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【奇思妙想】女兒國如何解決生育問題?

【奇思妙想】女兒國如何解決生育問題?


《西遊記》中,唐僧一行四人有一天來到一個非常奇怪的國度,這裡的人老老少少全部都是女的,除了唐僧師徒,一個男人的身影都看不見,因此這個國家被稱為「女兒國」。那麼一個不可避免的問題就是,這裡沒有一個男子,婦女們如何生育?原來女兒國還有一條奇怪的河流,名叫「子母河」,婦女們到了生育年齡後,如果想要孩子,喝這條河的水就可以懷孕生娃了,生出來的孩子也沒有男孩,全部都是女孩。


當然這些內容我們都當作有趣的故事,一笑了之,現實中是沒有這樣的事情的。但是,如果讓一位動物繁殖專家來分析一下的話,這樣的故事還真有可能成為現實!因為近期,科學家就發現了一個動物界的女兒國:澳大利亞的昆士蘭州有一種蜥蜴,它們的種群中沒有一個雄性,全是雌性。這種蜥蜴產的卵不需要精子來受精,它們的卵在預定的時間分裂,然後便長成一隻小蜥蜴。而且所有以這種方式產生的蜥蜴,都是雌性的。它們的生育比故事中女兒國的生育還要絕,它們不需要喝子母河的水,只要成熟了,就可以產卵生育。這年月,動物生育也瘋狂!這種生育既不是真正的無性生殖又不是真正的有性生殖,那麼它算什麼?

讓人想不到的是,動物界的女兒國竟然不只一個,而且女兒國的生育故事也早就被人類發現了。例如生物學家在10多年前就發現,新墨西哥鞭尾蜥都是清一色的雌性,它們的生育方式與上述蜥蜴的生育方式是一樣的,不過有意思的是,全部雌性的新墨西哥鞭尾蜥群體中也存在交配行為!即將產卵的蜥蜴扮演雌性,扮演雄性的則往往是剛產過卵的蜥蜴。雖然這種行為不是真正的交配,也沒有精卵的受精過程,但這種行為會刺激蜥蜴順利產卵。


動物界的女兒國不只存在於蜥蜴的國度,魚兒的國度也存在女兒國。例如北美洲有一種叫做「亞馬孫莫莉魚」(這種魚並不生活在亞馬孫流域,它的名字因一個傳說中的亞馬孫女性部落而得名)的小魚就是清一色的雌性,它們產的卵也是不經過受精就發育成小莫莉魚。但是它們卻會與相似種類的魚交配,交配後的精子並不與卵子結合形成受精卵,而是留在莫莉魚的體內,只起刺激卵細胞發育的作用。就是說,精子的遺傳物質並沒有進入卵子,只是精子中的一點別的物質會與卵細胞發生作用,啟動卵細胞分裂發育成小魚。這種刺激作用有點類似「子母河的水」的刺激。


【雜交動物繁育出「女兒國」】


在此,我們可以問一個類似「雞生蛋還是蛋生雞」的問題,這些動物界的女兒國和它們的生育問題是如何出現的?是怪異的生育方式導致了完全雌性的族群?還是全部都是雌性的族群導致了生育方式的怪異?

這個問題倒不會像「雞生蛋還是蛋生雞」那樣成為無休止的爭論,考察一下女兒國的物種是如何出現的,就會得到線索。對上面列舉的女兒國物種考察的結果展示出一個很大的奧秘:這些物種都是之前的兩個相似物種雜交產生的後代。就是說,新墨西哥鞭尾蜥是其它兩種相似種蜥蜴雜交的後代,亞馬孫莫莉魚也是其它兩種相似種類的魚雜交的後代。


一般情況下,不同種類的物種雜交產生的後代是不能生育的,例如騾子就是馬與驢子雜交的後代,騾子就沒法生育。為什麼雜交後代很難生育,這需要從卵子的形成說起。


動物細胞的染色體一般都是成對(有兩套染色體)出現的,正常情況下,卵子的形成需要經過一次複製和兩次減數分裂。複製一次,母細胞中的染色體數量會加倍,而分裂一次,則染色體數量會減半。因此,經過一次複製和兩次分裂後,母細胞就變成具有一套染色體的卵子了。一套染色體的卵子和一套染色體的精子結合,正好可以讓受精卵的染色體成對。


而雜交動物由於父母的染色體數目不一致,因此其染色體一般不是成對配套的,因此無法通過一次複製和兩次分裂形成卵子,因此也就無法通過正常的生殖來生育。這樣的情況下,一般的雜交動物只能認命,沒有後代。但是有些雜交動物卻獨闢蹊徑,上演出獨特的生育方式——孤雌生殖。


【「女兒國」生育,各國有其招】

亞馬孫莫莉魚之類的採取的措施是:讓原始的母細胞不經歷上述過程,直接發育。由於母細胞中的染色體本來就成對,直接發育的後代染色體數目正常,而且與母親一樣具有相同的染色體。這種方式有點類似克隆,後代與母親是一模一樣的,不同的是,克隆技術是從體細胞取染色體,亞馬孫莫莉魚的生育方式則直接利用卵細胞的染色體。但這種生育方式需要激發物質,激發物質就是近親雄魚精子中的啟動分裂的物質。這種生育方式不免讓人犯嘀咕,因為這樣產生的後代不僅清一色的雌性,而且模樣都是一個模子印出來的,基因都是一樣的,一個不小心豈不就被千變萬化的自然界淘汰了?


