在人类的常识中,只有高等动物都会通过有性繁殖繁衍后代。然而,一些昆虫以及爬行动物可以不通过受精繁衍后代,甚至连鲨鱼这种大型的脊椎动物也可以不经过受精繁衍后代。这种动物不通过受精就能繁殖后代的方式被叫做单性繁殖。
有哪些动物可以单性繁殖?为何鲨鱼也会单性繁殖?它繁殖产生的后代怎么样了?
 

科莫多龙可以无性繁殖
单性繁殖有多神奇?
单性繁殖又叫孤雌生殖,是一种完全不同于有性繁殖的生殖方式。雌性动物会在时机成熟的时候,直接把卵子孵化成幼崽。由于单性繁殖的特殊性,只有大部分卵生动物可以不受精就产下后代。
哺乳动物之所以不能单性繁殖,是因为它们有基因印记(Genomic imprinting),只有30个来源于父方的基因以及30个来源于母方的基因融合才能成功产生后代。这完全阻断了雌性哺乳动物完全依靠自身产下后代的可能性。
哺乳动物几乎没有可以实现单性繁殖的个体,不过这一切被日本的一个科研团队改变了。
2004年4月22日,日本东京农业大学河野友宏教授领导的研究小组,在世界上首次成功利用两只母鼠卵子中的遗传物质,以“无受精生殖”方式培育出幼鼠。
虽然这个实验证明无受精的哺乳动物也能成功产下新的后代,但这种现象是在人类的干预下,借助了转基因技术实现的。目前并没有可以单性繁殖自主产生后代的哺乳动物。[1]
 

进行实验的河野友宏(Koichi Kamoshida)教授
能单性繁殖的鲨鱼有多神奇?
虽然人类一直进行着对单性繁殖物种的研究,但是单性繁殖的鲨鱼出现还是震惊了整个科学界。
(1)第一条单性繁殖的鲨鱼究竟是谁?
1999年有人在佛罗里达州的海岸上捕获了三条雌性的锤头鲨,并把它们送到内布拉斯加州的亨利·多勒动物园水族馆。其中有一条锤头鲨在三年内没和任何雄性锤头鲨互动的情况下成功产下一只雌性幼崽。
不幸的是,这条即将揭开鲨鱼繁殖奥秘的独特个体出生没过多久,就不幸被生活在同一水池的黄貂鱼杀死了。科学家还是设法取得了这条小鲨鱼的DNA,并把它和其他三条锤头鲨的DNA进行比对,希望找到它的繁殖者。
 

锤头鲨
2007年的时候,由美英科学家组成的科研团队再次对这条独特小鲨鱼的DNA进行研究时,惊奇地发现这条鲨鱼体内没有任何来自于雄性鲨鱼的遗传物质。也就是说这条锤头鲨是通过单性繁殖产生幼崽的,相当于它“克隆”了一个自己。[2]
(2)还有什么鲨鱼可以单性繁殖?
锤头鲨并不是唯一一种可以单性繁殖的鲨鱼,诸如灰星鲨、斑点竹鲨等鲨鱼也可以单性繁殖,而一条名叫蒂德彼得的雌性黑鳍鲨则更让人惊叹。它在美国弗吉尼亚海滩水族馆中生活了8年,在一次常规体检时不幸死亡。
在它死亡后水族馆的兽医对它进行尸检,结果发现它已经怀有身孕,而且肚子里的胎儿已经有30厘米长了。而奇怪的是蒂德彼得在8年的水族馆生活中没有接触任何雄性黑鳍鲨,更不可能人工受精繁殖后代。那么这个黑鳍鲨后代是如何而来的呢?
 

