記者 吳昱賢/報導
「鱷魚無性生殖」,這個聽起來神奇的事件,近日在科學界引起了廣大的討論。2018年哥斯大黎加動物園發現獨自生活的母鱷,竟生下14顆蛋,因此委託科學家調查。近日調查結果出爐,其中一顆蛋還有完整的胚胎,胚胎與母親甚至有高達99.9%的相似度!事實上,這種無性生殖曾在爬蟲類、鳥類等物種中發現,鱷魚的無性生殖為世界首例。科學家們推測,恐龍或許也有類似的能力。
這隻美洲鱷2002年被帶到動物園,當時只有兩歲,接下來的16年都獨自生活。2018年1月動物園工作人員在圍欄內發現14顆蛋,雖然這些蛋都未孵化,但其中一顆蛋內含有一個完全形成的胚胎。不過令動物園不解的是,這隻母鱷魚入園後就一直與雄鱷分開飼養,想不透牠如何受孕,園方因而委託美國維吉尼亞大學生物學家華倫(Warren Booth)進行調查。
透過對胚胎心臟組織和母親脫落皮膚的基因分析,研究人員確認了這個胚胎並沒有父親,而且跟母親基因有99.9%的相似度,這種現象被稱為「兼性孤雌生殖」(facultative parthenogenesis)。在比對與其他爬蟲類孤雌生殖的差異後,研究團隊終於在近期公開這項發現,研究作者華倫解釋,過去人們認為孤雌生殖非常罕見,但隨著科技進步,科學家們能更快地完成基金定序,相關的發現也越來越多,他指出:「過去二十年裡,脊椎動物兼性孤雌生殖的記錄有驚人的增長,這種不尋常的繁殖模式已經在鳥類、蜥蜴、蛇、鯊魚、魟魚等物種身上發現。」
科學家們認為,當動物面臨挑戰或不利條件時,像是環境壓力、缺乏配偶等狀況,會選擇以孤雌生殖的方式繁衍後代,鱷魚並非唯一有此行為的物種。2015年,科學家發現佛羅里達州一種極度瀕危的鋸鱝(sawfish),族群中有3%的個體為孤雌生殖誕生的後代。研究人員認為這是一種防止近親繁殖、防止有害突變的生存策略,同時也指出,這種現象可能會導致該族群滅絕,因為任何物種需要基因多樣性來適應環境變化。
科學家們將鱷魚的孤雌生殖發現,發表在《生物學報》(Biology Letters)期刊上。華倫指出,這項發現提供了「極具啟發的見解」,暗示鱷魚的祖先—恐龍,可能也具有無性生殖的能力。
未參與這項研究的生物學家馬修(Matthew Moreira)指出:「對於鱷魚來說,孤雌生殖或許更加重要。」他解釋,只有在攝氏30度至33度內孵化才會誕生雄性個體,超出這個範圍的溫度會導致鱷魚媽媽產下全為女性的後代。不過他也指出,孤雌生殖並不能持續地避免一個物種滅絕,過去在其他物種身上的研究也發現,孤雌生殖的後代普遍較容易產生畸形,壽命也較短。
在這次鱷魚的案例中,孤雌生殖也未能順利繁衍後代,華倫坦言:「雖然這次鱷魚孤雌生殖產下的胚胎順利孵化,但這並不罕見。在其他物種的案例中,我們發現孤雌生殖的胚胎或幼體在發育過程中畸形,甚至有些看似健康的個體在長期生存中也無法茁壯成長。」
馬修認為,這次鱷魚的孤雌生殖現象「新穎且有趣」,並暗示這種繁殖方式可能早在恐龍時代就已經存在。他說:「事實上,這種繁殖機制在蜥蜴、蛇、鳥類中廣泛存在。再加上這次發現的鱷魚,或許暗示這是一種遠古的基因,可以追溯到所有爬行動物的祖先(約2.8億年前),並在演化歷史中遺傳下來。」
恰好今年是著名電影《侏羅紀公園》(Jurassic Park)30週年,電影中也描繪了恐龍的孤雌生殖現象。華倫笑說,孤雌生殖的現象與電影中的知名台詞不謀而合:「生命總會找到出路。」