水族館鯊魚在有雄性在場的情況下出現“孤雌生殖”的奇特案例

無性繁殖在海星、深海蠕蟲和粘蟲等動物中很普遍，但在脊椎動物中卻很罕見。孤雌生殖是一個過程，某些雌性動物用自己的遺傳物質使卵子受精，透過“處女生育”產生後代。科學家們傳統上認為，通常有性繁殖的脊椎動物只有在交配夥伴稀少的情況下才會採用孤雌生殖的方式作為最後手段。

然而，最近的一項研究發現，儘管在同一圍欄內有健康的、能繁殖的雄性斑馬鯊，但在人工飼養的斑馬鯊卻透過孤雌生殖進行繁殖。這一發現對圈養斑馬鯊的管理和野生斑馬鯊的保護工作具有重大意義。

芝加哥菲爾德博物館的研究員、該研究的通訊作者凱文-費爾德海姆說：“我們幾年前就知道像鯊魚這樣的動物會發生孤雌生殖，但是它的某些方面仍然是未知的，比如它為什麼會發生以及什麼會觸發它。這篇最新的論文只是在瞭解這些‘處女產子’發生的原因方面的又一步。”

謝德水族館的成年斑馬鯊

這項研究發表在《魚類生物學雜誌》上，重點關注芝加哥謝德水族館的瀕危斑馬鯊。

“當我們在2004年開始看到謝德水族館的斑馬鯊成功繁殖時，我們也開始進行基因測試，以確認哪些鯊魚是後代的父母，”謝德水族館動物運營和棲息地助理主任、該研究的作者Lise Watson說。“透過確認後代的血統，我們可以更合理地對未來的繁殖工作做出決定，以保持最大的遺傳多樣性，同時支援動物園和水族館協會的斑馬鯊物種生存計劃。”

謝德的野生礁石展覽包括一個巨大的從地板到天花板的棲息地，裡面有各種鯊魚，包括斑馬鯊。2008年，沃森和她的同事們注意到一窩卵鞘，他們把它們移到幕後的育兒室，以便安全地孵化。當鯊魚幼崽孵化後，洛約拉大學的Jean Dubach分析了鯊魚的DNA，以確定它們的親緣關係，結果令人大跌眼鏡。

“這些幼崽與圍欄裡的任何一隻成熟的雄性鯊魚都不匹配。但它們確實與產卵的雌性相匹配，”費爾德海姆說。

謝德水族館的幼年斑馬鯊

除了與他們的母親有共同的遺傳標記，但沒有潛在的父親，這些幼崽的一些等位基因有相同的同源複製。回想一下你高中生物課上的遺傳學單元，你可能做過潘尼特方格，用大寫和小寫字母代表不同的基因型別，比如B是棕色眼睛的顯性等位基因，b是藍色眼睛的隱性等位基因。你從父母雙方各得到一個等位基因，如果它們是相同的（BB或bb），那就叫做同源。

用於這些鯊魚的遺傳標記比B與b更復雜——它們有更多的等位基因，以至於它們在兩個不同的個體中顯示出完全相同的方式幾乎是不可能的。因此，當鯊魚幼崽的DNA結果顯示為同源時，這意味著它們必須從其母親那裡獲得這些DNA鏈，而不是從兩個不同的父母那裡。

沃森說：“鑑於我們以前在鼓勵透過有性生殖進行繁殖方面的成功，發現這些幼崽是孤雌生殖，對謝德的團隊來說是一個相當大的驚喜。這個訊息恰恰強調了為什麼對後代進行定期的、持續的基因測試是很重要的。”

不幸的是，透過這種型別的“處女產子”出生的幼崽往往壽命很短，因為他們更有可能出現罕見的隱性遺傳病。這項研究中的鯊魚幼崽只活了幾個月。但是，它們出生的事實挑戰了生物學中長期存在的觀念。

費爾德海姆說：“這是我們所知道的鯊魚透過孤雌生殖出生的第二個案例，即使有健康的配偶可用，另一個案例是在太平洋水族館。這一發現使我們認為我們對孤雌生殖的發生方式和原因的認識出現了偏差。”

“這項研究只是我們對斑馬鯊這種遺傳現象發生的理解的開始，”沃森說。“像謝德這樣的動物園和水族館在保護像斑馬鯊這樣的物種方面發揮著關鍵作用，斑馬鯊在世界的一些地方几乎已經滅絕。瞭解更多關於孤雌生殖的資訊，並確認我們在動物園和水族館中的種群的遺傳構成，對於做出明智的決定，推動這項工作至關重要。”