新研究開啟有性繁殖物種“處女生殖”的先鋒

科學(xué)家們**成功地在一種通常有性繁殖的動(dòng)物——黑腹果蠅——身上實(shí)現(xiàn)了單性生殖。一旦這種果蠅被誘導(dǎo)，這種能力就會(huì)代代相傳:如果周圍有雄性，它的后代可以有性繁殖，如果周圍沒有雄性，它可以通過處女生殖。

對大多數(shù)動(dòng)物來說，繁殖是有性的——雌性的卵子與雄性的精子受精。處女生殖，或“孤雌生殖”，是指卵子在沒有精子受精的情況下發(fā)育成胚胎的過程——不需要雄性。處女生育的后代并不完全是母親的克隆體，但在基因上非常相似，而且總是女性。

劍橋大學(xué)研究員、該論文的**作者Alexis Sperling博士說:“我們是**個(gè)證明你可以在動(dòng)物身上進(jìn)行處女生育的人——看到一只處女果蠅產(chǎn)生一個(gè)能夠發(fā)育到成年的胚胎，然后重復(fù)這個(gè)過程，這是非常令人興奮的。在我們的基因改造果蠅中，雌性果蠅等待找到雄性果蠅的時(shí)間有一半——大約40天——但后來放棄了，繼續(xù)進(jìn)行處女生育。”

在實(shí)驗(yàn)中，只有1-2%具有單性生殖能力的第二代雌性果蠅產(chǎn)生了后代，而且這種情況只發(fā)生在沒有雄性果蠅的情況下。當(dāng)有雄性時(shí)，雌性以正常的方式交配和繁殖。

轉(zhuǎn)向處女生育可能是一種生存策略:一次性的處女生育有助于物種的延續(xù)。這項(xiàng)研究發(fā)表在今天的《Current Biology》雜志上。

為了獲得他們的結(jié)果，研究人員首先對另一種果蠅的兩株基因組進(jìn)行了測序，這種果蠅被稱為黃斑果蠅(Drosophila mercatorum)。一種需要雄性繁殖，另一種只需要處女生育。他們確定了果蠅在沒有父親的情況下繁殖時(shí)，哪些基因是開啟的，哪些是關(guān)閉的。

研究人員在紅腹果蠅中發(fā)現(xiàn)了與單性生殖能力相關(guān)的候選基因，然后改變了他們認(rèn)為是模型果蠅——黑腹果蠅——的相應(yīng)基因。這招奏效了:黑腹果蠅突然獲得了處女生育的能力。

這項(xiàng)研究涉及22萬只未交配的果蠅，耗時(shí)6年完成。

這一發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵在于，這項(xiàng)研究是在黑腹果蠅身上完成的——研究人員說，在任何其他動(dòng)物身上都是非常困難的。100多年來，這種果蠅一直是遺傳學(xué)研究的“模式生物”，人們對它的基因非常了解。

Sperling在遺傳學(xué)系進(jìn)行了這項(xiàng)研究，最近他搬到了劍橋作物科學(xué)中心，研究作物害蟲，并希望最終能研究為什么昆蟲的處女生育可能變得越來越普遍，特別是在害蟲物種中。

“如果在害蟲中繼續(xù)存在單性生殖的選擇壓力，這似乎是存在的，它最終將導(dǎo)致它們只以這種方式繁殖。這可能會(huì)成為農(nóng)業(yè)的一個(gè)真正問題，因?yàn)榇菩灾环敝炒菩裕运鼈兊膫鞑ツ芰?huì)加倍。”

一些產(chǎn)卵動(dòng)物的雌性——包括鳥類、蜥蜴和蛇——可以在沒有雄性的情況下自然地改變生育方式。但是，在正常有性繁殖的動(dòng)物中，處女生育是罕見的，通常只在動(dòng)物園的動(dòng)物中觀察到，而且通常發(fā)生在雌性被隔離很長一段時(shí)間并且?guī)缀鯖]有希望找到配偶的情況下。

本網(wǎng)站所有轉(zhuǎn)載文章系出于傳遞更多信息之目的，轉(zhuǎn)載內(nèi)容不代表本站立場。不希望被轉(zhuǎn)載的媒體或個(gè)人可與我們聯(lián)系，我們將立即進(jìn)行刪除處理。