盜龍
分裂出芽,低等動(dòng)物的繁殖秘笈
草履蟲是我們最熟悉的原生動(dòng)物,因?yàn)樗鼈冏鳛樽钤甲畹偷鹊膭?dòng)物出現(xiàn)在中學(xué)的生物課本上。草履蟲屬于單細(xì)胞生物,顧名思義,它身上只有一個(gè)細(xì)胞,體長(zhǎng)只有180~280微米,人類的肉眼根本看不到它們。小到看不見(jiàn)的草履蟲的壽命只有不到一天一夜,在這短暫的時(shí)間內(nèi)根本沒(méi)有時(shí)間“結(jié)婚生子”,于是它們采用了單性生殖的策略。
這種生殖過(guò)程可謂簡(jiǎn)單粗暴:草履蟲會(huì)在體內(nèi)進(jìn)行復(fù)制等準(zhǔn)備工作,然后它的身體中部裂開(kāi)并形成兩個(gè)相同的草履蟲。一只草履蟲一天可以分裂兩次,分裂之后產(chǎn)生的新個(gè)體又會(huì)繼續(xù)分裂,其數(shù)量會(huì)呈幾何倍數(shù)不斷增加。盡管無(wú)法相愛(ài),但是學(xué)會(huì)了分身術(shù)的草履蟲卻用這種特殊的方式繁殖出無(wú)數(shù)的后代。
水母是非常常見(jiàn)的海洋生物,用其傘蓋和觸手加工的食材就是市場(chǎng)上常見(jiàn)的海蜇皮和海蜇頭。水母的外形千奇百怪,它們雖是雌雄異體的動(dòng)物,不過(guò)其生殖方式卻既有兩性生殖又有單性生殖。
在繁殖過(guò)程中,受精成功的水母會(huì)產(chǎn)下幼體,這個(gè)過(guò)程屬于兩性生殖。水母的幼體離開(kāi)母體后會(huì)沉入海底,然后變成像樹(shù)枝一樣的水螅體,之后水螅體上像樹(shù)枝伸出的部分又分裂形成新的幼體,幼體經(jīng)過(guò)發(fā)育成為成熟的水母,這個(gè)過(guò)程屬于單性生殖。由于水螅體會(huì)像發(fā)芽一樣產(chǎn)生新的個(gè)體,因此其單性生殖的過(guò)程又被稱為出芽生殖。水母采用了兩性生殖和單性生殖交替的生殖方式,以水螅體“斷手?jǐn)嗄_”的方法增加后代的數(shù)量。
自我複製,特殊環(huán)境下的“女兒國(guó)”
一般認(rèn)為螞蟻屬于典型的異性繁殖,蟻群中只有蟻后才能與雄蟻交配并產(chǎn)卵,受精卵發(fā)育成雌性的工蟻或蟻后,未受精的卵則發(fā)育成雄蟻。但是在亞馬孫的熱帶雨林中生活著一種與眾不同的螞蟻,這種螞蟻全部都是雌性,它們組成了一個(gè)螞蟻“女兒國(guó)”。既然都是大姑娘,難道這種螞蟻就無(wú)法繁殖了嗎?
