物种日历
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明明有配偶,却选择单性生殖?科学家解开加州秃鹫的身世秘密

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最近,在完善加州兀鹫的族谱时,一个尘封十年的惊天大秘密被揭开了。

这个秘密关乎两只兀鹫的身世——当科学家们想确定它们的爹妈是谁时,搜遍了所有成年兀鹫,却发现没有一个是它们的亲爸……这两个小家伙,究竟是怎么来的?

没有爸爸的兀鹫

加州兀鹫(Gymnogyps californianu)是北美地区体型最庞大的鸟类之一,大约1万年前就已经遍布这片大陆。加州兀鹫长到6~7岁时才达到性成熟,找到伴侣后就会成为终身夫妻,一起筑巢和抚养孩子。

在此之前,研究人员已经收集了每一只加州兀鹫的DNA数据,可以给每个个体做亲子鉴定。“找不到爹”的这两只兀鹫分别出生于2001年和2009年,此前已经死亡了。科学家对它们的标本进行基因测序,将它们的基因和已经记录在案的所有个体的数据进行比对。

然而,检测结果是谁也没想到的——研究人员只找到了与它们基因相匹配的雌鸟,而搜遍了整个种群的基因库,他们都没找到符合基因数据的鸟爸爸。

面对这一前所未有的结果,研究人员也感到摸不着头脑——难道是基因测试出了错?

他们连忙重做了一次检测,可结果仍然是一样的,这两只兀鹫的基因对不上任何一只成年雄性兀鹫的数据。科学家们的脑海里闪过了一个大胆的想法——莫非它们本来就没有爸爸,是通过兀鹫妈妈的单性繁殖诞生的?

这下一切都能说得通了。

明明有配偶,却选择单性生殖

单性生殖也称为孤雌生殖,卵细胞不经过受精就能产生新的个体。也就是说,这个后代完全是鸟妈妈独立产生的,不需要父亲的参与,鸟宝宝的基因也和妈妈对应,并没有生物学意义上的父亲。

在兀鹫中,孤雌生殖产生的鸟宝宝只可能是雄性的。兀鹫的性染色体构成和人类不同——在人类中,女性的性染色体构成是XX,男性则是XY;但在兀鹫中,雌性的性染色体是ZW,雄性是ZZ。当兀鹫妈妈的卵细胞自我复制产生后代时,只会出现ZZ和WW的胚胎。WW的胚胎活不下来,那么只剩下染色体为ZZ的雄性鸟宝宝了。

可惜的是,这两只孤雌生殖产生的雄性兀鹫寿命并不长,分别只活了2岁和8岁。和有性生殖产生的兀鹫相比,它们的身体也更虚弱,没能留下自己的后代就去世了。

在加州兀鹫中,这是人们发现的头一例单性生殖。但在其他鸟类物种、蜥蜴、蛇和鲨鱼等动物中,这种现象并不罕见。2007年,在迪拜的一家酒店,工作人员曾发现一条雌性大尾虎鲛鲨鱼(Stegostoma fasciatum)生下了小鲨鱼,但它此前并没有见过任何雄性鲨鱼。同一年,在英国切斯特动物园,未曾交配的雌性科莫多巨蜥(Varanus komodoensis)也独自生下了孩子。

有性生殖是动物的主要繁殖方式,单性生殖一般发生在雄性个数极少或整个种群数目危在旦夕之时,可以说是一个物种拯救自己的最后一搏。这两位鸟妈妈的情况却并非如此,它们经验丰富,一位生过11个鸟宝宝,另一位生育过23次,而且都是有性繁殖,其中一位鸟妈妈还拥有一个共同生活20多年的配偶。

明明有稳定配偶,还选择单性生殖——鸟妈妈到底怎么想的,这事连科学家都没想明白。(不过,既然有配偶,是不是可以骗他孵蛋啊......)

