首例有性生殖轉無性 澳洲豹紋鯊產子

by:徽徽
17084

近日,一隻雌豹紋鯊在和伴侶分開多年後,無性生殖產下了一隻小豹紋鯊,這是首件豹紋鯊有性生殖轉無性生殖的案例,引起生物界關注。

post title

圖為一隻悠游在海中的豹紋鯊。近日,澳洲水族館一隻雌豹紋鯊讓生物學家大開眼界。

Photo: National Wildlife Association

和雄鯊已分居多年

近日,澳洲水族館一隻雌豹紋鯊讓生物學家大開眼界,牠在多年前和伴侶分開,最近卻無性生殖生出了小豹紋鯊。這也是全球第一起從有性生殖轉為無性生殖的鯊魚案例,而在脊椎動物中,這是第三起案例。

有性生殖變無性

先前,生物學家已經在鯊魚、魟魚和爬蟲動物身上觀察到會「孤雌生殖」(Parthenogenesis),這種繁殖策略可以在兩性長期隔離的狀態下,增加物種的存續。不過,這次雌豹紋鯊的案例是首次從有性生殖轉無性生殖的案例。

post title

孤雌生殖原文來自希臘文,意為「處女生殖」,雌性產下的卵不須受精就能發育成個體。

Photo: Giovanni Battista Salvi da Sas

小補充:不需要爸爸的「孤雌生殖」

根據科學Online的資料,孤雌生殖 (parthenogenesis)一詞來自希臘文,原意為「virgin birth」處女生殖,是無性生殖的一種,又稱為單性生殖。

孤雌生殖是指卵不需要受精,便能發育成個體。單倍體的子代發育為可以不經減數分裂產生卵或精子,而直接成為成體。

母親的複製品

在孤雌生殖中有一些例子為無融合生殖(apomictic)的孤雌生殖,在產生後代時,不進行減數分裂(meiosis),而行有絲分裂(mitosis),因此其子代的染色體數目與親代相同,所產生的後代為親代母親的克隆(clone)。無融合生殖的孤雌生殖其後代通常為雌性。

post title

就像母雞下蛋一樣,有的雌鯊身邊就算沒有雄鯊也會產卵。但這一次雌豹紋鯊萊昂妮產下的卵中含有胚胎。

Photo: Sirah Quyyom

豹紋鯊母女倆怎麼來?

這隻雌豹紋鯊名為萊昂妮(Leonie),1999年她在野外被捕,2006年被運到澳洲昆士蘭的珊瑚礁HQ水族館與雄豹紋鯊交配,生下了一隻名為洛莉(Lolly)的雌豹紋鯊。

2012年,萊昂妮和雄鯊分開,牠與洛莉母女倆共住一個水槽,而洛莉性成熟後再也沒有跟雄鯊待在同一個水槽中。

2014年,萊昂妮和洛莉產下了鯊魚卵。

不用雄鯊也可以  就像母雞一樣

根據澳洲昆士蘭大學生物學家丹德森(Christine Dudgeon)的研究,雌鯊身邊就算沒有雄鯊也會產卵。

「就像母雞一樣,如果狀態好牠們會產卵,不管牠們是否能孕。」

特別在卵中有胚胎

不過特別之處在研究人員發現,雌豹紋鯊萊昂妮產下的卵中含有胚胎。先前他們曾試著孵孵看,但沒有一顆卵孵得出來。

post title

圖為在澳洲珊瑚礁HQ水族館中生活的雌豹紋鯊萊昂妮,牠是生物學界發現首起有性生殖轉無性生殖的案例。

Photo: Pradodesign

隔年產的卵孵出小鯊魚

隔年,萊昂妮和牠的女兒洛莉都產下了含有胚胎的卵,總共有 5顆,其中有 2顆分別孵出了萊昂妮的小孩克里歐(Cleo)和洛莉的小孩奇巧(Kitkat),這兩隻豹紋鯊目前都在珊瑚礁HQ水族館中展示。

為何生得出小鯊魚?

生物學家丹德森表示:「萊昂妮的卵孵得出來有兩種解釋。」

「第一種是儲藏精子,許多場合中都有雌鯊會儲藏精子的紀錄。雌鯊會儲藏雄鯊的精子好延長繁殖期。」

「第二種是孤雌生殖,許多鯊魚都能這麼做,但沒有一隻雌鯊有曾和公鯊交配的經驗。」

基因檢測證實  非雌鯊儲藏精子

在基因檢測過萊昂妮的小孩克里歐後,研究人員發現染色體同質化,代表許多基因和親代相同,這都指向萊昂妮是行孤雌生殖,而非透過儲藏的雄鯊精子懷孕。

post title

一名打扮成聖誕老人的潛水伕,全副武裝地在泰國水族館中與豹紋鯊一起悠游。

路透社

快速轉換繁殖策略

珊瑚礁HQ水族館資深工作人員崔斯準(Hamish Tristram)說:「這絕對是個驚喜,萊昂妮多年來成功與雄鯊交配,目前還沒有許多針對這種大型動物這麼快轉換繁殖策略的研究。」

雄鯊不在家  觸發短期演化

目前,丹德森博士表示,他們還不清楚是什麼觸發了萊昂妮讓牠改變了繁殖策略,但他們推測這可能是因為缺乏雄鯊所導致的一種短期演化,能否作為長期的繁殖策略又是另外一回事。

「短期來看雌鯊似乎可以不需要雄鯊,但長期來看最終我們還是需要雄鯊,」丹德森博士接著說:「我們還是得讓雄鯊待在一定距離內。」

post title

圖為豹紋鯊的畫像。目前,豹紋鯊已經被國際自然保護聯盟列在瀕危名單上。

Photo: BHL

未來研究方向

而在現今研究下,尚未出現孤雌生殖的後代能行有性生殖的案例,這也提供了丹德森博士未來的研究方向,她將密切觀察克里歐和奇巧,看看牠們性成熟後能否行有性生殖。

喚起瀕危豹紋鯊保育

無論如何,雌豹紋鯊萊昂妮喚起大眾對豹紋鯊的關注與保育,豹紋鯊目前已被國際自然保護聯盟(IUCN)列在瀕危名單上。


延伸閱讀:《走過400年歲月 格陵蘭鯊成史上最老脊椎動物
研究:鯊魚也會害羞和焦慮
鯊魚並不可怕 加國攝影師讓牧人告訴你

參考資料:
01 Zebra shark surprises scientists by giving birth without male
02 Leopard shark makes world-first switch from sexual to asexual reproduction
03 Leonie the Queensland leopard shark is making history