孤雌生殖:优势还是劣势?
胚胎的生长发育在雌性体内进行,整个生殖过程没有雄性参与,无受精过程——生物学上称这种无性生殖方式为孤雌生殖(parthenogenesis)。科学家表示,除了哺乳动物,所有的脊椎动物在理论上都具备进行孤雌生殖的能力。哺乳动物无法进行孤雌生殖,因为如果全部遗传物质都来自于母方,胚胎的部分基因将“关闭”,进而无法发育成新个体。目前人类已经发现的可以进行孤雌生殖的物种包括蟒蛇、响尾蛇、火鸡以及科莫多巨蜥(Komodo Dragon)等。在这种“雄性缺失”的生殖方式中,雌性个体以一己之力,独自承担起生殖的重任。
正常情况下,鲨鱼的生殖方式是有性生殖。雄性的精子和雌性的卵细胞相互融合完成受精过程,之后受精卵逐渐发育,最终形成新的个体。目前,人类发现的可以进行孤雌生殖的鲨鱼均是人工圈养的鲨鱼。现在的问题是,孤雌生殖方式是否也会存在于野生鲨鱼个体中?如果存在,这种生殖方式对野生鲨鱼种群又会产生怎样的影响?
孤雌生殖作为一种无性生殖方式,能稳定地保存生物基因;对于生活在相对稳定环境的生物,可以迅速扩大种群的数量。无性生殖也是人类迅速开发动物资源的有效方式。目前,世界范围内的鲨鱼种群数已呈锐减之势,如果在野外雌性鲨鱼很难与雄性鲨鱼相遇,正常的有性生殖方式就无法保障。这个时候,如果鲨鱼可以采用其他的生殖方式,也不失为一种走出困境的方法。无性生殖亦有其潜在的弊端,其最大的问题就是后代基因型缺乏变异。由于遗传物质相互间的组合方式不同,通过孤雌生殖方式产生的后代并非是其母亲的“克隆”或“绝对翻版”;但是,由于后代的遗传物质全部来自于母亲,因此减少了大量变异的机会。当一个种群的基因库缺乏遗传变异时,其带有先天缺陷(比如先天免疫系统缺陷)的个体数目将大大增加;通过孤雌生殖方式产生的个体,其健康状况比有性生殖产生的个体差得多,最终这种糟糕情况会扩大到整个种群。同时,当一个种群的遗传多样性低于一定程度时,种群中个体的“内在”都差不多,于是“一荣俱荣、一损俱损”——它在外来压力面前将不堪一击,某种疾病或是轻微的气候变化就可能将种群摧毁。如此看来,鲨鱼们采取孤雌生殖方式来产生后代,似乎并不是一个明智的选择。
专家:仍有大量未知
对于鲨鱼进行孤雌生殖的原因,专家给出了两种解释:第一种解释是,这只是一种发育上的异常,是偶尔出现的情况;第二种解释是,孤雌生殖是圈养中的雌性鲨鱼因缺少雄性伴侣而做出的适应性反应。几次发生孤雌生殖的鲨鱼都只产生“唯一”后代,而鲨鱼有性生殖的后代通常有数个,因此专家认为,鲨鱼的孤雌生殖方式很可能只是一种发育异常。蒂德比特的意外死亡,可能是异常受孕所带来的压力导致的——目前科学家并不排除这种情况。
事实上,鲨鱼要面对的并不是一道选择题:有性生殖,还是孤雌生殖?鲨鱼们很无奈,因为根本没得选。在偌大的水族馆、动物园中,雌性鲨鱼连异性的影儿都没见着,于是暗自发狠:这一次,只能靠自己!
2001年12月14日,一条窄头双髻鲨的雌性幼仔在美国内布拉斯加州东北部奥马哈的亨利·杜尔利动物园中出生。2007年,科学家证实这条雌性幼鲨是孤雌生殖产生的后代。
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