[科普中國]-單次生殖

只產(chǎn)生雄性后代(“產(chǎn)雄單性生殖”)或雌性后代(“產(chǎn)雌單性生殖”)的生殖。即有性生殖中的雌配子(卵子)不經(jīng)受精便獨(dú)自發(fā)育成新一代個(gè)體。也稱孤雌生殖或單性生殖。是一種普遍存在于一些較原始動(dòng)物種類身上的生殖現(xiàn)象。

概述單次生殖亦稱單性發(fā)生或孤雌生殖。其原來的含意是雌性、雄性沒有關(guān)系，而是單獨(dú)地能產(chǎn)生新個(gè)體的一種生殖方法。此時(shí)，新個(gè)體是起源于生殖細(xì)胞的卵子，不經(jīng)受精而單獨(dú)產(chǎn)生的，在這一點(diǎn)上和無性生殖是不同的，它是屬于有性生殖。1

簡單來說就是生物不需要雄性個(gè)體，單獨(dú)的雌性也可以通過復(fù)制自身的DNA進(jìn)行繁殖。

生殖起源美國肯塔基大學(xué)生殖生物學(xué)博士后劉璟表示，首先應(yīng)當(dāng)問“為什么有有性生殖”？她說，單細(xì)胞生物，比如細(xì)菌，是采用簡單的分裂方式繁殖的，它們絲毫不知道“兩性”的存在。低等生物比如水螅，可以通過“出芽”產(chǎn)生新的個(gè)體。這類無性生殖的方式多快好省，就好比人多長出一個(gè)手指來，然后手指自己掉下來，長成了一個(gè)小人兒，完全省去了“搞對(duì)象”的麻煩。那么，為什么有性生殖會(huì)在演化中出現(xiàn)，并且成為演化的主流呢？

劉璟表示，大多數(shù)理論認(rèn)為有性生殖能產(chǎn)生更多的基因組合，增加適應(yīng)性演化的幾率，防止有害突變的積累。也就是說，有性生殖產(chǎn)生的多樣化的基因組合后代，其中一些后代能適應(yīng)環(huán)境變化而生存下來；如果是無性生殖，后代基因總是一成不變，當(dāng)環(huán)境發(fā)生改變時(shí)，所有后代可能都無法適應(yīng)新環(huán)境。

最早的有性生殖的產(chǎn)生可能是因?yàn)橛行┘?xì)菌會(huì)融合在一起，然后再進(jìn)行分裂。后來出現(xiàn)了兩個(gè)生物個(gè)體各出一個(gè)“配子”，然后配子結(jié)合形成新的生命。在二者的博弈中，生物形成了兩種完全不同的策略：一類生物提供具有極少營養(yǎng)物質(zhì)的配子，也就是精子，可以支持“廣種薄收”；另一類生物提供具有大量營養(yǎng)物質(zhì)的配子，也就是卵子，保證“成功率”。雄性和雌性的差別由此產(chǎn)生。

事實(shí)上，人們對(duì)有性生殖是如何起源知之甚少，從細(xì)胞遺傳學(xué)的角度，人們提出了共生起源學(xué)說、細(xì)胞分裂誤記說和DNA糾錯(cuò)說等。有學(xué)者認(rèn)為，在很多動(dòng)植物中，“性”往往與休眠現(xiàn)象聯(lián)系在一起，產(chǎn)生后壁孢子、種子或休眠卵，即休眠起源說，但分子機(jī)制有待進(jìn)一步揭示。2

生殖類型（一）偶發(fā)性單次生殖 (sporadic parthenogenesis)：偶發(fā)性單次生殖是指某些昆蟲在正常情況下行兩性生殖，但雌成蟲偶爾產(chǎn)出的未受精卵也能發(fā)育成新個(gè)體的現(xiàn)象。常見的如家蠶、一些毒蛾和枯葉蛾等。

（二）經(jīng)常性單次生殖 (constant parthenogenesis)：經(jīng)常性單次生殖也稱永久性單次生殖。這種生殖方式在某些昆蟲中經(jīng)常出現(xiàn)，而被視為正常的生殖現(xiàn)象?？煞譃閮煞N情況 ：

1、在膜翅目的蜜蜂和小蜂總科的-些種類中，雌成蟲產(chǎn)下的卵有受精卵和未受精卵兩種，前者發(fā)育成雌蟲，后者發(fā)育成雄蟲。

2、有的昆蟲在自然情況下，雄蟲極少，甚至尚未發(fā)現(xiàn)雄蟲，幾乎或完全行單次生殖，如一些竹節(jié)蟲、粉虱、蚧、薊馬等。

（三）周期性單次生殖(cyclical parthenogenesis)：周期性單次生殖也稱循環(huán)性單次生殖。昆蟲通常在進(jìn)行1次或多次單次生殖后，再進(jìn)行1次兩性生殖。這種以兩性生殖與單次生殖交替的方式繁殖后代的現(xiàn)象，又稱為異態(tài)交替(heterogeny)或世代交替(alternation of generations)。如棉蚜從春季到秋末，進(jìn)行單次生殖10一20余代，到秋末冬初則出現(xiàn)雌、雄兩性個(gè)體，并交配產(chǎn)卵越冬。