其實(shí)即便全是雌性,螞蟻也有辦法繁殖后代。蟻后會(huì)產(chǎn)下未受精的卵,這些卵將發(fā)育成雌性工蟻或蟻后。等一下,不是只有受精卵才能變成雌性嗎,不受精也可以?由于沒(méi)有雄性,亞馬孫螞蟻無(wú)法得到來(lái)自異性的基因,它產(chǎn)下的未受精的卵其實(shí)就是對(duì)自己的直接復(fù)制。這么看來(lái),這種螞蟻其實(shí)是和千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)“自己”生活在一起的。
許多蜥蜴也存在著雌性單性生殖的現(xiàn)象,其中包括科摩多巨蜥、哀鱗趾虎、新墨西哥鞭尾蜥等。不過(guò)近期發(fā)現(xiàn)于越南的蠟皮蜥卻向我們展示了一個(gè)隱藏在東南亞雨林中的爬行動(dòng)物“女兒國(guó)”。蠟皮蜥是科學(xué)家偶然發(fā)現(xiàn)的,當(dāng)時(shí)人們收集了70只蠟皮蜥,但是發(fā)現(xiàn)這些蜥蜴全部都是雌性。之后科學(xué)家們對(duì)蠟皮蜥生活的森林展開(kāi)了更大范圍的搜索,但是仍然沒(méi)有發(fā)現(xiàn)雄性蠟皮蜥,看來(lái)這種蜥蜴真的是只有一個(gè)性別。
即便都是雌性,蠟皮蜥依然能夠通過(guò)孤雌生殖繁衍,它們的身體中只有雌性的DNA??茖W(xué)家擔(dān)心單性生殖會(huì)威脅到蠟皮蜥的生存,一般來(lái)說(shuō),單性生殖無(wú)法繼承遺傳的基因多樣性,生物個(gè)體的壽命會(huì)變短,身體也不夠強(qiáng)壯。盡管存在著這些缺點(diǎn),不過(guò)越南叢林中的蠟皮蜥目前依然保持著相當(dāng)?shù)臄?shù)量。
孤雌生殖,缺少異性時(shí)的無(wú)奈之舉
2001年的某天早晨,美國(guó)內(nèi)布拉斯加州的亨利·多利動(dòng)物園和水族館的飼養(yǎng)員驚訝地發(fā)現(xiàn),在養(yǎng)殖水箱里竟然出現(xiàn)了一條窄頭雙髻鯊寶寶。但是這個(gè)水箱中之前只有三條雌性窄頭雙髻鯊,而且從它們還是小寶寶的時(shí)候一直到現(xiàn)在的三年期間,它們從未接觸過(guò)任何雄性鯊魚,那它們又是怎么懷上小寶寶的呢?
科學(xué)家們研究發(fā)現(xiàn),窄頭雙髻鯊既有兩性生殖的能力,又有單性生殖的能力。當(dāng)長(zhǎng)期處于單性條件下,雌性鯊魚就會(huì)產(chǎn)下未受精的胚胎,之后胚胎在雌性鯊魚的體內(nèi)成長(zhǎng),直到出生。出生的小鯊魚也是雌性,而且具有與媽媽一樣的基因。鯊魚家族中,孤雌生殖并不是窄頭雙髻鯊特有的,像條紋斑竹鯊、黑邊鰭真鯊、豹紋鯊等都具有單性生殖的能力。
曾幾何時(shí),紅彤彤的麻辣小龍蝦已經(jīng)成了風(fēng)靡大江南北的名菜。除了是人們口中的美味,小龍蝦還憑借著胖胖的外形成為魚缸中的寵物。2003年,一家德國(guó)水族館的工作人員驚奇地發(fā)現(xiàn),它們飼養(yǎng)的一只雌性小龍蝦產(chǎn)卵了,而這只小龍蝦之前并沒(méi)有跟任何異性有接觸。聽(tīng)聞這一消息后,柏林洪堡大學(xué)的科學(xué)家也在實(shí)驗(yàn)室中單獨(dú)飼養(yǎng)了一只雌性小龍蝦。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,這只雌性小龍蝦竟然也開(kāi)始產(chǎn)卵了??茖W(xué)家對(duì)這只小龍蝦進(jìn)行研究,排除了其屬于雌雄同體的可能性,確定這是小龍蝦的單性繁殖行為。
看來(lái)在只有雌性的情況下,小龍蝦會(huì)出現(xiàn)孤雌生殖的現(xiàn)象,它們會(huì)將自己的基因全部遺傳給后代。對(duì)于小龍蝦愛(ài)好者們來(lái)說(shuō)這肯定是個(gè)好消息,因?yàn)椤按禾臁蹦沭B(yǎng)上一只雌性小龍蝦,“秋天”就能收獲很多很多雌性小龍蝦了!