讓人想不通的是,這個招數還很經得起考驗!科學家發現,採取亞馬孫莫莉魚同樣招數的女兒國動物——一種火蜥蜴竟然已經繁衍了不止一百萬年了!現在還很有生命力。經仔細觀察發現,其實這種招數產生的後代也是存在基因變異的,雖然大部分是母體的克隆,但也會出現一兩個不同的「黑天鵝」。


亞馬孫莫莉魚的這一招其實比較偷懶,而新墨西哥鞭尾蜥則另有新招:它讓原始的卵細胞複製兩次!這樣經過兩次複製的卵細胞就可以經過兩次分裂,產生的卵子含有的染色體數目就會與母體的一樣,但卵子染色體的基因又因複製和分裂過程發生了變化,於是這種卵子既可以發育成後代,又可以獲得基因的變化,這種方式產生的後代除了都是雌性的之外,基因和模樣一般與母親不一樣。就是說,這種生育方式除了生的都是「女兒」之外,孩子與正常的生育沒有多大的區別。這一招挺聰明,開篇所提到的澳大利亞昆士蘭州的蜥蜴也是採用這一招。


【不用「男性」的生殖,動物界很常見】


繼續考察一下動物界,孤雌生殖的現象竟然有很多。最常見的就是蜜蜂,蜂后產的卵可以不經過受精,就可以發育成後代,雄蜂就是沒有受精的卵子產生的,而受精的卵則發育成雌性的工蜂或蜂后,至於誰是工蜂誰是蜂后,與它成長中吃的食物有關。因此,蜂后雖然也可以進行孤雌生殖,但蜜蜂族群不會形成女兒國,因為蜂后孤雌生殖生出的都是「男丁」,一個只有「男丁」的族群很快就會滅亡了。類似的還有蟻后生育雄蟻的過程也是這樣。

不起眼的蚜蟲採取的生育方式更絕。每年的夏季,蚜蟲都是通過孤雌生殖來繁殖的,後代也都是雌性,因此形成了蚜蟲女兒國。但蚜蟲採取的具體措施與上述的還不同,它是讓原始的母細胞複製一次分裂一次,這樣也能保證後代染色體成對。吸引眼球的是,蚜蟲生殖靈活多變,到了夏末秋初,蚜蟲女兒國還會生齣兒子來!這一點比誰都高超!看看蚜蟲是如何做到的?原來蚜蟲的雌性含有兩條性染色體,而雄性則不含性染色體。它的原始母細胞複製一次後分裂時,有的細胞是正常的染色體平分,發育成女兒,有的細胞則把性染色體全部當作垃圾扔掉了,沒有性染色體的卵細胞就會發育成兒子。這樣在過冬時,蚜蟲可以採取有性生殖來活躍自己的種群。


除此之外,竹節蟲、粉虱之類的一般也是採取孤雌生殖的方式,它們的世界也一般都是「女人」的世界。


【可能會出現真的人類女兒國】


舉的這些例子不免讓人不快,女兒國的子民怎麼一般都是低等動物啊?舉幾個高等動物的例子?最好有人類的例子。

鳥類是比前面的例子都要高等,但是鳥類中卻很少發現上述孤雌生殖的現象,也有報道說,沒有受精的火雞卵曾成功孵出了小火雞,但是小火雞的壽命很短,沒長大就夭折了。


自然出現的更高等動物孤雌生殖的現象就沒有了,不過人類通過合適的刺激方式已經能夠讓老鼠、兔子、豬等哺乳動物進行孤雌生殖。2004年,日本東京農業大學的研究者就成功通過457次電擊把兩個老鼠的卵細胞融合起來,通過阻斷卵細胞上一些蛋白質的功能,啟動卵細胞分裂和發育,製造出沒有父親的小老鼠。2009年,美國北卡羅萊州立大學的研究者通過電刺激和化學物質的綜合作用,讓豬的卵細胞只進行一次分裂,從而產生雙倍染色體的卵細胞,把卵細胞移到母豬的子宮中,經過30天的發育後,結果胎死腹中。


驚人的是,甚至研究者的一些手段將來可以製造出真正的人類女兒國!2007年6月,國際幹細胞協會曾宣布他們首次通過讓未受精的卵細胞發育的方式,培育出了人類幹細胞!


又2007年8月,韓國研究者黃武蘇克宣布他們從克隆人胚胎中提取出了幹細胞,結果被媒體披露為造假,進一步分析,原來他是以孤雌生殖的方式從未受精的卵細胞製造出的胚胎。儘管他誇大了自己的研究成果,欺騙了世人,他的研究還是很有突破性的,他的研究說明人類通過孤雌生殖也能成功培育胚胎,如果真的用於生育,那還真的可能會製造出人類女兒國!不過這種設想是違背人倫的,因此這方面的研究目前只是用於為人類培育幹細胞。


(作者:俞葉)


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