研究人员发现,两只雌性加州神鹫在没有雄性的情况下繁殖出了后代,这种现象被称为孤雌生殖。
加州神鹫(Gymnogyps californianus)是最优秀的动物。它们是北美最大的鸟类,也是寿命最长的鸟类之一,同时也是最濒危的鸟类之一。
上周,圣地亚哥动物园的研究人员宣布,加州神鹫在另一方面也很特别。在最新一期《遗传学杂志》上发表的一项研究中披露了相关基因数据,证明动物园的两只近期过世的加州神鹫是通过单性生殖出生的。单性生殖是一种罕见的现象,也称孤雌生殖,在蜥蜴中更为常见,雌性蜥蜴可以在没有雄性配偶的帮助下独自繁殖;换句话说,加州神鹫卵在没有受精的情况下成长为雏鸟。这是该物种的首次发现,也是已知鸟类中出现这种现象的少数实例之一。
《遗传学杂志》封面
《遗传学杂志》上的论文原文
没有人在做神鹫单性生殖的研究。圣地亚哥动物园还有其他优先事项:恢复濒危物种。到1982年,偷猎、栖息地破坏和铅污染等危害导致神鹫数量跌至23只的历史低点。1987年,美国鱼类和野生动物服务局捕获了剩余的鸟类,并与包括圣地亚哥动物园在内的动物园合作,启动了一项密集的繁殖和重新引入计划。这项工作的一部分需要有选择性的配对神鹫, 防止它们近亲繁殖;饲养雏鸟;并且,当一切顺利时,将鸟类放归野外。赖德说,到2019年底,繁殖计划已经将神鹫的数量增加到525只:219只被圈养,其余的被放飞,在西南部自由飞翔。
保持神鹫种群的遗传健康对于保护该物种至关重要。动物园的主要任务之一是仔细追踪神鹫的家谱,以确保它们不会意外地近亲交配。为了做到这一点,他们建立了一个涉及整个物种遗传信息的庞大数据库,该数据库是从20世纪80年代中期以来的血液样本中生成的。赖德说:“我们掌握的关于神鹫的详细信息非比寻常。这是一个被高度监控的鸟类种群。”
这个数据库引导他们发现了这一独特的生殖能力。2013年,赖德的团队对整个物种进行了盘点。赖德说:“我们决定确认大约900只鸟类的所有遗传谱系关系。这时这两只鸟脱颖而出。它们明显不匹配。”这两只鸟都是雄性,分别在2001年和2009年出生。它们都在没有繁殖的情况下死亡;其中一只两岁后去世,另一只八岁时去世。两只都有母亲的遗传指纹,但与它们母亲的长期雄性伴侣并不匹配。并且,研究小组震惊地发现,它们也没有与任何其他现存的雄性神鹫相匹配。
他们推测,唯一的可能性是这些鸟是无性繁殖的。在这种情况下,神鹫完全是由它们的母亲创造的,没有父亲的帮助,一直被隐藏在动物园里。
单性生殖在鸟类中很少见,但确实发生过。第一次报告的实例发生在1924年的鸽子身上,此后又在另外几个物种中发现:鸡、鹌鹑、斑胸草雀和火鸡,都是受到人类严密监视和驯化的鸟类。这一发现为鸟类研究人员提供了一个有趣的理论猜想:“是否有其他鸟类偶尔也会单性繁殖雏鸟?”
密西西比州立大学研究鸟类单性繁殖的研究员雷斯玛·拉马钱德兰认为这是可能的。她指出,鸽子、斑胸草雀和鸡以及现在的神鹫来自不同的鸟类家族,这表明这种行为可能会更加普遍。她说:“对于为什么一个种群可能表现出单性繁殖,没有真正的答案,但我确信我们还缺少其他单性繁殖的例子。我认为有这种能力的鸟类比例会更高。”
拉马钱德兰说,这两只神鹫的单性繁殖现象尤其令人惊讶,因为单性生殖通常出现在无法找到配偶的鸟类身上。这两只雌神鹫都曾在其他场合多次成功地与指定的雄神鹫交配。其中一只与同一只雄性配对20年,通过通常的交配方式与雄性一起繁殖了23只雏鸟,并在2009年繁殖了她的孤雌生殖雏鸟后又正常繁殖了两次。那为什么要单性生殖呢?目前,没有办法知道。
摄影/Ken Bohn
在神鹫身上发现单性生殖也提出了一个问题,即这种现象在鸟类家谱中可以追溯到多远以前,也许可以追溯到恐龙家族——它们与爬行动物的共同祖先。在一些爬行动物中,孤雌生殖是一种公认的特征。这种被称为单性生殖生物的幼体构成了某些蜥蜴物种的大多数:新墨西哥州的鞭尾蜥和小型壁虎完全由雌性血统组成。在其他爬行动物中,如铜头蝰蛇和科莫多龙,这种情况只在特定个体中偶尔发生。
我们不知道,也可能永远不知道非鸟恐龙是否能够孤雌生殖,因为测试这种假说所需的遗传证据不能化石化。如果这种繁殖方式在活着的鸟类中普遍存在,这可能表明已灭绝的共同祖先中存在着单性生殖,一个可能在数千万年前进化的祖先。或者,如果例子仍然局限于少数鸟类,则表明这种适应性是独立进化的。
这一发现虽然新颖,但其实际意义有限。毕竟,研究人员不能仅仅把一只雌神鹫放在房间里,希望它能自我繁殖。即使有人这样做了,但从长远来看,这可能无助于物种的保护,因为单性生殖的个体通常不会成功发育。它们往往是不育的,不能生育自己的后代,而且并不总是健康的。在这次无性繁殖神鹫的案例中,研究人员曾将寿命较长的幼鸟与雌性配对,看它们是否能生育后代,但没有结果。
不过,莱德说,永远不要说绝对。这一发现提醒我们,尽管鸟类身上有羽毛,但它们与其他爬行动物仍有一些共同之处,而且,即使是经过深入研究的物种有时候也会让我们大吃一惊。
来源:中国观鸟