在不需要父亲的世界里
2009-01-17瘦驼
瘦 驼
在我们看来,男欢女爱,阴阳调和,这是再正常不过的事情,似乎两性的存在不仅是生物界繁荣发展的基础,也是宇宙万物和谐的根本。所以,当有科学家发现一种鱼放弃了两性生活,转而变成一支完全“娘子军”时,很多人表示十分不解。
表面上看,我们认识的多数种类的生物,不管是动物、植物还是小小的酵母菌,与人类一样选择了两性繁殖的方式。但是如果加以深究细查,事情就变得有趣了。上面提到的这些,人类、动物、植物和酵母都属于真核生物的范畴。除此之外,在人类的肉眼难以分辨的尺度上,存在着大量的以细菌、蓝藻、衣原体为代表的原核生物,这些地球拓荒者的后代,数量庞大、种类众多,它们对“男女之事”并不感冒,一生二、二生四的分裂是它们的繁殖方法。虽然不那么“浪漫”,但无疑是极为高效的,这也是我们面对体内的细菌和太湖里的蓝藻时常常感到棘手的原因。
在真核生物里,离经叛道的“异类”也比比皆是。且不提分身有术的植物,单在动物里,这个“异类”名单就可以列出长长一串。它们中的绝大多数,都是“孤雌生殖”(padhcnogenesis,这个单词来源于希腊语词根,意为“处女生产”)的动物。顾名思义,孤雌生殖就是不需要雄性,雌性自身可以产生后代的繁殖方式。更严谨一点说就是,“无须精子,一个卵子即可以发育成胚,而不管这个胚是否能发育成个体”。
科学家们目前掌握的孤雌生殖的动物有一千多种。
最为人知的孤雌生殖的动物就是蜜蜂。蜂后虽然也与雄蜂交配,却能产下受精和非受精两种卵,前者发育成蜂后或者工蜂(由喂养幼虫的不同食物决定),后者则发育成雄蜂。与蜜蜂亲缘关系比较近的小火红蚁也能孤雌生殖,与蜜蜂相反的是,蚁后通过孤雌生殖来繁育新蚁后,受精卵发育成不育的雌性工蚁和雄蚁。
繁殖模式最复杂的孤雌生殖动物莫过于蚜虫。以榆四脉棉蚜为例,每年春天,被称为“干母”的蚜虫通过孤雌生殖的方式(并且是卵胎生,即蚜虫卵在原母体内孵化)在榆树上生下30~40只称为“迁移蚜”的小蚜虫。这些生下来体内就已经有发育成熟卵的移行虫长着翅膀,“她们”飞到各处,繁殖出几代没有翅膀的“流亡虫”。初秋,“流亡虫”繁殖出长翅膀的“性母”,飞回榆树,产下卵,生出没有翅膀的一代“性蚜”,这些蚜虫里有雄也有雌,然后雌雄交配。雌虫在树皮里产下一颗相当于自己体积三分之二大的卵。接下来,这颗大卵度过寒冬,到春天,孵化成“干母”。
这一复杂的过程中多数细节不为人知。环境因素中的温度、光照到底如何影响了蚜虫的繁殖方式和翅膀的发育,仍然是个谜。
不管是蜜蜂还是蚜虫,都是把孤雌生殖“搭配”两性生殖使用。与它们不同,很多蜥蝎专一的采用孤雌生殖的方式。比如生活在美国和墨西哥的鞭尾蜥属,其中的15种完全不存在雄性。虽然没有雄性,这些蜥蜴仍然有交配行为,刚产过卵的雌蜥蜴充当“雄性”的角色。科学家们发现,交配行为本身有助于刺激“她们”多产卵。
现存最大的爬行动物科摩罗巨蜥同样能进行孤雌生殖。这也解释了长久以来困扰科学家们的一个问题——科摩罗巨蜥的雄性与雌性比例并不是1:1,而是4:3。科摩罗巨蜥的性染色体是WZ体系,其中WZ为雌性,ZZ为雄性,WW不能存活。所以WZ的雌性孤雌生殖的产物要么是ZZ,要么是WW,所以后代全部为雄性。
不要以为孤雌生殖只是些稀奇古怪动物的稀奇古怪行为,我们身边就有孤雌生殖的例子。早在1953年,美国科学家意外发现,14%的贝尔茨威尔小种白火鸡的未受精蛋可以发育。20世纪80年代,人们又发现两种常见的鸡种——横斑洛克公鸡和白来亨母鸡杂交后的母鸡产的未受精蛋中,也有15%可以发育。有人曾经用一只“处女鸡”下的8000只蛋孵出7只小鸡,其中三只没活过一周,其他四只也十分虚弱。看来,如果足够幸运,超市里的买来的鸡蛋也是可以孵出小鸡来的。
相较而言,哺乳动物孤雌生殖理论上困难得多。由于存在一种特殊的“印记基因”机制,缺乏雄性遗传物质的哺乳动物胚胎很难存活。目前尚未有自然界哺乳动物孤雌生殖的案例。
编辑梁宇清