率性而为,自然界中的孤雌生殖

电影《侏罗纪公园》中，有一个情节是公园里面全是雌性恐龙，而恐龙种群却生生不息。现实生活中，科摩多蜥和新墨西哥鞭尾蜥也可以在没有雄性蜥蜴的情况下繁衍后代，不过它们产出的后代却都是雄性，因为体内是两套相同的染色体。这种生殖方式就是孤雌生殖。

孤雌生殖是指，不需要雄性，雌性生物产生的后代就可以完全发育。水螅、线虫、一些昆虫、鱼类、爬行类和鸟类都可以通过孤雌生殖繁衍后代。孤雌生殖也广泛存在于植物中，科学家在自然界中发现过不少孤雌生殖繁殖出的植株。

动物中的孤雌生殖

与植物相比，人们对动物的性别认知更明确，所以人们最先注意到的是动物中的孤雌生殖。1745年，邦尼特首先在蚜虫中发现周期性的孤雌生殖现象。之后科学家发现，作为鱼类饵料的卤虫、水蚤可以产出成千上万的卵，本身即可发育成熟，并能进行新一轮的生殖周期。拟态的竹节虫找不到雄虫时，排出的卵块也可以自由孵化。受沃尔巴克氏体菌感染的赤眼蜂或白蚁，不与雄性即可产下带有细菌的雌性后代；在没有天敌的情况下，一只孤雌生殖的棉蚜，从6月中旬到11月中旬，能繁殖20代左右，大概共有6万亿只后代；在蜂群或蚁穴中，雄性个体都是孤雌生殖产生的。

而出人意料的是，高等动物中也存在着孤雌生殖。海洋中的锤头双髻鲨和豹纹鲨都可以进行孤雌生殖。而孤雌生殖的鞭尾蜥在美国新墨西哥州的沙漠中已经生活了几十万年。近年来，人们观察到鹌鹑、火鸡、来航鸡等鸟类也可以进行孤雌生殖。甚至兔子也有孤雌生殖的能力，产下的幼兔都是雌性。

孤雌生殖与植物育种

孤雌生殖在植物中也很常见，如黄瓜可以不经过传粉受精就能结果。1841年，史密斯发现山麻杆在无授粉的情况下产生了可育的种子，这标志着植物孤雌生殖现象的发现。至今人们已发现近80余种植物能够自然产生孤雌生殖的植株。

除了自然的孤雌生殖，还可以人工诱导进行孤雌生殖，常用的方法主要有花粉诱导法和药剂诱导法。人们在茄属、烟草属、月见草属等植物上，用这些办法获得了非常多的具优良性状的品系。借助化学药剂，人们在水稻、小麦、玉米、高粱、棉花、油菜等作物中也实现了改良。中科院遗传发育所自1973年率先在国内开展作物的孤雌生殖研究和育种实践，在小麦、水稻、玉米、马铃薯、棉花等作物中培育了很多新品种；不少已经在全国推广，产生了良好的经济和社会效益。

孤雌生殖的诀窍

有人认为，孤雌生殖虽然简单、高效，但是后代的基因变异极小，当生存环境改变时，后代可能因无法适应新环境而灭绝。而有性生殖却可以产生具有丰富变异的后代。在环境有所变化时，多样性的后代中只要有一小部分能够适应和生存下来，整个物种就不会灭绝。但现实要复杂的多，上文提到的新墨西哥鞭尾蜥在过去的数十万年中经历了冰期-间冰期循环往复的考验，生存环境变化不可谓不大，但是今天依然在苛刻的沙漠环境中生生不息。

研究表明，动物孤雌生殖的3种细胞遗传学机制依次是：源于单倍性卵细胞的孤雌生殖，未受精的卵融合发育为二倍体子代，经特殊减数分裂产生二倍体子代。这3种细胞遗传学机制中，后两种都可以像有性生殖一样，进行染色体的组合和重组，不能进行染色体的组合和重组的只有第一种。这或许解释了为什么孤雌生殖的后代也具有强大的环境适应力。

孤雌生殖机制上的突破，源于数十年来对遗传学特别是基因的研究。人们发现，诱导产生的小鼠孤雌胚胎只能存活至妊娠期的第10天，这主要是由于胎盘发育不全造成的。而正常发育小鼠，来自父源（）的基因功能与母源（卵细胞）的基因功能不同。母源基因功能主要促进胎儿生长和营养吸收；父源基因功能使胎盘发育完善。根据这项理论，通过对基因进行修饰，2004年东京农业大学宫本教授实验室产生了世界首例孤雌生殖哺乳动物（小鼠）。

地球可能变成"女儿国"吗

西游记第二十一回“女儿国唐三藏奇遇”中描述的女儿国，国中没有男子，女子想有孩子就饮子母河的水，就可如愿。人类可能孤雌生殖吗？

近年来，群体遗传学家研究指出，数百万年以来，人类男性Y染色体一直在丢失基因和退化，数万年后，男性将消失殆尽，倒真有“女儿国”的隐忧了。布莱恩・塞克斯的科幻小说《亚当的诅咒：一个没有男人的未来》也反映了这种隐忧。

其实，人类的未来远没有这么悲观。经过数千万年的演化，灵长类中源自X染色体的Y染色体才“丢盔弃甲”地演变成现在这种形状。不排除Y染色体会继续丢失个别基因，但Y染色体已趋于演化上的稳定状态，这与的特殊功能是一致的。也许，数万年后，科技发达，女性或可以靠孤雌生殖和克隆技术繁殖后代。借助孤雌生殖这个窗口，人类不仅可以窥探到大自然演化的奥妙，而且能够自信地走向未来！