无父雏鸡的“处女出生”可以营救濒临灭绝的秃鹰吗?

处女出生 – 涉及未剥皮卵的发展 – 使人类偏爱人类。尽管在哺乳动物中不可能发生,但在其他动物中似乎确实有可能

处女出生 – 涉及未剥皮卵的发展 – 使人类偏爱人类。尽管在哺乳动物中不可能发生,但在其他具有骨架(脊椎动物)的动物(例如鸟类和蜥蜴)中,它似乎确实可能发生。

来自美国圣地亚哥动物园的研究人员最近的一篇论文报告说,在一项计划中提出的两只无父雄性小鸡,以拯救加利福尼亚的秃鹰免于灭绝。该物种可以由一个幸存的女性恢复吗?

在所有脊椎动物中,有性繁殖都是基本的。通常,它需要女性的卵才能被男性的精子施肥,因此每个父母都会贡献一个基因组的副本。

违反了这一规则,至于无父的秃鹰小鸡,向我们讲述了为什么有性繁殖是这样一个好的生物学策略,以及在包括人类在内的所有动物中的性行为如何工作。

如何确定无父的小鸡

宏伟的加利福尼亚秃鹰是一种秃鹰,是北美最大的飞鸟。 1982年,该物种下降了22个人,引发了由圣地亚哥动物园领导的雄心勃勃的圈养育种计划,该计划已经开始增长。

由于鸟类如此少,小组必须小心不要选择与亲密关系密切相关的父母,因为缺乏遗传变异会产生较少的剧烈后代,并使滑梯灭绝。

研究人员使用特定于秃鹰的DNA标记对鸟类进行了详细的遗传研究,以避免这种情况,这些标记在单个鸟类之间有所不同。他们在30年内从近1,000只鸟类收集了羽毛,血液和蛋壳。

通过分析这些数据,他们建立了父母,确认每只小鸡的DNA标记一半来自雌性,一半来自男性,正如您所期望的那样。他们继续遵循殖民地中数百只俘虏的鸡的命运,并将它们释放到野外。但是,正如最近的论文所详述的那样,两只雄性小鸡有一些不寻常的东西。这些小鸡除了不同女性下卵子的鸡蛋外,还孵化了几年,它的DNA标记都来自女性父母。她与她配对的男性没有痕迹。

处女出生

未剥皮的卵的发展称为“孤雌生成”(来自希腊语的字面意思是“处女创造”)。它在昆虫和其他无脊椎动物(如蚜虫和海星)中非常普遍,可以通过几种不同的机制来完成。但这在脊椎动物中非常罕见。

有报道说,没有雄性的鱼类和爬行动物中的孤雌生成。在田纳西州,一只孤独的女性科莫多龙被囚禁多年,放弃了寻找伴侣,并独自产生了三个可行的后代。雌性蟒蛇和蟒蛇也是如此,尽管这些孤鼻原的后代都早就死了。

然而,一些蜥蜴采用了孤雌生成作为一种生活方式。在澳大利亚和美国,有一些仅女性的物种,其中女性只携带自己基因的组合。

在没有雄性的情况下,饲养的鸡和火鸡也发生了孤雌生殖,但胚胎通常会死亡。只有少数报道说,无父的雄性火鸡成年,只有一两个产生了精子。

它是怎么发生的?

在鸟类中,骨phen菌总是由带有基因组副本(单倍体)的卵细胞引起的。鸡蛋是在女性的卵巢中由一种称为减数分裂的特殊细胞分裂制成的,该细胞分裂将基因组洗牌并将染色体数量减半。精子细胞是通过雄性睾丸中的相同过程制成的。通常,卵细胞和精子融合(受精),结合了父母双方的基因组并恢复常规(二倍体)染色体的数量。

但是在单性生成中,卵细胞没有受精。取而代之的是,它可以通过与同一分裂的另一个细胞(通常被抛弃)融合来实现二倍体状态,或者通过不划分细胞而复制其基因组。

因此,与其从母亲那里获得一个基因组,与父亲不同,而是由双剂量的母亲的基因的一部分。

无父鸟永远是男性

像其他鸟类一样,秃鹰决定了Z和W性染色体的性别。这些以与人XX(雌性)和XY(男性)系统相反的方式起作用,其中Y染色体上的Sry基因决定了男性。

但是,在鸟类中,雄性是ZZ,女性为ZW。性别取决于Z染色体上基因(DMRT1)的剂量。 ZZ组合具有DMRT1基因的两个副本,并成为雄性,而ZW组合只有一个副本,并制作了女性。

单倍体卵细胞从ZW母亲那里接收Z或W。因此,它们的二倍体衍生物将为ZZ(正常男性)或WW(死亡)。 WW胚胎无法发展的原因是因为W染色体几乎不包含任何基因,而Z染色体的900个基因对发育至关重要。

因此,无父的小鸡必须是ZZ男性,如观察到的。为什么处女出生失败

是否有可能通过孵化一只无父的雄性小鸡并与之繁殖来从孤独的女性幸存者中复活等濒临灭绝的鸟类?

好吧,还不是。事实证明,对骨蛋白(无父的动物)的表现不佳。这两个无父的秃鹰都没有产生自己的后代。一个人在达到性成熟之前就死了,另一个人是虚弱和顺从的 – 使其成为父亲的前景。

在鸡和火鸡中,孤雌生成会产生死亡的胚胎或弱孵化。即使是仅女性的蜥蜴物种,尽管它们看起来很健壮,但通常是最近两种物种混合的产物,这些物种混乱了减数分裂,没有其他选择。这些物种似乎不会持续很长时间。

为什么单对雌激素做得不好?答案是一个基本生物学问题的核心。那就是:我们为什么要做爱?您会认为,只要将母亲的基因组简单地传给她的克隆后代而又不必费心减数分裂,这将是更有效的。

变化是关键

但是有证据表明,完全由母亲的基因组成的基因组并不健康。遗传变异在个人及其物种的健康中至关重要。混合来自男性和女性父母的基因变体至关重要。

在具有两个亲本基因组的二倍体后代中,良好的变体可以覆盖突变体。仅从母亲那里继承基因的个体可能会有两个属于孕产妇突变基因的副本,这些基因削弱了它们 – 没有男性父母的健康版本来补偿。

变异还有助于保护人群免受致命病毒,细菌和寄生虫的影响。减数分裂和施肥提供了许多不同基因变异的重排,这可能会使病原体困惑。如果没有这种附加的保护,病原体可能会在一群克隆中运行AMOK,而遗传上相似的人群将不包含抵抗动物。因此,秃鹰女性在没有父亲的情况下孵化雏鸡的能力不太可能拯救该物种。从明亮的一面来看,人类的努力现在导致数百名女性和男性飞行了加利福尼亚的天空。

本文根据Creative Commons许可从对话中重新发布。阅读原始文章。

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