鳄鱼的生殖过程,鳄鱼也能孤雌生殖
科学家首次发现,雌性鳄鱼可以不经过交配就产卵,这是一种可能源于恐龙时代的奇特的生殖策略。
2018年,一只被圈养了16年的雌性美洲鳄(Crocodylus acutus)产下了一窝蛋,其中一枚蛋含有一个可辨认的胚胎,与其母亲一样是雌性。
来自美国的一组科学家进行了遗传分析,发现这只鳄鱼在没有雄性配偶的参与下产下了这些蛋,这是一种被称为孤雌生殖的过程,更常见的说法是“处女生子”。
虽然这些蛋没有孵化,但这是一个惊人的发现,它显示了这种不寻常的生殖策略在动物界中有多么悠久。现在,既然已经证实了鳄鱼和鸟类具有处女生子的能力,那么这些研究结果就暗示了它们的古老祖先——恐龙——也可能拥有这种神奇的生殖能力。
鳄鱼和鸟类是一类被称为主龙类(archosaurs)的爬行动物分支的现存成员,如果我们追溯它们的家族树,还会包括恐龙和飞行爬行动物。
“[这项]发现为我们提供了一个诱人的洞察,即鳄鱼和鸟类的已灭绝的主龙类亲戚——尤其是翼龙类(Pterosauria)和恐龙类(Dinosauria)——可能具有什么样的生殖能力。”来自弗吉尼亚理工学院(Virginia Tech)的进化生物学家Warren Booth领导的研究团队写道。
孤雌生殖是一种无性生殖方式,通常需要雄性精子才能繁殖的雌性动物可以不经过交配就繁殖。与爬行动物可以做到的存储精子多年不同,在一些紧急情况下,雌性可以将两个自己的细胞融合起来,形成一个只有一个亲本的可行胚胎。
这种现象曾被认为很罕见,但科学家慢慢地意识到,在脊椎动物中,孤雌生殖比他们最初认为的更为普遍。
植物和无脊椎动物已经做了很久了,但研究人员花了一些时间才意识到,雌性脊椎动物可以从没有受到雄性精子受精的卵产生后代。
自那以后,已经观察到了80多种脊椎动物的孤雌生殖,包括蜥蜴、蛇、鲨鱼和鳐鱼,但大多数是在圈养的动物中——直到现在,还没有在这些脊椎动物的谱系之外记录过。
当科学家们进一步仔细观察时,他们开始发现了一些野生动物中的孤雌生殖的例子,根据一种猜测,这可能是雌性在找不到雄性配偶时采用的一种生存策略,尤其是在稀疏的、濒临灭绝的种群中。
然而,最近从圈养的加利福尼亚******(Californian condors)中发现的结果表明,这些极度濒危的鸟类即使在雌性与完全可育的雄性经常接触的情况下也能独立繁殖,所以需要新的假说。
至于鳄鱼,对死产胎儿与其母亲的基因分析表明,它们具有几乎相同的基因型。
这种类似克隆的相似性表明,在这个孤雌生殖的例子中,末端融合自融合是生殖机制,就像在鸟类、蛇和蜥蜴的研究中观察到的一样。
Booth 和他的同事写道,这表明孤雌生殖是“这些谱系的一个遥远的共同祖先可能拥有的”特征。 然而,需要更多的研究来“全面测试[兼性孤雌生殖]在更深的进化时间内的进化分布和动态。”
终末融合自融合是处女分娩的一种方式:雌性将一个卵子——其中包含她一半的染色体——与另一种称为极体的单倍体细胞融合,这种单倍体细胞是卵巢通常产生卵子时遗留下来的。 它涉及对遗传物质进行轻微重组,以填补缺失精子的空白,由此产生的后代几乎是其母亲的克隆体。
因此,虽然这可能是雌性在配偶稀少且相距甚远时单独繁殖的一种方式,但这并不是一种可持续的繁殖后代的方式,因为它们缺乏父母双方带来的遗传多样性。
尽管在这种情况下卵没有孵化,但研究人员表示,这并不排除鳄鱼利用孤雌生殖产生可存活后代的可能性。其他物种的孤雌卵孵化率可低至3%。
该研究已发表在《生物学通信》上。