沒有雄性參與,2隻母禿鷹未受精就生蛋產崽,科學傢:這並非好事

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加州聖地亞哥野生動物保護協會報告,他們在監控中發現瞭兩隻加州禿鷹雌鳥未經受精就生蛋孵化瞭後代,隨後他們調查瞭涵蓋整個加州禿鷹物種的基因數據庫,這兩種鳥類的基因組中沒有任何雄性禿鷹的DNA。沒有雄性DNA參與,這也意味著這是人類發現的首例孤雌生殖的野生鳥類。

美國加州禿鷹是北美鳥類中體型最為龐大的一種,它的翅膀張開時寬達9至10英尺,一隻成年禿鷹體重可達22磅,這種來自座山雕傢族的禿鷹靠食用動物的屍體及腐肉生存,被稱為自然界的清道夫,是生態系統中非常重要的一個物種。

什麼是孤雌生殖

動物的生殖方式是多種多樣的,但大體上可以歸納為無性的和有性的兩大類別。孤雌生殖雖然沒有受精的過程,但它是由雌配子發生的,而且它與有性生殖 有許多相同之點,一般把它看作為有性生殖的一種類 型;而與另一類型的有性生殖一兩性生殖——相對應。

兩性生殖是動物界最普通的一種生殖方式。這種 方式是由親體(雌雄同體或雌雄異體)產生雌性和雄性的配子,在卵和精子的發生過程中,一般要經過減數分裂而形成單倍的染色體,受精後,形成一個兩倍體的合子。但是,有許多動物,受精過程次生性地消失瞭,卵細胞可不經受精而發育成為一個新個體,這就是孤雌生殖。孤雌生殖這種情況在爬行動物和魚類中很少見,但並非聞所未聞,但是在哺乳動物中,卻聞所未聞,而鳥類中,科學傢也隻記錄過火雞和雞等傢養鳥類的孤雌生殖,野生鳥類還是第一次。

加州禿鷹為什麼會選擇孤雌生殖

加州禿鷹選擇孤雌生殖其實是為瞭種群自救,加州禿鷹如今已經陷入瞭瀕臨滅絕的境地,早在 10000-11000年前,這種加州禿鷹的足跡遍佈北美區域。然而,隨著大量歐洲移民的湧進, 這種珍貴的加州禿鷹數量急劇下降,許多地區已出現滅絕現象。

根據紀錄,1940年,北美僅剩下大約有100隻加州禿鷹。1967美國聯邦將加州禿鷹列為瀕臨絕種的鳥類,那時候估計有50-60隻野生加州禿鷹,而經歷瞭多年的棲息地喪失、槍擊、電力線碰撞和中毒(禿鷹特別容易受到鉛的影響,鉛會麻痹它們的消化系統)之後,1982年全世界隻剩下22隻加州禿鷹。這個時候,美國立法規定,在野生物種完全消失之前將其全部捕獲。所有的加州禿鷹都被放在聖地亞哥野生動物園和洛杉磯動物繁殖中心進行人工飼養,然後放歸野外,經過科學傢幾十年的努力,根據當年美國內政部加州禿鷹恢復計劃12月發佈的一份報告顯示,截至2020年,共有504隻加州禿鷹,其中329隻是野生的。種群還是沒有擺脫瀕臨滅絕的處境。

這和加州禿鷹的繁殖模式以及環境與棲息地的破壞有關,為瞭能夠讓種群得到延續,加州禿鷹才選擇這樣的方式。

為什麼這不是一個好事情

但是這並不是一個好事情,自然界中,簡單的生命體,例如病毒和細菌,采用簡單的無性生殖方式;蜜蜂和螞蟻則采用孤雌繁殖方式——隻要有蜂後或蟻後,就能保證種群的繁衍,一些低等動物,比如一些種類的蜥蜴、蛙和魚類,也有孤雌生殖現象。哺乳動物還有鳥類等絕大多數脊椎動物,則進化出瞭更高級的有性生殖方式。而為瞭保證這種生殖方式在競爭中處於不敗之地,大自然還給精子和卵子加瞭不可替換、不可逆轉的“鎖”——印記基因。

因為有性繁殖孕育過程耗費大量資源,因此,每個後代都需要經歷更嚴格的挑選。有性生殖不僅確保瞭基因組的穩定性,又能通過基因重組推動物種的進化。

而加州禿鷹選擇孤雌生殖,雖然短期會增加種群的數量,但長期來看反而會讓種群陷入災難,首先,孤雌生殖會導致種群性別的失衡,因為通過孤雌生殖方式出生的加州禿鷹雛鳥將是雄性的。這是因為在這種類型的無性生殖過程中,隻能形成兩個配對的性染色體。鳥類和人類使用不同的性別決定染色體:人類使用XX(女性)或XY(男性)系統,而鳥類使用ZW(雌性)或ZZ(雄性)系統。當加州禿鷹媽媽讓自己的卵受精時,產生的後代都有ZZ染色體(WW不是一個可行的配對)。

其次最嚴重的就是孤雌生殖會破壞加州禿鷹的種群多樣性,尤其是如今加州禿鷹的種群數量本來就稀少,種群基因數據本來就有限。

保持種群基因的多樣性非常重要,這也是為什麼對來自每隻加州禿鷹的DNA數據進行瞭編目,整理到數據庫的原因,總共有1000多隻加州禿鷹,將這些信息匯編到一個數據庫中。

聖地亞哥動物園野生動物聯盟保護遺傳學副主任辛西婭·斯坦納說:

“研究加州禿鷹的科學傢經常對這些鳥類進行基因分析,以確定它們之間的關系,這使它們能夠有效地繁殖,從而保持種群的遺傳多樣性。這種方法有助於防止近親繁殖和遺傳性疾病的發展,如營養不良,其特征是胚胎畸形和胚胎後期死亡。”

中國科學院動物研究所的王樂韻曾這樣評價過孤雌生殖,對哺乳動物等原先采用有性繁殖的生物來說,選擇孤雌生殖將對種群基因的多樣性造成損失,丟失有利的突變,最終導致物種退化甚至滅絕。

聖地亞哥動物園野生動物聯盟的科學傢也表示:“當動物有性繁殖時,雌性和雄性對基因構成的貢獻是相同的。但在這兩隻加州禿鷹中,我們在數據庫中找不到任何雄性禿鷹的貢獻,這是一個危險信號。”

這可能就是加州禿鷹的悲哀,在種群陷入滅絕的情況下,它們隻能飲鴆止渴,如何才能讓加州禿鷹擺脫這種境地,隻有逐漸增加禿鷹種群的數量,才能使禿鷹們能夠更好地繁殖,慢慢減少孤雌生殖的現象,最終讓禿鷹種群得以更好延續發展。

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  • 本文由 发表于 2021年10月31日
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