。
2021年,研究人员发现两只加州兀鹫在没有雄性的参与下也能够进行孤雌生殖,而这两只兀鹫此前曾与雄性多次成功繁殖后代。尽管这一现象令人惊讶,但关于孤雌生殖的具体机制,我们仍有许多未知之处。据约瑟夫·布兰特(Joseph Brandt)介绍,这一发现不仅增加了我们对加州兀鹫繁殖行为的理解,也引发了对其他鸟类物种是否也可能存在类似现象的探讨。 这种孤雌生殖的现象在生物学上是非常罕见的,它挑战了我们对动物繁殖方式的传统认知。这一发现不仅对保护加州兀鹫种群具有重要意义,也为研究孤雌生殖提供了新的视角。未来的研究可能会进一步揭示孤雌生殖在自然环境中的作用及其潜在的生态影响,从而帮助我们更好地保护这些珍贵的生物资源。
过去,孤雌生殖的现象长期以来被认为极为罕见,但越来越多的新发现表明,它的存在范围可能远超我们的想象。
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来源丨把科学带回家(id:steamforkids)
作者 | Cloud《万物》杂志编辑
审校 | Ziv《万物》杂志编辑
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