自然界中奇异的生殖方式：“孤雄生殖”的鱼，借个卵子克隆自己

自然界中大部分动物都是有性繁殖的，这种生殖方式有利于基因交流并促进物种的进化。不过，有一些物种，比如蜜蜂和蚜虫，它们未受精的卵子也能发育成个体，但是这种单性繁殖在雄性中却十分罕见。近日，葡萄牙科学家在一种生活在creza河的稀有杂交鱼种中发现了一只鱼的基因组与它的父本相吻合。虽然这种没有雌性遗传信息参与的孤雄生殖会发生在一些非脊椎动物中，并且已经在脊椎动物中能够人为诱导，但5月24日发表在Royal Society Open Science上的这项研究首次描述了脊椎动物在自然环境下以这种方式进行繁殖。

鱼中发现的“孤雄生殖”

葡萄牙里斯本大学研究生，本研究的共同作者Miguel Morgado-Santos说，“很惊讶，我还以为出了什么差错，检测的是父本的基因组。”但是当研究人员检测鱼的线粒体DNA（只能从母本继承）时，发现它与父本不同。 “所以，这绝对是一个孤雄生殖的个体。”

“虽然孤雄生殖非常罕见，但有一些物种能够做到这一点……有趣的是现在人们已经在脊椎动物中发现了。“爱丁堡大学大学的进化生物学家Laura Ross说，他没有参与研究。

众所周知，许多物种的雌性，包括一些脊椎动物，能够在没有雄性遗传信息输入的过程中繁衍，也就是所谓的孤雌生殖。“但是，长期以来，生物学家认为雄性的克隆繁殖是不可能的，因为它们不能生育后代，” Ross说，“然而，现在已知有一些种类——比如某些类型的蚂蚁和淡水蛤蜊，雄性能够通过代孕母亲来克隆自己。”

因为孤雄生殖的例子很少，现在仍然不清楚这一现象是如何发生的。但是，在一些物种中，雄性可能产生具有正常遗传信息含量两倍的精子（二倍体），并且卵子的遗传信息在受精后被清除；或者，正常的精子（单倍体）能够让缺乏或消除基因组的卵子受精，然后雄性基因组再进行复制；还有一种可能是两个精子可以共同让不携带基因组的卵子受精。Morgado-Santos表示，鱼类的孤雄生殖中是否发生了这些过程还不得而知。

异常的生殖方式可能与不同物种之间的杂交有关

Ross解释说：“在很多情况下，这些奇怪的繁殖方式似乎是由两个密切相关的物种在其进化史的某个时间点杂交而出现的，并且在这个繁殖过程中出了些问题。杂交常常导致染色体数量不匹配和后代的不育，所以这种奇怪的繁殖方式事实上提供了一种解决方法。

作为新研究的鱼类——Squallus alburnoides，其实是一个名为Squalius pyrenaicus的鱼种和现在已经灭绝的Anaecypris hispanica品种之间天然杂交的结果。S. alburnoides的成员混合了二倍体，三倍体和四倍体，这意味着它们携带原始品种两个基因组不同的组合和拷贝数，Morgado-Santos解释道。他的同事一直在研究S. alburnoides的一个隔离群体，希望能够弄清楚这些奇怪的鱼繁殖的复杂性，结果偶然发现了一个雄性后代的基因组和父本一样。

虽然这种例子十分罕见——所分析的261个样本中只有一个。Morgado-Santos表示：“即使比例如此低，但这个过程对于杂交物种来说可能很重要。”——杂交品种中新物种的诞生。

洛桑大学研究生殖系统发展的Tanja Schwander说：“我们不知道这些奇怪的生殖系统如何演变……以及从正常的有性生殖过渡到这些不寻常的生殖系统的步骤。这些罕见的自发案例可能是一条线。或许这种情况会逐渐增加然后变成完全的孤雄生殖，这将遗传上隔离雄性血统并创造一个新的物种。”

无性繁殖最终是一个物种的风险策略，因为它减少了变异，这或许能够解释自然界中孤雄生殖稀有性。 “从长远来看，许多这些物种将灭绝，” Schwander说，但毕竟，“演化过程并不一定经过深思熟虑。”