科学家发现了处女生育的秘密并开启了雌性果蝇的能力

科学家们首次成功地诱导一种通常有性繁殖的动物——果蝇——黑腹果蝇的处女分娩。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，后代可以有性繁殖，如果没有雄性，则可以通过处女生育来繁殖。

对于大多数动物来说，繁殖是有性的——它涉及雌性的卵子与雄性的精子受精。处女分娩，或“单性生殖”，是指卵子发育成胚胎而不需要精子受精的过程——不需要雄性。

处女所生的后代并不是其母亲的精确克隆，但在基因上非常相似，而且总是女性。

亚历克西斯·斯珀林博士说：“我们是第一个证明可以在动物中进行处女生育的人——看到一只处女果蝇产生能够发育到成年的胚胎，然后重复这个过程，真是令人兴奋。”剑桥大学研究员、论文第一作者。

她补充道，“在我们的转基因果蝇中，雌性果蝇用了半辈子的时间——大约40天——等待寻找雄性果蝇，但随后放弃，开始进行处女分娩。”

在实验中，只有1%~2%的具有处女生育能力的第二代雌性果蝇产生了后代，而且这种情况只有在周围没有雄性果蝇的情况下才会发生。当雄性可用时，雌性以正常方式交配和繁殖。

转向处女生育可能是一种生存策略：一次性的处女生育可以帮助维持物种的生存。

该研究今天发表在《当代生物学》杂志上。

为了实现这一结果，研究人员首先对另一种果蝇(果蝇果蝇)的两个品系的基因组进行了测序。一种菌株需要雄性才能繁殖，另一种则只能通过处女生育来繁殖。研究人员确定了当果蝇在没有父亲的情况下繁殖时打开或关闭的基因。

利用在黑腹果蝇中鉴定出的处女生育能力的候选基因，研究人员改变了他们认为的模型果蝇(黑腹果蝇)中的相应基因。它奏效了：黑腹果蝇突然获得了处女生育的能力。

该研究涉及超过220,000只原始果蝇，历时六年完成。

这一发现的关键是这项工作是在黑腹果蝇身上完成的。研究人员表示，这对任何其他动物来说都是极其困难的。一百多年来，这种苍蝇一直是遗传学研究的“模式生物”，其基因已广为人知。

斯珀林在遗传学系开展了这项工作，最近转到剑桥作物科学中心从事作物害虫研究，并希望最终调查为什么昆虫中的处女生育可能变得更加普遍，特别是在害虫物种中。

“如果害虫对处女生育的选择压力持续存在(似乎确实存在)，最终将导致它们只能以这种方式繁殖。这可能成为农业的一个真正问题，因为雌性只产生雌性，因此它们的传播能力双打，”斯珀林说。

一些产卵动物——包括鸟类、蜥蜴和蛇——的雌性可以自然地转而在没有雄性的情况下分娩。但在正常情况下有性繁殖的动物中，处女分娩的情况很少见，通常只在动物园动物中观察到，并且通常发生在雌性与世隔绝很长一段时间并且几乎没有希望找到配偶的情况下。