生殖方式（一）均等分裂型單次生殖：即卵原細(xì)胞正常進(jìn)行減數(shù)分裂，產(chǎn)生3個(gè)極體和1個(gè)卵細(xì)胞，其中卵細(xì)胞獨(dú)立發(fā)育為后代個(gè)體的現(xiàn)象。（后代為單倍體）

（二）卵核與極體融合型單次生殖：即卵原細(xì)胞正常進(jìn)行減數(shù)分裂，產(chǎn)生3個(gè)極體和1個(gè)卵細(xì)胞，其中卵細(xì)胞與任意極體隨機(jī)結(jié)合，形成“極體-卵細(xì)胞-受精卵”，并由此細(xì)胞發(fā)育成后代個(gè)體的現(xiàn)象（后代為2倍體）。

（三）分裂核融合型單次生殖：卵原細(xì)胞在進(jìn)行減數(shù)第一次分裂時(shí)正常分裂，但不進(jìn)行減數(shù)第二次分裂，最終形成了1個(gè)極體和一個(gè)“雙套卵”（diploid），由于它攜帶有母體的全套遺傳物質(zhì)，自然可以獨(dú)立地發(fā)育為后代個(gè)體（后代為2倍體）。在一些偶發(fā)實(shí)例中，有的卵細(xì)胞形成后，因某種原因自然加倍，可以獨(dú)立發(fā)育為后代個(gè)體（后代也是2倍體），也算作這種情況。

（四）極體融合型單次生殖：即卵原細(xì)胞正常進(jìn)行減數(shù)分裂，產(chǎn)生3個(gè)極體和1個(gè)卵細(xì)胞，但任意兩個(gè)極體間發(fā)生了融合，形成了“極體-極體”融合細(xì)胞，由于此細(xì)胞也攜帶有母體全套遺傳物質(zhì)，也可以獨(dú)立發(fā)育為后代個(gè)體（后代是2倍體）。

以上四種情況在 蛾、蝶 中均有發(fā)現(xiàn)。

相關(guān)區(qū)別1.區(qū)別于無性生殖，是由生殖細(xì)胞而非體細(xì)胞完成的繁殖現(xiàn)象。

2.產(chǎn)生的個(gè)體多數(shù)為單倍體，或者是進(jìn)行重組之后的2倍體，而非無性生殖產(chǎn)生的和母體遺傳物質(zhì)完全相同的個(gè)體，所以通常把孤雌生殖歸類于有性生殖，而非無性生殖。

優(yōu)劣有性生殖顯然大有好處，但是也有很多問題。

首先，有性生殖要耗費(fèi)大量的能量。添加性交本身就已經(jīng)比分裂生殖更麻煩了，更何況還要“尋找配偶”。如果同種生物的密度大還好說，像駝背鯨那樣幾百公里不見一頭的生物就麻煩了。所以座頭鯨一直“唱歌”以求知己。如果只是耗費(fèi)能量還好，這個(gè)過程還很危險(xiǎn)，因?yàn)椴坏閭H能收到你的信號(hào)，捕食者也可以。無論是鳥鳴、蛙叫還是蟬噪，小動(dòng)物們都懷著對(duì)云雨之歡的向往一展歌喉，可招來的往往是野貓和獵隼。

尋找異性已經(jīng)夠麻煩，跟同性競爭更耗費(fèi)能量。無論是羚羊的鐵頭對(duì)攻還是松雞賽羽，都只為取得一個(gè)延續(xù)后代的機(jī)會(huì)。如果這種求偶競爭最終演化出累贅的身體器官，比如愛爾蘭麋過分臃腫的大角或者孔雀的長尾羽，那么這類生物本身都要受到被捕殺的威脅。

對(duì)于社會(huì)性生物來說，有性生殖嚴(yán)重威脅“安定團(tuán)結(jié)”。人類中不斷發(fā)生的情感糾紛就不用說了，就連看起來“安分守己”的工蜂和工蟻都有可能為了自己能夠繁殖對(duì)女王造成威脅，揭竿而起。還有一點(diǎn)，大家可能沒有注意到，有性生殖產(chǎn)出的子女再親，也只有自己的一半基因，哪有“克隆”和自己那么相像？

大自然中的生物中存在著巨大的“退化驅(qū)動(dòng)力”，簡單地說，只要環(huán)境允許，能簡單就簡單，能懶就懶。如果身處沒有地面天敵的環(huán)境，鳥類就會(huì)放棄飛行的能力。同樣，很多生境中的動(dòng)物都會(huì)退回“不用交配就能生育”的狀態(tài)，也就是“單次生殖”。比如母蚜蟲，如果食物充足，它會(huì)抓緊時(shí)間進(jìn)行單次生殖，能繁殖幾代就繁殖幾代，到秋末冬初時(shí)才會(huì)產(chǎn)生雌、雄兩性個(gè)體，兩者交配產(chǎn)卵越冬。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

張勇 - 副教授 - 西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院