在動(dòng)物界,單性生殖通常存在于低等動(dòng)物中,不過(guò)也有例外,這就是圣誕節(jié)大菜——火雞。在飼養(yǎng)火雞的過(guò)程中,人們偶爾發(fā)現(xiàn)有的雌性火雞在未受精的情況下產(chǎn)的卵也能夠孵出健康的小雞。一般來(lái)說(shuō),雌性火雞通過(guò)單性生殖生下的小雞也是雌性的,不過(guò)偶爾也有雄性。到目前為止,火雞是已知的唯一具有單性生殖現(xiàn)象的鳥類,而哺乳動(dòng)物中還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有單性生殖的物種。
借精生子,狡猾的單親媽媽
細(xì)長(zhǎng)彎曲覆蓋鱗片的身體,長(zhǎng)有毒牙吐著長(zhǎng)舌頭的嘴巴是蛇的基本特征。每到繁殖季節(jié),大蛇小蛇都會(huì)聚集到一起,它們相互纏繞,完成受精的過(guò)程。不過(guò)在許多動(dòng)物園中,長(zhǎng)期被單獨(dú)囚禁的雌蛇都有產(chǎn)蛋的情況發(fā)生,科學(xué)家開(kāi)始考慮蛇類的這種孤雌生殖現(xiàn)象是不是僅存在于人工飼養(yǎng)的條件下。
為了證明這一點(diǎn),科學(xué)家到野外抓了幾條已經(jīng)懷孕的雌性銅頭蛇和棉口蛇。等到它們產(chǎn)卵并孵化出小蛇后,科學(xué)家記錄了小蛇的基因和身體特征,然后與它們的媽媽進(jìn)行對(duì)比,結(jié)論是每22條銅頭蛇和每37條棉口蛇中就有一條是單性生殖,這種比例已經(jīng)非常高了。
在野生環(huán)境中,雄蛇是很常見(jiàn)的,那么為什么還會(huì)有雌蛇放著近在眼前的雄性不找而選擇自力更生呢?研究表明,采用單性生殖的雌蛇體型往往偏小,它們很容易被雄蛇忽略,因此只能靠自己繁殖下一代了。原來(lái)雌蛇采用單性生殖是一種無(wú)奈,在看身段的蛇類世界中,矮矬胖的雌蛇真的是傷不起啊。
能夠帶著房子旅行真的是人人羨慕嫉妒恨的本事,蝸牛就做到了這一點(diǎn)。雖然很多蝸牛都是雌雄同體的,但是它們卻無(wú)法像那些具有孤雌生殖能力的動(dòng)物一樣獨(dú)立生殖,這些背著硬殼的軟體動(dòng)物采用互換精子的辦法繁衍下一代。當(dāng)兩只蝸牛見(jiàn)面后,它們會(huì)黏在一起進(jìn)行交配并互換精子。交配結(jié)束后,蝸牛并不會(huì)馬上使用精子而是將它們儲(chǔ)存起來(lái),有時(shí)候儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)達(dá)好幾個(gè)月,直到它們覺(jué)得時(shí)機(jī)成熟。與蝸牛具有相似繁殖方式的還有蚯蚓,它們也是雌雄同體,通過(guò)互換精子為自己體內(nèi)的卵受精。
生活在美國(guó)和加拿大的藍(lán)點(diǎn)鈍口螈是一種身上長(zhǎng)滿藍(lán)色斑點(diǎn)的小型蠑螈,它們同樣也生活在只有雌性的世界里。與那些孤雌生殖的動(dòng)物不同,藍(lán)點(diǎn)鈍口螈要想產(chǎn)卵必須要有精子“激活”,但是世界上又不存在雄性藍(lán)點(diǎn)鈍口螈,這該怎么辦呢?藍(lán)點(diǎn)鈍口螈想到的辦法是“借種”,它們會(huì)與其他種類的蠑螈交配,然后產(chǎn)卵,不過(guò)這些卵中沒(méi)有任何雄性蠑螈的基因。利用別人的精子喚醒自己的卵子,藍(lán)點(diǎn)鈍口螈真的是既聰明又狡猾。