1700235549
只有两性？弱爆了
1700235550
1700235551
少见自然多怪。多数人往往认为性别只有两种。但实际上，地球上很多物种的性别种类比人类疯狂多了。
1700235552
1700235553
1.莫诺湖线虫：我有3种性别！
1700235554
1700235555
美国加州莫诺湖（Mono Lake）的盐度是海洋的三倍，并且富含砷元素。在对生命如此不友好的环境中，依然生活着有趣的物种，比如一种被命名为Auanema sp.的线虫。除了能耐受高砷浓度外，这种线虫最神奇之处就是它们竟然拥有三种性别：雄性、雌性和双性。这种线虫在发育成熟后，早期只产生雄性和雌性后代，但随着年龄的增长，它们会生出雌雄同体的后代。尽管雌雄同体在无脊椎动物中较为普遍，但这种线虫的情况却有所不同。蚯蚓、蜗牛等动物即使雌雄同体，还是要和其他个体交配才能受精产生后代，无法自体受精。而这种雌雄同体的线虫却可以自体受精繁殖，这有利于它们分散到新的环境中并自己繁殖新的种群。
1700235556
1700235557
研究者推测，这种线虫演化出了如下的生存策略：在环境良好的情况下，雌性和雄性可以通过基因重组来帮助维持遗传多样性；在环境恶劣的情况下，雌雄同体种则可以去新的环境中自身繁殖建立新的种群。
1700235558
1700235559
2.嗜热四膜虫：我有7种性别！
1700235560
1700235561
单细胞真核生物嗜热四膜虫（Tetrahymena thermophila）是实验室里常见的模式生物，分布在全球范围的淡水水体中。早在60多年前，科学家就已经发现了这种简单的单细胞生物竟然有7种性别！每一个四膜虫都有两个细胞核——体核（大核）和生殖核（小核），体核携带日常生命活动的必需基因，生殖核携带有性生殖相关基因。在营养充足的时候，四膜虫采取无性繁殖策略，此时体核中的基因活跃表达而生殖核静默。而营养不足时，四膜虫则会采取“接合”的方式进行有性生殖，具体表现为体核降解，两个四膜虫互相接合，它们的生殖核会融合并分裂形成下一代的新体核和生殖核，然后性别随之确定。
1700235562
1700235563
子代表现出的性别和亲代无关，而是在体核基因组形成时随机形成7种性别的其中一种。任意性别的四膜虫，都可以和其他6种性别的同类进行有性繁殖。相比于人类只能和占种群数量1/2的异性产生后代，四膜虫却能和占种群数量6/7的异性接合生殖，大大提升了种群内交配的概率。
1700235564
1700235565
3.黏菌: 我有720种性别！
1700235566
1700235567
黏菌（Myxomycetes）既不是动物、植物，又不是真菌，目前属于原生生物界变形虫门，被很多人戏称为“穿了黏糊糊外套的阿米巴虫”。这种看似简单的单细胞生物，群体智慧却惊人。比如将两个黏菌结合起来，其中一个就可以通过信息交换获得另一个的“经验”。而其分布扩展能力远超过人类城市的道路规划能力，几乎能迅速完成所有的迷宫挑战，也能拟合出高效的铁路路线。从这点看，自然确实是人类最好的老师。
1700235568
1700235569
黏菌属于孢子生殖，孢囊里能产生不同类型的孢子，每种孢子能产生不同的基因型，经过计算，它们至少有720种性别。其实这种说法并不严谨，因为单细胞生物很难说“性别”，更准确的表达叫作交配型（mating types），而黏菌属于同配生殖（交配的两个孢子在形态、大小和结构方面相似，性别分化不明显），只能说黏菌的交配型类别很多。但可以肯定的是，黏菌的确是单细胞生物中的战斗机，相比于只能分裂生殖、基本靠自然突变的大肠杆菌，黏菌交配型的多样化能产生大量的适应性组合，以应对复杂的外界环境。
1700235570
1700235571
还有些真菌的性别更夸张，比如裂褶菌（Schizophyllum commune Fr.）。按基因型计算，其性别高达23 328种。如果给它们设计厕所，估计设计师早就哭晕在厕所……
1700235572
1700235573
基因印记和“辉夜姬”
1700235574
1700235575
