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隐性:雌春菜花性和单性动物在没有雄性的情况下如何繁殖

生物 2022-10-03 00:03:09

根·戈瑞克《对话》 无性生殖可以通过细胞分裂或减数分裂进行,不需要精子

信用:Shutterstock 并非所有物种都需要精子来使卵子受精以进行有性生殖

有些物种需要精子来诱导卵核发育的完成,但却从不使用精子的DNA

我描述了这种自我有性繁殖是如何在许多动物中发生的,包括一些昆虫、软体动物、鱼类、两栖动物和爬行动物,但不包括哺乳动物

人们早就明白人类怀孕需要射精,但并不了解更多

17世纪晚期,荷兰科学家安东尼·范·列文虎克是第一批微生物学家之一,他认为自己的精子是寄生虫

在17世纪和18世纪的大部分时间里,人们认为精子只不过是卵子发育的火花,尽管最终以性别歧视的方式决定了精子提供所有的信息和发育指令,而卵子只是为发育中的受精卵——受精卵——和胎儿提供了一个营养丰富的容器

1890年,在改良的显微镜下观察到染色体后,德国生物学家奥斯卡·赫韦格意识到卵子和精子各自为受精卵贡献了正常染色体数目的一半

因此,有性生殖有两个部分:将每个细胞核的正常染色体数量减半,这被称为减数分裂,以及恢复每个细胞核的正常染色体数量,通常通过结合来自卵子核和精子核的染色体,这被称为受精

但是,正如我们将会看到的,在许多物种中,只需要减数分裂

某种形式的性 似乎所有的动物最终都需要进行某种形式的性行为

人类细胞包含一个有46条染色体的细胞核

当它进行减数分裂时,细胞——以及包括细胞核在内的所有细胞内成分——繁殖然后分裂,这样一个有一个细胞核和46条染色体的细胞变成了四个有四个细胞核和23条染色体的细胞

所有动物的减数分裂都以同样的方式进行

它始于细胞核中所有染色体的复制,细胞核具有正常数量的染色体(人类为46个)——所有的细胞核分裂都始于染色体复制

生物学家称隐性是指未被发现的减数分裂

一些只有一种生物性别的蝾螈无性繁殖

信用:Shutterstock 随着年龄的增长,我们的身体不仅会退化,我们的染色体也会退化,因为染色体的边缘已经破损

据我们所知,唯一能使染色体和细胞谱系恢复活力的是相对于减数分裂或受精的性别

接下来,这个染色体数目是正常数目两倍的细胞核将染色体平均分配给两个细胞核,然后再将每个细胞核平均分配,形成四个细胞核,每个细胞核的染色体数目是正常数目的一半

因此,形成了四个卵子或四个精子核

卵细胞包含四个卵细胞核,外加尽可能多的精子核

这就是事情变得有趣的地方

不需要精子 我们通常只考虑一个卵核与一个精核融合形成合子核,而其他核被丢弃

但是两个卵核可以融合形成合子核,而所有其他的卵核和精子核被排出或丢弃,这一过程被称为雌核发育

动物卵的减数分裂通常需要一个精子细胞来完成卵的减数分裂,但是在雌核发育中,受精卵中不使用精子染色体,两个卵核来自同一个减数分裂

雌核发育发生在许多不同的动物身上,包括许多鱼类、两栖动物和爬行动物,但哺乳动物没有

雌核发育可以通过其他方式发生

每个卵细胞有四个细胞核,每个细胞核有正常染色体数目的一半,这次没有精子,四个细胞核中的两个可以相互融合形成受精卵

剩下的两个原子核被排出或降解

或者,四个卵核中的一个可以自发复制它的所有染色体,形成一个不需要受精的受精卵,就像一些鱼和蝾螈一样

作为另一种选择,所有染色体的自发加倍可以发生在减数分裂之前,在这种情况下,减数分裂结束时的四个卵核将具有正常数量的染色体,因此其中一个可以形成受精卵而不受精

我认为这些雌核发育场景中的任何一个都是神秘的自我性别,因为它们涉及减数分裂,但这通常被称为无性生殖

每个成熟卵细胞有四个卵子核和任意数量的精子核,每个精子核都有正常染色体数量的一半,还有其他方法可以实现自我有性生殖

两个精子核可以融合形成一个正常的受精卵,或者一个精子核可以自发复制所有的染色体形成一个正常的受精卵,这个过程被称为雄核发育

随着雄核发育,所有的四个卵核都被排出或降解,而卵只是提供了一个大的营养细胞来支持精子核

这类似于十九世纪的性概念。与雌核发育相比,雄核发育极其罕见,只有少数昆虫和软体动物知道

底线是,除了哺乳动物,无性生殖相当普遍,但往往是真正的自我有性生殖

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