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能「自我複製」的小龍蝦:我沒那麼玄乎,只是不想跟你生孩子……

圖片:Public Domain

微博上熱議的「自我複製」的小龍蝦是真的嗎?假如是真的,對生態環境會造成什麼影響?

知友:歐陽海龍(100+ 贊同)

在了解這個問題前,首先需要弄明白一個問題。

什麼是克隆?

通常我們所說的克隆,是人工克隆,即通過核移植生產遺傳結構與細胞核供體相同動物個體的技術,經歷了由胚胎細胞到體細胞克隆的過程。後者最新的輝煌成果當屬前不久在我大科院誕生、博得超高曝光率和關注度的克隆獼猴「中中」與「華華」。

自然界中也是存在自然克隆這一過程的,最典型的當屬通過同一受精卵分裂後最終形成的同卵雙胞胎;但因兩個同源的胚胎在發育早期會發生多種基因突變,導致兩個胎兒 DNA 的差異,同卵雙胞胎是否屬於克隆在學界尚存爭議。

但克隆原初的意思,是指植物通過無性繁殖形成與母體或親本相同的個體。在克隆技術發展的早期階段,即微生物克隆時期,克隆可以指通過培養一個細菌複製出成千上萬同樣的細菌形成細菌群,也可稱為純化系。

因此從廣義的角度講,此次的大理石紋螯蝦也可以稱為「克隆」,因為基因測序的結果顯示這種三倍體蝦子其基因相同。但從狹義的角度講,應該屬於孤雌生殖的一種,即卵細胞不經過受精直接發育成正常的新個體,屬於無性生殖方式。

孤雌生殖

有關孤雌生殖的描述最早出現於史料中。《史記·三皇本紀》:「太白皋庖羲氏,風姓,代燧人氏繼天而王,母曰華胥,履大人跡於雷澤而生庖羲於成紀」,《竹書紀年》記載:「黃帝,軒轅氏 ,母曰附寶 。見大電繞北斗樞星,光照郊野,感而孕,二十五月而生帝。」但關於伏羲和黃帝出生的這種描述帶有濃重的神話色彩,且類似故事在古代歷史層出不窮,頗不可信。《豪斯醫生》第五季 11 集中,House 醫生曾遇到一位孤雌生殖的女性,畢竟是影視劇,作不得真。

真正的孤雌生殖在自然界較低等動物如原生動物、無脊椎動物中卻是普遍存在的,如偶發性孤雌生殖的某些蝶蛾類;永久性孤雌生殖的一些蜂類(雌蜂產下的卵有受精卵和未受精卵兩種,前者發育成雌蟲,後者發育成雄蟲),幾乎或完全孤雌生殖的一些昆蟲(竹節蟲、粉虱、蚧、薊馬等,雄蟲很少甚至沒有);以及周期性孤雌生殖的棉蚜。

在較低等脊椎動物中,作為軟骨魚類的鎚頭鯊以及科莫多龍也均有記載出現過孤雌生殖現象。

我們通常講,有性生殖較無性生殖更為高等,但並非完全絕對,它也是有著自身弊端的。首先,就是重中之重的能量耗費問題。

且不說交配過程本身,尋找配偶、與同性競爭的過程就夠披荊斬棘(以種群密度小的某些鯨類為甚),還要進化出增加自己風險的形狀(如雄鳥容易暴露的靚麗羽毛、麋鹿臃腫的大角、各種鳥鳴蟲叫)。

其次,對於社會性生物來說,有性生殖嚴重威脅種群團結。人類自古綿延不斷的情感糾紛自不用說,連安分守己、盡忠職守的的工蜂和工蟻都有可能為了自己能夠繁殖而對女王造成威脅。

同時,自然界生物在進化的同時也是存在「退化驅動力」的。簡言之,只要環境允許,能簡單就簡單,能懶就懶。比如身處沒有地面上天敵的環境中,鳥類可能就會放棄飛行能力。

同樣,很多動物會退回「不用交配就能生育」的狀態,也就是「孤雌生殖」。食物充足、環境合適時,費工夫找對象談戀愛生猴子的時間,不如抓緊時間自己生,還可以多繁殖幾代,何樂不為!

至於關於人,在 2015 年 10 月 24 日的國際基因組大會上,澳大利亞 LA Trobe University 分子科學研究所的 Prof. Jennifer Graves 表示,Y 染色體 450 萬年後可能徹底消失。

依據是 Y 染色體每百萬年減少 10 個基因(現在 Y 染色體只有 45 個有效基因,決定性別的更是只有兩個基因)。照此推算的話,可能不用過 450 萬年,地球上就沒有男性這一人類物種了!

姑娘們不想生就不生,想生就自己生。但男同胞也不要喪氣,畢竟在過去相當長的時間裡,Y 染色體相對還是很穩定的。既然自然選擇保留了這些基因,很可能是因為這些基因需要與 X 染色體的等位基因配對才能發揮作用。即使人類真的會出現孤雌生殖,也不是我輩需要考慮的問題了。

此次小龍蝦事件的危害?

小龍蝦有害嗎?

小龍蝦的危害在其他問題下 @主編大人 已經有詳細答案了,此處不過多討論。

由於此次事件中的大理石紋螯蝦通過產生基因突變產生了可育三倍體和孤雌生殖這一其他蝦子所沒有的逆天能力,才使得它迅速壯大,甚至從歐洲擴散到非洲大陸。但如果到了我大中華,我覺得該擔心的,是蝦子本身吧。

知友(500+ 贊同)

這事兒純粹是被公眾號帶了節奏了。

這篇子刊文章的價值在於揭示了孤雌生殖的分子演化原理。而不是發現了一種孤雌生殖的龍蝦。

這種龍蝦孤雌生殖十五年前就明確,當時文章發得比較高,但也算是生物學界的老黃曆了,十五年來以此龍蝦做分子研究的也不是沒有。到了這公眾號的文章里,幾乎抹掉了十五年來的各種研究發現,片面強調今年這篇文章的價值。

十五年什麼概念?我才小學剛畢業,今天各位知乎大學生還在幼兒園。

所以問題來了,一種 15 年前大家已經發現它能孤雌生殖的鰲蝦品種,在過去 15 年造成什麼災難了?

孤雌生殖是自然界普遍存在的現象,越低等的門類就相對常見。甲殼類里存在孤雌生殖是生物學常識,比如經常養來當飼料的豐年蟲、水蚤都有孤雌生殖。

即使是鰲蝦這一類,也已經發現了兩種孤雌生殖的,這是一種,還有一種更牛,兼性,有性無性皆可。

所以,怎麼就自然界最不可思議了?

這篇文章至少在我周圍的圈子裡根本沒有引起什麼波瀾和討論,算是非常小眾的成果,只有對生命科學真愛,愛好演化話題的人才會討論。

什麼「克隆」,什麼「複製」。

都是標題黨。

論文里自己這樣用就是官方標題黨。

但是我也要指出,克隆這個詞在生命科學裡不是單指體細胞核移植技術,其本身有無性繁殖的意思,所以在英文里用「自我克隆」本意是無性繁殖。

有些公眾號明知克隆在中國更容易被聯想到克隆技術,還翻譯成容易誤導人的「克隆」還不解釋清楚,是非常不妥的。

最後給大家一個彩蛋(免得這麼容易被公眾號標題給唬了):孤雌生殖在高等動物里偶爾也有,最反常識的是火雞也存在低發育成功率的孤雌生殖。

本文內容來自「知乎」

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