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举个栗子:【奇思妙想】女儿国如何解决生育问题?

日报 举个栗子 2年前 (2017-11-17) 269次浏览 0个评论 扫描二维码

举个栗子:【奇思妙想】女儿国如何解决生育问题?

《西游记》中,唐僧一行四人有一天来到一个非常奇怪的国度,这里的人老老少少全部都是女的,除了唐僧师徒,一个男人的身影都看不见,因此这个国家被称为“女儿国”。那么一个不可避免的问题就是,这里没有一个男子,妇女们如何生育?原来女儿国还有一条奇怪的河流,名叫“子母河”,妇女们到了生育年龄后,如果想要孩子,喝这条河的水就可以怀孕生娃了,生出来的孩子也没有男孩,全部都是女孩。

当然这些内容我们都当作有趣的故事,一笑了之,现实中是没有这样的事情的。但是,如果让一位动物繁殖专家来分析一下的话,这样的故事还真有可能成为现实!因为近期,科学家就发现了一个动物界的女儿国:澳大利亚的昆士兰州有一种蜥蜴,它们的种群中没有一个雄性,全是雌性。这种蜥蜴产的卵不需要精子来受精,它们的卵在预定的时间分裂,然后便长成一只小蜥蜴。而且所有以这种方式产生的蜥蜴,都是雌性的。它们的生育比故事中女儿国的生育还要绝,它们不需要喝子母河的水,只要成熟了,就可以产卵生育。这年月,动物生育也疯狂!这种生育既不是真正的无性生殖又不是真正的有性生殖,那么它算什么?

让人想不到的是,动物界的女儿国竟然不只一个,而且女儿国的生育故事也早就被人类发现了。例如生物学家在 10 多年前就发现,新墨西哥鞭尾蜥都是清一色的雌性,它们的生育方式与上述蜥蜴的生育方式是一样的,不过有意思的是,全部雌性的新墨西哥鞭尾蜥群体中也存在交配行为!即将产卵的蜥蜴扮演雌性,扮演雄性的则往往是刚产过卵的蜥蜴。虽然这种行为不是真正的交配,也没有精卵的受精过程,但这种行为会刺激蜥蜴顺利产卵。

动物界的女儿国不只存在于蜥蜴的国度,鱼儿的国度也存在女儿国。例如北美洲有一种叫做“亚马孙莫莉鱼”(这种鱼并不生活在亚马孙流域,它的名字因一个传说中的亚马孙女性部落而得名)的小鱼就是清一色的雌性,它们产的卵也是不经过受精就发育成小莫莉鱼。但是它们却会与相似种类的鱼交配,交配后的精子并不与卵子结合形成受精卵,而是留在莫莉鱼的体内,只起刺激卵细胞发育的作用。就是说,精子的遗传物质并没有进入卵子,只是精子中的一点别的物质会与卵细胞发生作用,启动卵细胞分裂发育成小鱼。这种刺激作用有点类似“子母河的水”的刺激。

【杂交动物繁育出“女儿国”】

在此,我们可以问一个类似“鸡生蛋还是蛋生鸡”的问题,这些动物界的女儿国和它们的生育问题是如何出现的?是怪异的生育方式导致了完全雌性的族群?还是全部都是雌性的族群导致了生育方式的怪异?

这个问题倒不会像“鸡生蛋还是蛋生鸡”那样成为无休止的争论,考察一下女儿国的物种是如何出现的,就会得到线索。对上面列举的女儿国物种考察的结果展示出一个很大的奥秘:这些物种都是之前的两个相似物种杂交产生的后代。就是说,新墨西哥鞭尾蜥是其它两种相似种蜥蜴杂交的后代,亚马孙莫莉鱼也是其它两种相似种类的鱼杂交的后代。

一般情况下,不同种类的物种杂交产生的后代是不能生育的,例如骡子就是马与驴子杂交的后代,骡子就没法生育。为什么杂交后代很难生育,这需要从卵子的形成说起。

动物细胞的染色体一般都是成对(有两套染色体)出现的,正常情况下,卵子的形成需要经过一次复制和两次减数分裂。复制一次,母细胞中的染色体数量会加倍,而分裂一次,则染色体数量会减半。因此,经过一次复制和两次分裂后,母细胞就变成具有一套染色体的卵子了。一套染色体的卵子和一套染色体的精子结合,正好可以让受精卵的染色体成对。

而杂交动物由于父母的染色体数目不一致,因此其染色体一般不是成对配套的,因此无法通过一次复制和两次分裂形成卵子,因此也就无法通过正常的生殖来生育。这样的情况下,一般的杂交动物只能认命,没有后代。但是有些杂交动物却独辟蹊径,上演出独特的生育方式——孤雌生殖。

【“女儿国”生育,各国有其招】

亚马孙莫莉鱼之类的采取的措施是:让原始的母细胞不经历上述过程,直接发育。由于母细胞中的染色体本来就成对,直接发育的后代染色体数目正常,而且与母亲一样具有相同的染色体。这种方式有点类似克隆,后代与母亲是一模一样的,不同的是,克隆技术是从体细胞取染色体,亚马孙莫莉鱼的生育方式则直接利用卵细胞的染色体。但这种生育方式需要激发物质,激发物质就是近亲雄鱼精子中的启动分裂的物质。这种生育方式不免让人犯嘀咕,因为这样产生的后代不仅清一色的雌性,而且模样都是一个模子印出来的,基因都是一样的,一个不小心岂不就被千变万化的自然界淘汰了?