黑鳍鲨
蒂德彼得的事迹引发了科学家的好奇心,由美国海洋保护科学研究所的学者德米安·查普曼带领队伍负责对蒂德彼得进行研究。他们在比对蒂德彼得尸体的DNA以及胎儿的DNA后,发现两者的遗传物质完全一样。和那只双鳍鲨一样,蒂德彼得也是通过单性繁殖产生后代。[2]
任何物种都有延续自己血脉的本能,连鲨鱼也不例外。在没有异性的情况下鲨鱼通过单性繁殖也要留存后代的行为实在是令人赞叹!
鲨鱼单性繁殖是好是坏?
虽然发现单性繁殖的鲨鱼对于生物学界以及科学界来说是一个爆炸性发现,但其实它向人类传递了一个极其危险的信号。那么为何鲨鱼会单性繁殖?
(1)为何要单性繁殖?
对于所有生物来说,存活以及繁衍后代是存在的最大意义以及价值。为了存活,处于极端环境下的生物会改变自己的身体以适应恶劣的环境。骆驼进化了提供能量的驼峰,它们可以在沙漠中不吃不喝地度过三四十天。仙人掌进化出了尖刺,这样可以减少水分的蒸发,让它能够在沙漠中幸存。
除了存活之外,繁衍后代也是任何生物存在的重要意义。为了让动物帮助自己传播种子,远古时期的果树进化出了酸甜的口感以及漂亮的外形。被吃进肚子的果实种子不易消化,被排出体外后借助排泄物肥力的支持又可以长成一棵新的树。
 

吃水果的鸟类
因此,虽然雌性鲨鱼可以单性繁殖看起来很不可思议,但是可以从生物本能的角度给予合理的解释。
(2)单性繁殖意味着什么?
其实,单性繁殖向人类释放着一个极其危险的信号,那就是——鲨鱼的种群存在严重的生存危机。如果身边有雄性鲨鱼的话,雌性鲨鱼根本不会选择单性繁殖。
选择单性繁殖有两种可能:其一是雌性鲨鱼被人类圈养,因为没有繁殖对象而选择“克隆”;其二是鲨鱼的种群数量大减,已经出现雌雄不平衡的情况了。为了维持种群的延续,雌性鲨鱼只能被迫单性繁殖。前一种情况还好,因为及时引入雄性鲨鱼可以缓解单性繁殖的情况。
 

大白鲨
如果是后一种情况的话,那么说明鲨鱼栖息的海洋生态环境出现了大问题。海洋本身可以自主维持生态平衡,因此鲨鱼大量减少和人类活动脱不了干系,而最直接的原因则是人类捕食鲨鱼。
鲨鱼在海洋生态系统中扮演着重要的角色,如果它维系生态平衡的作用减弱乃至完全消失,势必会导致严重的后果!
(3)单性繁殖有何缺陷?
单性繁殖的鲨鱼虽然也能存活,但却是不健康的残次品。鲨鱼单性繁殖的原理和近亲繁殖比较类似,近亲繁殖造成的严重危害是有目共睹的。近亲繁殖的主要危害是提高隐性遗传病的发病概率,此外近亲繁殖产生的后代残疾以及畸形的概率也更大。
 

近亲繁殖会提高隐性遗传病的发病概率
世界上最知名的近亲繁殖动物要数纯种狗了。为了让一些名贵犬种继续保持自己独特以及美丽的外观,驯犬师会有意地让狗同自己的直系亲属发生接触,通过近亲繁殖保存住这些独特的外观。这些名贵狗的漂亮外观虽然是留存住了,但它们也因为近亲繁殖饱受遗传病以及畸形的折磨。
英国就曾发行过一部讲述纯种狗悲惨生活的纪录片,这部记录片就探访了许多养殖纯种狗的狗贩子以及反对纯种狗的动物保护主义者。在探访中,采访者发现养殖的纯种狗都会出现不同程度的疾病以及畸形,主要问题有哮喘以及尿酸水平远高于普通的杂交狗。很多纯种狗因为疾病以及畸形的原因,寿命远低于自己正常繁育的同类。
 

畸形的纯种狗
连由双方共同提供基因的名贵犬种都无法逃脱短命、畸形的命运,完全由自身提供基因的雌性鲨鱼后代的结局可想而知。而更让人难受的是,爬行动物以及昆虫的单性繁殖即可产生雄性幼崽,也可以产生雌性后代。然而雌性鲨鱼的单性繁殖只能产生雌性后代,这导致雌性鲨鱼单性繁殖的幼崽患上隐性遗传病的概率更大了!
虽然单性繁殖的鲨鱼可以暂时缓解危机,但从长远看鲨鱼是在对自己的种族进行慢性自杀,本来想挽救自己种族的鲨鱼反而变向灭绝了自己的种族。
 

单性繁殖的示意图
结语
鲨鱼的单性繁殖根本不是生物奇迹,而是一个物种为了维持自己种群的存续而被迫进行的行动。为了保护珍惜的鱼类资源,同时也为了保护生态环境,应该限制捕捞鲨鱼用于赢利性展览的数量。