科学家们首次使用基因工程技术在通常需要雄性伴侣才能繁殖的雌性动物身上触发了“处女分娩”。
此前，科学家们已经通过在实验室培养皿中修改卵细胞，而非赋予雌性动物处女分娩（也称为孤雌生殖）的能力，制造出了幼鼠和青蛙。
研究合作者、英国剑桥大学的发育生物学家 Alexis Sperling 表示，早期的研究已经确定了孤雌生殖的候选基因。但她说，她的团队不仅查明了这些基因，还通过在另一种物种中激活它们，证实了它们的功能。
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无需雄性
在哺乳动物中，后代是通过雄性的精子与雌性的卵子结合产生的。但许多昆虫和蜥蜴以及其他动物物种也进化出了孤雌生殖，这是一种无需雄性基因贡献的性行为替代方案。
为了确定孤雌生殖的潜在基因，Sperling 和她的同事对两种果蝇Drosophila mercatorum的基因组进行了测序：一种通过有性繁殖，另一种通过孤雌生殖。然后，研究人员比较了具有孤雌生殖能力的果蝇的卵子与仅具有有性生殖能力的果蝇的卵子中的基因活动，以确定在一种过程中起作用而在另一种过程中不起作用的基因。
通过比较，作者们确定了 44 个可能与孤雌生殖有关的基因。研究人员改变了通常不能进行无性繁殖的果蝇Drosophila melanogaster中的等效基因。
在改变了各种基因组合后，科学家们找到了一个组合，该组合在大约 11% 的雌性果蝇中诱导了孤雌生殖。这些基因工程果蝇的一些后代也具有孤雌生殖能力。
尽管孤雌生殖果蝇只从母亲那里获得了基因，但它们并不总是其亲本的克隆体。有些果蝇有三组染色体，而通过孤雌生殖繁殖的母亲产下的卵子通常只有两组。
比性行为更简单
“孤雌生殖是最有效的繁殖方式。在动物中，进行性行为非常复杂，”瑞士洛桑大学的进化生物学家 Tanja Schwander 说，她研究了竹节虫的孤雌生殖。她说，研究孤雌生殖有助于生物学家了解与有性生殖相关的益处和权衡。
台湾台北国立台湾大学的进化生物学家丁照棣表示，这项新工作也可能有助于生物学家了解孤雌生殖本身的进化。她希望确定其他种类的果蝇是否具有与D. mercatorum中相似的孤雌生殖基因；这可能有助于她拼凑出这种行为是如何进化而来的。
Sperling 指出，一些农业害虫利用孤雌生殖快速繁殖，从而增强了它们破坏农作物的能力。例如，在英国，一种蛾子由于广泛使用破坏雄蛾繁殖的杀虫剂而转向孤雌生殖。Sperling 说，现在这种蛾子已成为主要的害虫。她希望研究哪些政策和害虫管理策略可能会引发害虫依赖孤雌生殖——这些知识可能有助于控制害虫。
本文经许可转载，并于 2023 年 7 月 28 日首次发表。