《幼学琼林·夫妇》有云：“孤阴则不长，独阳则不生，故天地配以阴阳。”高等动物的有性生殖，必须由雄性的精子和雌性的卵子结合形成受精卵，才能发育为后代。在自然状态下，同性哺乳动物之间不可能产生后代，即使研究者把两个精子或者两个卵子整合在一起，也无法正常发育。
1700235576
1700235577
“孤阴不长，独阳不生”的根源，在于基因印记（genomic imp-rinting）。精子和卵子成熟的时候，染色体就会通过表观遗传机制，给一些基因打上印记（比如甲基化、乙酰化等），抑制它们进行表达，而精子和卵子被抑制表达的基因不同，所以精子必须和卵子结合，让彼此所缺的基因得到互补，才能保证受精卵正常发育。如果同性生殖细胞结合，结合而成的细胞就会因为缺了某些基因，无法正常发育。
1700235578
1700235579
然而，这个同性间的生殖壁垒在2004年首次被打破。日本东京农业大学的河野友宏教授对雌性小鼠进行了基因改造，让小鼠的卵子删除雌性印记基因并表达雄性印记基因，表现出类似精子的遗传印记，然后让改造后的卵子和普通卵子结合发育成正常胚胎，培育出世界首只孤雌生殖（parthenogenesis）的小鼠。这只孤雌小鼠被命名为“辉夜姬”，与日本神话中诞生于竹子中的仙女同名。“辉夜姬”成年后，还正常产下了健康的幼仔。
1700235580
1700235581
毕竟“仙凡有别”，“辉夜姬”的寿命比普通小鼠更长，体型也更娇小。这说明制造孤雌小鼠所用的基因改造卵子和精子还是有所差别的，精子中可能含有某些未知物质，能使生物体型变大且短寿。
1700235582
1700235583
孤雄生殖
1700235584
1700235585
虽然“辉夜姬”开启了哺乳动物孤雌生殖的先河，孤雄生殖（androgenesis）技术却远远落后，原因就是改变精子遗传印记远比改造卵子困难，无数科学家都在这一关折戟沉沙。
1700235586
1700235587
时间到了2012年，中科院动物研究所的周琪课题组把小鼠精子注入去核的卵子，得到了孤雄单倍体干细胞（androgenetic haploid embryonic stem cell，ahESC）。这种干细胞在培养一段时间后，雄性印记会逐渐弱化。这一研究为培育孤雄小鼠带来了一丝曙光，但一个重大问题仍然拦在研究者面前：孤雄单倍体干细胞即使弱化了雄性印记，也要去除多个雄性印记，才能表现出类似卵子的特征。
1700235588
1700235589
在多次尝试之后，周琪课题组和李伟课题组、胡宝洋课题组去掉了小鼠孤雄单倍体干细胞的7个雄性印记，把一批改造后的孤雄单倍体干细胞与精子结合形成类似受精卵的干细胞，然后把这些细胞移植到雌鼠子宫里发育为胚胎，诞下了活着的孤雄小鼠。此时已是2018年，离“辉夜姬”的出生已经过去了14年，离孤雄单倍体干细胞的问世也过去了6年，可见孤雄生殖技术的不易。
1700235590
1700235591
但这批孤雄小鼠无法完全复制“辉夜姬”的成功，研究人员煞费苦心培育出来的孤雄胚胎多数肿胀畸形、胎死腹中，能活到出生的只是极少数，而出生的小鼠也多数肿胀、早死，最长存活时间也不过两天。
1700235592
1700235593
尽管耗时良久、技术复杂、成功率低，孤雄生育技术还是得到了举世关注。除了这是“前无古人”的技术突破，该技术还有另一个重要意义：研究者为了培养孤雄小鼠，大大提高了去除基因印记的技术，这个操作具有重大的临床价值。
1700235594
1700235595
贝威二氏综合征（Beckwith-Wiedemann syndrome）是一种罕见病，患者体型巨大、内脏肥大、巨舌、腹壁有缺陷，而且易患低血糖、癌症等疾病。这种疾病与生俱来，应该属于遗传病，但多数患者的家族从未出现此类疾病，又不像是致病基因引起的。
1700235596
1700235597
1993年，科学家发现普通人的常染色体中携带有两个IGF-2同源基因，这两个同源基因分别来源于父母，其中父系来源的IGF-2基因正常表达，而母系来源的IGF-2基因则在基因印记的作用下被抑制表达。贝威二氏综合征患者体内的母系IGF-2基因印记丢失，使IGF-2基因双倍表达，导致了此疾病的发生。
1700235598
[
上一页 ]
[ :1.700235549e+09 ]
[
下一页 ]