没有雄性，也能繁殖后代

  无需雄性的生殖方式 

孤雌生殖，是指卵子在没有精子受精的情况下也能发育成胚胎的过程。也就是说，这是一种不需要雄性基因参与的生殖方式。由孤雌生殖产生的后代只有雌性亲本的基因组，但它们并非其母亲的精确克隆，只是在基因上非常相似，并且也都是雌性。

自18世纪中期查尔斯·邦尼特（Charles Bonnet）首次在蚜虫中观察到了孤雌生殖后，科学家几乎在每门动物中都发现了这种生殖方式。

在一项新发表于《当代生物学》杂志的研究中，来自剑桥大学的一组研究人员首次利用基因工程技术，让通常需要雄性伴侣才能繁殖的雌性动物实现了孤雌生殖。

  孤雌生殖的基因 

大多数动物都是通过有性生殖进行繁殖的，也就是雄性的精子使雌性的卵子受精，进而产生后代。但是，许多昆虫、蜥蜴，以及一些其他动物却进化出了孤雌生殖作为有性生殖的替代方案。

在过去的研究中，已经有科学家在没有雄性亲本参与的情况下培育出了小鼠和青蛙。但这是通过在实验室的培养皿中对卵子进行修改而产生的，并非真正的赋予了这些动物孤雌生殖的能力。

在新的研究中，研究人员为了确定孤雌生殖的基因，对两株Drosophila mercatorum果蝇的基因组进行了测序，一株需要雄性通过有性生殖才能繁殖，另一株可以在没有雄性的情况下通过孤雌生殖繁殖。

然后，他们通过将可以孤雌生殖的果蝇卵子的基因活性，与只能进行有性生殖的果蝇比较，识别出了在没有雄性的情况下进行繁殖时，哪些基因是开启的，哪些是关闭的。最终，研究人员确定了44个可能与孤雌生殖有关的基因。

  基因改造后获得的能力 

在这之后，研究人员通过在Drosophila mercatorum果蝇身上确认的这些基因，对黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）中相应的基因进行了改变。

他们员观察到，在这些经过了基因改造的雌性黑腹果蝇中，有11%获得了孤雌生殖的能力。它们会用一半的生命（大约40天）来等待雄性果蝇，如果没能等到，便会放弃等待而选择孤雌生殖。

另外，研究人员还发现，孤雌生殖的能力一旦被诱导，就有可能代代相传。有1-2%具有孤雌生殖能力的第二代雌性黑腹果蝇，也具有孤雌生殖的能力。而且这种情况只发生在当这些雌性后代周围没有雄性果蝇的情况下。当有雄性存在时，它们还是会以正常的方式交配和繁殖。

  一种生存策略 

这是一项涉及22万只未交配的果蝇，耗时6年才完成的研究。研究人员表示，这一发现的关键在于研究对象是黑腹果蝇，这种果蝇在过去100多年里一直充当了遗传学研究的“模式生物”，因此生物学家对它们的基因已经非常了解。

研究人员认为，性是非常复杂且代价高昂的（详见《性的故事》），孤雌生殖可能是一种为了延续物种的生存策略，它是一种最有效的繁殖方式。研究孤雌生殖有助于生物学家了解有性生殖的利与弊。还可以帮助生物学家了解孤雌生殖本身的进化过程。

研究人员表示，接下来，他们希望还可以研究其他种类的果蝇是否也有这种孤雌生殖基因，以此来帮助他们进一步了解这种行为是如何进化的。

#创作团队：

撰文：糖兽

排版：雯雯

#参考来源：

https://www.cam.ac.uk/research/news/scientists-discover-secret-of-virgin-birth-and-switch-on-the-ability-in-female-flies

https://www.nature.com/articles/d41586-023-02404-z

https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.07.006

#图片来源：

封面图&首图：Staging by Jose Casal, Photography by Peter Lawrence