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鲨鱼妈妈逆天了:管它雄性在不在,老娘都能生小孩!

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都说“男女搭配,干活不累”——对绝大多数有性生殖的动物来说,这句话用于形容生孩子这件事刚刚好。可如果身边没有雄性,而雌性还想生小孩怎么办?脊椎动物里,不少两栖和爬行动物能够通过孤雌生殖来解决这一问题:她们的卵细胞不需要精子就能继续发育成胚胎。

而最近,澳大利亚汤斯维尔镇珊瑚礁水族馆一头名叫莱昂妮(Leonie,意为小狮)的豹纹鲨(Stegostoma fasciatum)解锁了更厉害的技能:她在有雄性伴侣的时候能进行有性生殖,而在失去雄性伴侣之后又进行了孤雌生殖。这种史无前例的生小孩本领迅速引起了科学家的注意。

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珊瑚礁水族馆的豹纹鲨莱昂妮。图片来源:UNIVERSITY OF QUEENSLAND

上周,昆士兰大学的研究员克里斯汀·达吉恩(Christine Dudgeon)同水族馆科研人员一起在《科学报道》上发表论文报道了这一现象[1]。莱昂妮十年前来到水族馆,2008年在水族馆的安排下开始与一头雄性豹纹鲨“同居”。它们在接下来的四年中,每年都成功繁育出了小鲨。但2013年,水族馆让它们“分居”了,改让莱昂妮和女儿萝莉(Lolly)一同生活。可就在去年,诡异的事情发生了——母女俩产出的卵囊里居然都长出了小鲨。

这下工作人员们懵了。以前,人们只知道个别鲨鱼在没接触过雄性的情况下能繁育,可莱昂妮可是有过配偶的鲨鱼啊。像这样能在有性和孤雌生殖中切换的案例(注:这又称“兼性孤雌生殖”)只在个别蜥蜴中观测到过,在鲨鱼里可是闻所未闻。

有没有可能是莱昂妮还储存有“前夫”的精子呢?虽然已经过了两年,但有记录表明豹纹鲨的亲戚点纹斑竹鲨(Chiloscyllium punctatum)能将精子储存45个月[2],莱昂妮动用“库存”也并非完全不可能。于是,在数个月的追踪和采样后,他们分析核对了小鲨和母鲨的DNA。如果小鲨依旧是受精卵发育而来,它们的DNA中会存在不来自莱昂妮的片段。

然而结果表明,小鲨的确是孤雌生殖来的。

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“就问你们服不服!”图片来源:Tourism & Events Queensland

为什么这些动物会从有性生殖转变成孤雌生殖呢?“我们真的不知道这件事的诱因是什么。”达吉恩告诉果壳网。在一些鸟类和爬行动物里,病毒感染和繁殖温度可以成为诱因。而在莱昂妮的故事里,“诱因似乎是因为雄鲨不在了”。“在鲼科动物中也有过这样的规律,但这也只是两个数据点。”她说。不过,鉴于莱昂妮和它的女儿都出现了孤雌生殖的情况,这的确有可能是某种等待雄性的“缓兵之计”——母亲将自己的基因传给女儿,女儿又传给自己的女儿,直到遇见适合的雄性能够交配。如果确实如此,那么这种孤雌生殖可能是豹纹鲨们应对雄性稀缺状况的必要技能,在雄性充足的情况下才没有表现出来。

除了鲨鱼之外,目前所知的唯一一例有生之年能从有性生殖转为孤雌生殖的脊椎动物是一只红尾蚺(Boa constrictor),但是“那个案例里母蛇身边有雄性”。而考虑到大部分案例都是在人工养殖的条件下观察到,达吉恩并未排除人工养殖成为诱因之一的可能。

豹纹鲨目前是濒危物种,这种逆天的技能可不可以帮助它们发展壮大呢?恐怕并不乐观。尽管孤雌生殖让生育不再受是否有雄性的限制,但鲨鱼们只能孤雌生下雌性小鲨,而不是像一些蛇或者蜥蜴一样能生下雄性后代。所以,豹纹鲨妈妈并不能通过孤雌生殖来解决雄性短缺的问题。达吉恩在一项采访中指出:“这并不是一个长久之计,因为后代的遗传多样性和适应力降低了。”

至于为什么莱昂妮能有这样神奇的技能,又为什么在伴侣离开两年后才“发动”了它,研究人员还需要做更多工作才能解答。

(编辑:Calo)

参考文献:

  1. Dudgeon, Christine L., et al. "Switch from sexual to parthenogenetic reproduction in a zebra shark." Scientific Reports 7 (2017): 40537.
  2. Bernal, M. A., et al. "Long‐term sperm storage in the brownbanded bamboo shark Chiloscyllium punctatum." Journal of fish biology 86.3 (2015): 1171-1176.

文章题图: jon hanson/commons.wikimedia.org

作者:Paradoxian 

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