没爸爸怎么生孩子？
2015/1/22 中科院之声

     之所以写这篇是因为最近看到听到很多相关内容，索性就都篡到一块儿，来个有关生孩子的大杂烩。还好BBC最近已作了相关报道(http://www.bbc.com/earth/story/20141219-spectacular-real-virgin-births)，也省去笔者很多拼凑资料的时间。

     先说一个听闻：朋友的朋友年近四十，独身，决定人工受孕。精挑细选了孩子的爹(年轻健康高学历，好像相貌也是筛选过的)，第一次尝试失败，第二次多种了几个，成功受孕双胞胎。然而不久，羊水穿刺检测其中一个有高风险唐氏综合症，于是终结此受精卵发育，保留健康宝宝。最后，不幸流产...自1920年第一座精子库建立以来，人工受孕的方法不断发展，体内受孕可以选择多种位置，体外受孕(试管婴儿)更是给无数不孕家庭带来希望。但这一切都还远未完美。归根结底，自然受孕分娩是自然选择的结果，是目前人类进化阶段的最佳选择，人为的操控仅仅是不得已而为之。

     上面的故事牵出一个社会文化问题：天主教保守势力反对避孕和人工受孕，认为一切非上帝设计方式都有悖造物主的天理。然而...那 Virgin Birth (耶稣的妈妈Mary生他时还是处女)咋算呢？当有人挑战耶稣的出生方式时，请看信徒们的解释:“你聋啊，没听说过人工受孕吗？”哦，原来上帝他老人家也是医学生物工程出身的......好啦，在被教徒们的口水淹没之前，我还是赶紧打住吧。其实virgin birth并不是基督天主教专利，伊斯兰教，印度教，南美的阿兹特克都有这样的故事。中国历史上最出名的virgin birth可能是农神后稷，传说有邰氏之女姜嫄踏巨人脚迹，怀孕而生 (图一)。

    

    

     图一：耶稣诞生和后稷

     从生物学的角度说，所有这些故事的共同特点是这些孩子都是有爸爸的，并不是接下来笔者要说的无性生殖，所谓real virgin birth。无性生殖在自然界并不罕见，尤其在植物和低等生物(微生物和无脊椎动物)非常普遍。进化到脊椎动物后，有性生殖就成为主力。然而万事没有绝对。去年有一条引起轰动的新闻：美国Louisville动物园一条6米长的网格蟒蛇“Thelma”(八卦一下，Thelma还有一个伙伴，叫Louise，这俩原来是电影《末路狂花》的姐妹啊!)在与公蛇无接触超过2年后，于2012年产下61个蛋，其中6个最终成功孵化，皆为雌性 (图二)。其实如果您阅读与此相关的文献(Biological Journal of the Linnean Society, 2014, 112, 461–468)，科研人员先后还采集了另一种蟒蛇的三窝蛋。其中两窝是见证了公母“滚床单”后下的蛋，另一窝则来自于一位“幽居”20载的单身“老姑娘”。通过对从这四窝里孵出的小蛇和它们母亲的DNA序列分析，得出的结论是：无论“床单滚不滚”，这些生下来的小蛇们都是母蛇自己捣鼓出来的，也就是说，这些蛇进行了无性繁殖，更准确的定义是兼性无性生殖(facultative parthenogenesis-FP)--指以有性繁殖为主要传宗接代方式的生物体在某种环境因素影响下选择无性生殖。

    

     图二: Thelma(A) 和它的无性生殖子女(B，C)

     故事到这里还没有完，因为上星期看到另一条新闻：一头在水族馆里养了四年的竹鲨(bamboo shark)生了个小宝宝。您一定说了：嗨，FP呗!遗憾的是，经过DNA分析，小鲨的一堆基因不是来自母亲，所以结论是这孩子是有爹的!这种现象称为长期精子储藏(long-term sperm storage-LTSS)，用句成语形容就是“厚积薄发”。孩子妈收了孩子爹的“贡献”后不着急放上“流水线”，而是等待一特定时机再启动“生产计划”。上面说的鲨鱼就以45个月打破了已知精子存储的世界纪录 (图三)。

    

     图三：竹鲨

     个例说完了，我们再纵观一下脊椎动物亚门的生物。其实鸟类(比如火鸡)，鱼类(比如鲨鱼)，爬行类(比如科莫多巨蜥)，两栖类(一些青蛙)都有FP和LTSS的报道。也就是说，这帮家伙生孩子有三种办法，至于选择哪种就不好说了。按说FP和LTSS可以理解为是动物对极端环境的一种适应生存策略，但是已经发现即使在自然野外环境下，在雌雄比例均衡的理想状态下，FP和LTSS还时有发生。一种有意思的解释是，有时候“姑娘们”觉得和“小伙儿”滚床单“太费劲和不安全......此处省略八百字”。

     这脊椎动物门下唯一“单纯”的就剩哺乳动物(包括人类)了。没有爸爸的贡献，妈妈是没法传宗接代的。但是，呵呵，一切都怕但是。2004年，岛国科学家们(为什么是岛国。。。)成功地将两颗来自不同母体的卵子的染色体结合，培育了具有生育功能的“拉拉”后代 (图四)。呵呵，蕾丝们别激动，这可没那么简单。结合两个卵子前必须要把其中的一个进行基因修饰，“装扮”成精子模样才能继续，而这一过程成功率极低，所以需要消耗大量卵子，对人类来说是不可能的。

    

     图四：“拉拉”鼠

     哺乳动物们就真的没希望了吗？未必，您难道忘了克隆了吗？从1997年小羊Dolly的诞生，实际就已经实现哺乳动物的无性繁殖。不过由于克隆属于自我复制，牵扯太多伦理道德范畴的争论，所以人们在讨论高等生物无性生殖的时候往往不把它划归其中。

     其实生孩子的事还远远不止这些问题，生男生女也很复杂。比如图五中关于脊椎动物(除哺乳动物)性别决定的示意图，除了X/Y系统，还有Z/W系统，另外还有多基因系统，温度有时也决定后代的性别。比如全球变暖有可能导致海龟的后代绝大多数都为雌性。

    

     图五：脊椎动物性别决定方式(Current Biology 16, R736–R743, September 5, 2006)

     唠唠叨叨说了这么多，笔者的目的就是想向大家展示生命在亿万年的进化过程中起伏变幻，人类作为目前站在进化树顶端的生物，是否可以从其它物种的演变脉络中，找到未来生存繁衍的道路呢？

     来源：王皓科学网博客

     作者王皓，系生命科学领域研究人员

    

    

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