经历九死一生,终于重归家园

研究人员之所以能为每一只加州兀鹫做亲子鉴定,是因为在几十年前,只差一点,这个物种就会成为永远逝去的历史。

加州兀鹫的生育率很低。每年的2~3月,每对兀鹫夫妻会产下一枚蛋,一起将它孵化,并且花费大量的心血养育这唯一的孩子。如果遇到什么意外,蛋丢失了,它们就只好开启备份计划——练一个新号生一个新蛋。鸟宝宝会和爸爸妈妈一起生活到2岁左右再离开家,到了那时,鸟夫妇才会计划再要个孩子。

如此严格的交配习性,自然导致了加州兀鹫的低生育率;加上非法狩猎、农药和栖息地的破坏,兀鹫的数量一减再减。1930年左右,野外只有大约100只兀鹫了,但是人类还未采取挽救措施。50多年后,全球只剩9只野生个体,灭绝的宣告似乎已在耳边,人们再也无法无视它们沉默的呼救。

直到这时,加州政府才紧急制定了一个兀鹫拯救计划,在圣迭戈野生动物园建造了一个人工繁殖中心,将仅剩的野外个体全部捕获,对共计27只兀鹫进行人工培育。

为了让加州兀鹫多生孩子,避免在灭绝边缘来回横跳,科学家们伤透了脑筋。好在它们有“号丢了再练一个”的习性,在它们的繁殖季,研究者们偷走第一个蛋进行人工孵化,鸟夫妇不得不生二胎。这么一来,生育率就提高了。

在科学家们的悉心呵护下,到了1992年,兀鹫的数量逐渐上升到了52只。野外放归计划也开始了,人工繁殖的小兀鹫被定期放回它们真正的家园。2020年,加州兀鹫的数量已经有504只了,其中329只生活在野外,它们都是最初的27只兀鹫的后代。比起其他鸟类,它们的数量仍然不多,但幸而逃脱了灭绝的命运。

在过去的30年里,科学家们将每一只加州兀鹫的DNA数据记录在案。对于每一只新出生的小兀鹫,他们都能够通过分析DNA,确定它的爸爸妈妈。有了族谱,人工繁殖时就可以避免近亲交配了——近亲交配产生的后代容易患上萎缩症,未出世就胎死蛋中。

在这次研究中,科学家们原本不过例行公事,想要确认两只兀鹫的父母,没想到发现了如此罕见的孤雌生殖现象,真属于捞虾的碰上条大鱼——意外之喜。不过,这个发现全靠加州兀鹫完善的基因库,换成别的物种,这个身世之谜可能就永远无法揭开了。这让人不禁想到,在自然界中,孤雌生殖是不是比大家想象的更常见?又是什么理由,会让鸟妈妈在有伴侣的情况下选择独自产生后代呢?

在研究这些新问题的同时,保护加州兀鹫的行动也将继续,总有一天,它们巨大的羽翼将会再次遍布美洲大陆的上空。

参考文献

[1]Critically endangered condor chicks are species' 1st known 'virgin births' | Live Science

[2]https://www.nytimes.com/2021/10/30/science/san-diego-zoo-condor-virgin-births.html

[3]California condors: Virgin births discovered in critically endangered birds - BBC News

[4]https://www.allaboutbirds.org/cams/california-condor/

[5]晓抒. 濒危珍鸟——加州秃鹰[J]. 人与自然, 2004(3):2.

[6]The Zebra Sharks of Burj Al Arab - YouTube

Virgin Birth Expected at Christmas—By Komodo Dragon (nationalgeographic.com)

Clone alone: Who needs sex? | New Scientists

作者:岸边的白鹳

编辑:麦麦

来源:物种日历

评论
科普5d6331d63215f剑
学士级
在人类面前,所有物种都显得脆弱,保护兀鹫,保护野生动物刻不容缓!
01.14
中国福
太傅级
保护好加州兀鹫,让它们巨大的羽翼遍布美洲大陆的上空。
01.14
无限探索者
少傅级
科学家们原本是想要确认两只兀鹫的父母,却发现了如此罕见的孤雌生殖现象,真是捞虾的碰上条大鱼,意外之喜。
01.14