能「克隆」自己繁殖後代的魚

Credit: bakako

來自葡萄牙的研究人員在對Ocreza River中一種罕見的混血魚進行研究時，發現有一隻魚和它父親的基因組驚人地一致。顯然這是雄性單性繁殖的結果，然而雄性單性繁殖多發生在無脊椎動物身上，或者通過人工引導有脊椎動物進行雄性單性繁殖。這是首次發現有脊椎動物在野外以這種方式繁殖。

研究共同作者Miguel Morgado-Santos對這個結果感到驚訝，並說：「起初我們認為這可能是因為哪裡的操作出現了失誤，導致我們測量的是其父親的基因組。」於是研究人員決定對其線粒體DNA進行檢測，因為線粒體DNA只能遺傳自母親。結果發現其線粒體DNA與其父親的線粒體DNA不一致，也就排除了操作失誤的可能。研究人員對此下了結論，這絕對是一個由雄性單性繁殖而來的個體。

進化生物學家Laura Ross說：「儘管雄性單性繁殖非常少見，但是仍有很多物種能夠做到這一點，有趣的是，人們現在發現了能夠做到這一點的有脊椎動物。」

包括有脊椎動物在內，有許多生物的雌性個體都能做到單性繁殖。Ross說：「在很長的一段時間內，生物學家們認為雄性無法單性繁殖。」然而，現在已經探明了少數物種的雄性個體會找到「代孕媽媽」來克隆它們自己。

因為雄性單性繁殖的例子實在是太少了，因此還不能明確這種現象發生的經過。然而，某些物種的雄性個體能夠產生二倍體精子，即擁有兩組同源染色體的精子(正常精子只有一組同源染色體)，並且它們之中的雌性個體所產生的卵子的遺傳信息在受精之後會被消除。也有可能是正常的單倍體精子與不含遺傳信息的卵子結合後複製了雄性的遺傳信息。亦或是，兩個精子與不含遺傳信息的卵子結合。Morgado-Santos表示，在這種魚身上具體發生的是何種過程現在還不清楚。

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Ross說：「在大多數情況下，兩種近親物種在進化史的某個時間點上雜交，會導致這種異常的繁殖方式。」物種間的雜交通常意味著染色體數不成對和後代的不育，也可以說這是奇怪性癖導致的後果。

事實上，作為此次研究課題的魚——Squalius alburnoides就是Squalius pyrenaicus和一種已經滅絕的魚Anaecypris hispanica自然雜交的結果。

Morgado-Santos解釋，S.alburnoides有二倍體、三倍體和四倍體的個體，也就是說先祖的兩組染色體在它們身上以不同的數量和組合存在著。Morgado-Santos和他的同事一直在研究S.alburnoides，希望弄清這種奇怪的魚複雜的繁殖過程，在一次偶然的情況下，他們發現了一個雄性的後代完美複製了其父親的基因組。

雖然這個發現是非常罕見的，在261個樣本中僅有一例，但是Morgado-Santos說：「對於雜交種來說，這個過程非常重要。」

來自洛桑大學的Tanja Schwander說：「我們還不知道這些奇怪的繁殖體系會如何演變，以及從正常的有性生殖發展到這些異常體系的過程中發生了什麼。這些罕見的例子也許能為我們提供一條線索。或許，以這種方式繁殖的例子會逐漸增多，最終孤雄繁殖成為了唯一的繁殖方式。」這會使得雄性的基因變得孤立，並創造出全新的物種。

在物種的層面上，無性繁殖是一件危險的事，因為它會減少基因變異，從而降低物種對環境改變的適應力，這也解釋了為什麼自然界中的孤雄繁殖為何如此稀少。Schwander說：「從長遠來看，這些物種將會走向滅絕，但畢竟進化是無法預料的。」

雖然我們還不清楚這種繁殖方式對S.alburnoides有多重要，不過Schwander說：「人們會因此將眼光放在各種不尋常的生殖方式上。它們多到超乎人們的想像，只是往往被忽視。」

本文譯自 Thescientist，由譯者 bakako 基於創作共用協議(BY-NC)發布。Ruth Williams

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