让人想不通的是,这个招数还很经得起考验!科学家发现,采取亚马孙莫莉鱼同样招数的女儿国动物——一种火蜥蜴竟然已经繁衍了不止一百万年了!现在还很有生命力。经仔细观察发现,其实这种招数产生的后代也是存在基因变异的,虽然大部分是母体的克隆,但也会出现一两个不同的“黑天鹅”。

亚马孙莫莉鱼的这一招其实比较偷懒,而新墨西哥鞭尾蜥则另有新招:它让原始的卵细胞复制两次!这样经过两次复制的卵细胞就可以经过两次分裂,产生的卵子含有的染色体数目就会与母体的一样,但卵子染色体的基因又因复制和分裂过程发生了变化,于是这种卵子既可以发育成后代,又可以获得基因的变化,这种方式产生的后代除了都是雌性的之外,基因和模样一般与母亲不一样。就是说,这种生育方式除了生的都是“女儿”之外,孩子与正常的生育没有多大的区别。这一招挺聪明,开篇所提到的澳大利亚昆士兰州的蜥蜴也是采用这一招。

【不用“男性”的生殖,动物界很常见】

继续考察一下动物界,孤雌生殖的现象竟然有很多。最常见的就是蜜蜂,蜂后产的卵可以不经过受精,就可以发育成后代,雄蜂就是没有受精的卵子产生的,而受精的卵则发育成雌性的工蜂或蜂后,至于谁是工蜂谁是蜂后,与它成长中吃的食物有关。因此,蜂后虽然也可以进行孤雌生殖,但蜜蜂族群不会形成女儿国,因为蜂后孤雌生殖生出的都是“男丁”,一个只有“男丁”的族群很快就会灭亡了。类似的还有蚁后生育雄蚁的过程也是这样。

不起眼的蚜虫采取的生育方式更绝。每年的夏季,蚜虫都是通过孤雌生殖来繁殖的,后代也都是雌性,因此形成了蚜虫女儿国。但蚜虫采取的具体措施与上述的还不同,它是让原始的母细胞复制一次分裂一次,这样也能保证后代染色体成对。吸引眼球的是,蚜虫生殖灵活多变,到了夏末秋初,蚜虫女儿国还会生出儿子来!这一点比谁都高超!看看蚜虫是如何做到的?原来蚜虫的雌性含有两条性染色体,而雄性则不含性染色体。它的原始母细胞复制一次后分裂时,有的细胞是正常的染色体平分,发育成女儿,有的细胞则把性染色体全部当作垃圾扔掉了,没有性染色体的卵细胞就会发育成儿子。这样在过冬时,蚜虫可以采取有性生殖来活跃自己的种群。

除此之外,竹节虫、粉虱之类的一般也是采取孤雌生殖的方式,它们的世界也一般都是“女人”的世界。

【可能会出现真的人类女儿国】

举的这些例子不免让人不快,女儿国的子民怎么一般都是低等动物啊?举几个高等动物的例子?最好有人类的例子。

鸟类是比前面的例子都要高等,但是鸟类中却很少发现上述孤雌生殖的现象,也有报道说,没有受精的火鸡卵曾成功孵出了小火鸡,但是小火鸡的寿命很短,没长大就夭折了。

自然出现的更高等动物孤雌生殖的现象就没有了,不过人类通过合适的刺激方式已经能够让老鼠、兔子、猪等哺乳动物进行孤雌生殖。2004 年,日本东京农业大学的研究者就成功通过 457 次电击把两个老鼠的卵细胞融合起来,通过阻断卵细胞上一些蛋白质的功能,启动卵细胞分裂和发育,制造出没有父亲的小老鼠。2009 年,美国北卡罗莱州立大学的研究者通过电刺激和化学物质的综合作用,让猪的卵细胞只进行一次分裂,从而产生双倍染色体的卵细胞,把卵细胞移到母猪的子宫中,经过 30 天的发育后,结果胎死腹中。

惊人的是,甚至研究者的一些手段将来可以制造出真正的人类女儿国!2007 年 6 月,国际干细胞协会曾宣布他们首次通过让未受精的卵细胞发育的方式,培育出了人类干细胞!

又 2007 年 8 月,韩国研究者黄武苏克宣布他们从克隆人胚胎中提取出了干细胞,结果被媒体披露为造假,进一步分析,原来他是以孤雌生殖的方式从未受精的卵细胞制造出的胚胎。尽管他夸大了自己的研究成果,欺骗了世人,他的研究还是很有突破性的,他的研究说明人类通过孤雌生殖也能成功培育胚胎,如果真的用于生育,那还真的可能会制造出人类女儿国!不过这种设想是违背人伦的,因此这方面的研究目前只是用于为人类培育干细胞。

(作者:俞叶)


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