同性老鼠生出了鼠宝宝,人类离同性生殖还远吗?


同性老鼠生出了鼠宝宝,人类离同性生殖还远吗?



出品:科普中国
制作:苏澄宇
监制:中国科学院计算机网络信息中心
如果问你老鼠是如何生出小宝宝的?你肯定会说这还不简单,肯定和赵忠祥老师解说的《动物世界》一样:
“春天来了,万物复苏,
大草原又到了动物们交配的季节 。
雨季又过了,又到了交配的季节,
公老鼠趴在了母老鼠的身上,
发出了酣畅的声音!!!”

(图源:pixabay)
但最近的一篇发表在《细胞干细胞》(Cell stem cell)的论文可能要打脸了 。
来自中科院的研究人员利用干细胞和基因编辑手段,分别获得了仅由雌性及雄性亲本生育的小鼠 。

(图源:Leyun Wang)
虽然同性雄鼠的宝宝只存活了约48小时,但同性雌鼠生出的宝宝是完全健康的,不仅活到了成年期,后来还和另一只雄鼠交配生出了鼠宝宝 。
精卵结合生殖方式具有的优势
诚然,单性生殖(又称孤雌繁殖,它们生产的卵子不经过受精过程,也可以单独发育成后代)在大自然并不是一件稀罕事,比如之前传出的在欧洲可以自我复制的小龙虾就是如此 。 单性生殖一般发生在植物、无脊椎动物以及少部分脊椎动物身上 。
但对于哺乳动物来说,繁殖有着一套亘古不变的法则,必须是雌性的卵子和雄性的精子结合,没有任何一种哺乳动物可以依靠单一性别进行生存繁衍,哪怕是奇葩的卵生鸭嘴兽也是如此 。
从遗传学上来说,是“基因组印记”存在的缘故 。 20世纪80年代的实验表明,人类雄性和雌性的染色体是不对称的(XY和XX),这意味着你不能只使用两组雌性或雄性的DNA来产生新的个体 。

你的祖传染色体 (图源:Wikipedia)
不管来自父亲还是母亲那边的染色体,都包含有你正常生长的所有遗传信息,但是不同的基因会根据父母的性别而被限制表达,产生一种叫做“基因组印记”的东西 。

基因组印记 (图源:Learn Genetics @ Utah - University of Utah)
简单来说,来自母亲和父亲的染色体的DNA中都各自有不同的少数地方不能制造蛋白质 。 而这时,如果母亲提供的染色体无法制造出所需的蛋白质,便可依赖父亲所提供的染色体制造,反之亦然 。 所以,当染色体都是来自父亲或母亲的话,便会缺少某些蛋白质,而其中一些所缺失的蛋白质,正是胚胎发育所需要的 。 这种基因组印记的现象存在于所有哺乳类动物身上 。
从进化的角度来看,精子与卵子结合的生殖方式比起孤雌生殖有着显著的优势 。 一般认为单性生殖的这些生物已经进入了进化的尽头,因为它们也算某种程度上的“克隆体”,缺乏基因多样性可能最终难以演变成新物种而灭绝 。 而精子与卵子结合的这种有性生殖方式能产生更多的基因组合,增加适应性演化的几率,防止有害突变的积累 。
换句话说,有性生殖产生的多样化的基因组合后代,总会有一些后代能适应环境变化而生存下来 。

(图源:pixabay)
但要说明的是,科学家研究的虽然和前面说的孤雌生殖有着类似的地方,都是单一性别生殖,但孤雌生殖是同一个体生出来的,只有一个妈妈,而同性生殖是两个不同的同性个体生出来的,也就是有两个妈妈或者两个爸爸 。
所以,科学家现在做的研究并不是孤雌生殖的那种“克隆”,同性生殖生出的鼠宝宝依旧具备了有性生殖的杂种优势 。

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