科学家在确定了雌性果蝇的遗传原因后,对其进行了“处女生育”。
像大多数动物一样,水果薯条是有性繁殖的——卵子与精子受精。
剑桥大学的研究人员发现,当雌性在没有雄性的情况下繁殖时,基因是开启或关闭的。
看到一只处女苍蝇产生一个能够发育到成年的胚胎,然后重复这个过程,这是非常令人兴奋的
然后,研究小组改变了另一种雌性果蝇的基因,使其能够在没有父亲的情况下产生后代。
剑桥大学的研究人员亚历克西斯·斯珀林博士说:“我们是第一个证明你可以在动物身上设计处女生育的人——看到一只处女苍蝇产生一个能够发育到成年的胚胎,然后重复这个过程,这是非常令人兴奋的。”
处女生殖也被称为兼性孤雌生殖,在鸟类、鱼类、蜥蜴和蛇等物种中都有记录,最近在鳄鱼中也有记录。
这是一个卵子在没有精子受精的情况下发育成胚胎的过程。
处女生育的后代并不是与母亲完全克隆,但在基因上非常相似。他们也总是女性。
人们认为,对于生活在孤立和濒临灭绝的物种来说,处女生育可能是一种生存策略。
在这项研究中,研究人员对两种果蝇进行了基因组测序,这是一种用于确定生物体整个基因组成的方法。
第一种与雄性繁殖,而第二种只能通过处女生育后代。
通过这种方法,研究人员确定了与处女生育有关的基因。
研究小组随后改变了另一种果蝇——黑腹果蝇的基因,目的是诱导处女生育。
斯珀林博士说,雌性果蝇“花了一半的时间——大约40天——等待找到雄性果蝇,但后来放弃了,继续进行处女生育”。
研究人员还发现,只有在没有雄性的情况下,具有单性生殖能力的第二代雌性果蝇中,有2%的雌性果蝇会产生后代。
当有雄性苍蝇时,这些苍蝇交配繁殖。
斯珀林博士说,她希望最终能研究为什么昆虫中的处女生育可能变得越来越普遍,特别是在害虫物种中。
她说:“如果在害虫中继续存在处女生育的选择压力,这似乎是存在的,它最终将导致它们只以这种方式繁殖。”
“这可能成为农业的一个真正问题,因为雌性只繁殖雌性,所以它们的传播能力会加倍。”
这项研究涉及22万只未交配的果蝇,耗时6年完成,发表在《当代生物学》杂志上。
伦敦帝国理工学院代谢、消化与生殖系调控基因组学与代谢疾病研究助理汉娜·莫德博士说,对于那些想知道人类是否也会发生同样情况的人来说,答案是不太可能。
她补充说:“我们的多样性保护了我们:拥有两份DNA拷贝不仅为有害的DNA变异(在每个人身上都有)提供了备份,而且对于所谓的印迹区域是必要的,这些区域是来自母亲或父亲的DNA拷贝的特别活跃的。”
“尽管如此,这项令人兴奋的研究进一步加深了我们对动物王国繁殖的理解。”