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孤雌生殖方式出生的小星鯊（圖源：shutterstock）

　　來源：科學媒介中心

　　牟慶璇編譯

　　近日，意大利撒丁島Cala Gonone水族館中出生了雌性星鯊（Mustelus mustelus），水族館的工作人員給它起名為伊斯佩拉（Ispera），在馬耳他語中是“希望”的意思。

　　小鯊魚在水族館中出生并不稀奇，Ispera出生的罕見之處在于，其母親在過去十年中與另一頭雌性鯊魚共用一個水箱，并沒有與雄性鯊魚相處。這種罕見的現象被稱為孤雌生殖（parthenogenesis），也稱單性生殖，是雌性在極端情況下自我受精的結果。

　　目前已經在80多種動物中觀察到孤雌生殖現象，但鯊魚的孤雌生殖還是首例。佛羅里達州莫特海洋實驗室和水族館鯊魚和鰩魚保護項目主任德米安·查普曼（Demian Chapman）領導了幾項鯊魚孤雌生殖研究，他在接受采訪時說，“已經在鯊魚和鰩魚中多次發現這種情況，但在野外很難檢測到，只能從圈養的動物中發現，已知大約有 15 種鯊魚和鰩魚會這樣做。”

　　科學家注意到，孤雌生殖最常發生在地毯鯊，特別是白斑竹鯊（Chiloscyllium plagiosum）和豹紋鯊（Stegostoma tigrinum），它們是常見的水族館物種。

豹紋鯊（圖源：livescience.com）

　　不完美的克隆

　　孤雌生殖是指在沒有精子受精的情況下自然繁殖和生成胚胎，主要發生在部分植物、無脊椎動物（包括線蟲、水蚤、蝎子、蚜蟲、寄生蜂等）和脊椎動物（一些魚類）、兩棲動物、爬行動物中，鳥類中極少見。

　　正常的卵細胞在減數分裂過程中形成的是單倍體，染色體數量是母體細胞的一半。然而，單倍體個體通常不能存活。孤雌生殖后代通常具有2倍體染色體數，這是因為孤雌生殖過程中存在4種情況，其中較為常見的是卵原細胞正常進行減數分裂，產生3個極體和1個卵細胞，其中卵細胞與任意極體隨機結合，形成“極體-卵細胞”形式的“受精卵”，并由此細胞發育成后代個體（后代為2倍體）。

　　澳大利亞昆士蘭大學研究鯊魚孤雌生殖的生物科學研究員克里斯汀?達欽（Christine Dudgeon）在接受采訪時說，“卵細胞與極體結合，這本質上是另一種細胞，在卵細胞產生的同時產生并具有互補的DNA。在這種情況下，極體充當具有單鏈DNA的假精子細胞。由此產生的后代的DNA百分之百來自母體，但并不是它們的精確克隆。這是因為性細胞（也稱為極體）具有獨特的基因組合，這些基因在創建時從每個親本中隨機選擇，因此每個鯊魚卵（或極體）具有不同的基因組成。當極體和卵細胞結合時，會產生與母體基因不同的幼鯊。”

　　固定的基因型

　　性染色體決定性別中，主要分為XY型性別決定和ZW型性別決定兩種形式，主要區別為雌雄個體的性染色體組型相反、后代性別與受精時的配子關系有別、存在的物種不同。

　　使用 XY 性別決定系統的物種，雌性動物的基因型是XX，產生的性細胞都是X染色體，孤雌生殖后代具有兩條 X 染色體并且只能是雌性。克里斯汀?達欽教授稱，“鯊魚母親是 XX，她只會將 X 染色體傳給后代，意味著產生的后代幼鯊總是雌性。”

　　使用 ZW 性別決定系統的物種，要么有兩條 Z 染色體（雄性），要么有兩條 W 染色體（大多數不能存活，很少有雌性）。2006年5月，倫敦切斯特動物園中，雌性科莫多巨蜥弗洛拉（Flora）產下 25 枚卵，其中11枚可以存活，3枚在孵化過程中受到損壞。動物園管理員在確定11枚卵都可以孵化后非常震驚，Flora在動物園中從未接觸過雄性巨蜥。

孤雌生殖方式出生的科莫多巨蜥（圖源：livescience.com）

　　動物園工作人員與利物浦大學的菲利普·瓦茨教授合作，對損壞的3枚卵進行基因分析，最終確定每個卵都是孤雌生殖的結果，所有遺傳物質都來自Flora。雌性科莫多巨蜥的基因型是WZ，她所孵化出的幼年巨蜥均為雄性（與大部分孤雌生殖只能產出雌性后代不同，科莫多巨蜥的孤雌生殖所產出的都為雄性后代）。

　　遺傳多樣性減少

　　在野外，孤雌生殖可能是無法找到雌性配偶的最后手段，或者是因為與同類中的其他物種分離，亦或是因為氣候變化和過度捕撈等人類影響、自然選擇壓力消滅了所有的雄性。查普曼稱，在水族館中，與雄性分離或長期隔離會引發雌性的這種自然反應。在幾年的時間里，已經觀察到一些鯊魚個體通過孤雌生殖反復分娩，其他鯊魚在引入配偶時可能會在孤雌生殖和有性繁殖之間切換。