开启有性繁殖物种“处女生殖”的先锋

　　科学家们首次确定了处女生育的遗传原因，一旦开启，这种能力就会代代相传。

　　

科学家们首次成功地在一种通常有性繁殖的动物——黑腹果蝇——身上实现了单性生殖。一旦这种果蝇被诱导，这种能力就会代代相传:如果周围有雄性，它的后代可以有性繁殖，如果周围没有雄性，它可以通过处女生殖。

对大多数动物来说，繁殖是有性的——雌性的卵子与雄性的精子受精。处女生殖，或“孤雌生殖”，是指卵子在没有精子受精的情况下发育成胚胎的过程——不需要雄性。处女生育的后代并不完全是母亲的克隆体，但在基因上非常相似，而且总是女性。

剑桥大学研究员、该论文的第一作者Alexis Sperling博士说:“我们是第一个证明你可以在动物身上进行处女生育的人——看到一只处女果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。在我们的基因改造果蝇中，雌性果蝇等待找到雄性果蝇的时间有一半——大约40天——但后来放弃了，继续进行处女生育。”

在实验中，只有1-2%具有单性生殖能力的第二代雌性果蝇产生了后代，而且这种情况只发生在没有雄性果蝇的情况下。当有雄性时，雌性以正常的方式交配和繁殖。

转向处女生育可能是一种生存策略:一次性的处女生育有助于物种的延续。这项研究发表在今天的《Current Biology》杂志上。

为了获得他们的结果，研究人员首先对另一种果蝇的两株基因组进行了测序，这种果蝇被称为黄斑果蝇(Drosophila mercatorum)。一种需要雄性繁殖，另一种只需要处女生育。他们确定了果蝇在没有父亲的情况下繁殖时，哪些基因是开启的，哪些是关闭的。

研究人员在红腹果蝇中发现了与单性生殖能力相关的候选基因，然后改变了他们认为是模型果蝇——黑腹果蝇——的相应基因。这招奏效了:黑腹果蝇突然获得了处女生育的能力。

这项研究涉及22万只未交配的果蝇，耗时6年完成。

这一发现的关键在于，这项研究是在黑腹果蝇身上完成的——研究人员说，在任何其他动物身上都是非常困难的。100多年来，这种果蝇一直是遗传学研究的“模式生物”，人们对它的基因非常了解。

Sperling在遗传学系进行了这项研究，最近他搬到了剑桥作物科学中心，研究作物害虫，并希望最终能研究为什么昆虫的处女生育可能变得越来越普遍，特别是在害虫物种中。

“如果在害虫中继续存在单性生殖的选择压力，这似乎是存在的，它最终将导致它们只以这种方式繁殖。这可能会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。”

一些产卵动物的雌性——包括鸟类、蜥蜴和蛇——可以在没有雄性的情况下自然地改变生育方式。但是，在正常有性繁殖的动物中，处女生育是罕见的，通常只在动物园的动物中观察到，而且通常发生在雌性被隔离很长一段时间并且几乎没有希望找到配偶的情况下。

A genetic basis for facultative parthenogenesis in Drosophila