处女鲨鱼的诞生让生物学家感到困惑

让我们来谈谈性。无伴侣性。虽然这种形式的性通常与繁殖无关，但在小型无脊椎动物（如海星和竹节虫）中，没有伴侣而产生后代是很常见的，但在脊椎动物中则更为罕见。通过一种称为孤雌生殖的过程，一些板鳃类的雌性动物（包括鲨鱼、鳐鱼和鳐鱼）可以利用自己的遗传物质使卵子受精。

通常，这一过程是鲨鱼在没有配偶的情况下采取的最后手段，但最近的一项研究表明，伊利诺伊州芝加哥谢德水族馆的雌性斑马鲨会自行繁殖，即使同一围栏内有健康的雄性。

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“这改变了我们对孤雌生殖的认识，以及孤雌生殖发生的原因，”谢德水族馆动物运营和栖息地助理主任、这项研究的合著者莉丝·沃森在谈到这些无伴侣生育的生物现象时说。“通过 20 年的观察，我们与它们有了长期的接触。我们注意到的一件事是，有时雌性在某些时候不太愿意接受雄性，或者根本不愿意。”

虽然之前的研究已经详细描述了其他水族馆斑马鲨的孤雌生殖，但 2022 年 12 月发表在《鱼类生物学杂志》上的报告是了解这些生育原因的又一步。这项研究的重点是一只雌性斑马鲨——一种生活在太平洋和印度洋的深色鱼，身上有淡黄色条纹——它生活在谢德的野生礁展览中。

2008年，沃森和她的同事将一窝卵移到了幕后的幼鲨育儿室，在那里它们可以在远离水族箱灯光的地方安全地孵化。

对刚孵化的鲨鱼幼崽的 DNA 进行分析，结果似乎令人难以置信。这些幼崽没有任何潜在父亲的遗传标记。它们拥有一些等位基因的相同副本，或基因的替代版本。这表明它们从母亲而不是两个不同的父母那里获得 DNA 链。

“这些幼崽与围栏内的任何成年雄性都不匹配。但它们与产卵的雌性相匹配，”邻近菲尔德博物馆的生物学家和研究员、该研究的共同作者凯文·费尔德海姆在一份声明中说道。

孤雌生殖所生的后代往往早逝，本研究中的鲨鱼幼崽仅存活了几个月。

“我们并不确切知道为什么它们的寿命较短，”费尔德海姆告诉《大众科学》 。“从遗传学的角度来看，近亲繁殖一般是不好的，可能会导致致命的隐性[基因]的表达，或者两个等位基因的表达，这基本上会导致你死亡。”

但目前还不清楚究竟是什么原因导致以这种方式出生的动物在性成熟之前死亡，而其他动物却能存活下来。“水族馆发现，一种名为白斑竹鲨的物种中，其中一只雌性通过孤雌生殖产下幼鲨，而其中一只幼鲨实际上自己也进行了孤雌生殖，”费尔德海姆说。

在斑马鲨身上发现的成果不仅对动物园和水族馆对斑马鲨的持续护理具有重要意义，而且对针对野生斑马鲨的保护工作也具有重要意义。

“在野外研究鲨鱼总是会面临一些障碍，” 德黑兰沙希德·贝赫什提大学博士候选人、鲨鱼科学少数群体成员，未参与这项研究。其中一个障碍是无法获取所有成年鲨鱼和幼年鲨鱼的 DNA 以寻找亲生父母。

“鲨鱼和所有试图生存的动物一样，所以即使我们无法证明这一点，在野外通过处女生育幼崽也不足为奇，”阿萨迪解释道。她补充说，生活在深海区域的鲨鱼可能使用同样的策略

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对于研究野生和水族馆濒危鲨鱼的科学家来说，了解繁殖情况将有助于制定保护策略。

斑马鲨被列入 IUCN 红色名录的受威胁物种名单，谢德水族馆等水族馆正在努力保护该物种。它们的基因测试是物种生存计划 (SSP) 的一部分，该计划汇集了专家顾问，以最大限度地提高遗传多样性并长期保护濒危物种。

沃森说，SSP 的一个方面是确定“种群的遗传学和该种群的可持续性”。通过基因分析，她和她的同事可以假设某只鲨鱼与整个种群的关系。从那里，他们可以测量未来 100 年的种群规模。

“研究我们所饲养的这些动物是我们能够在野外帮助这些物种的基础，”沃森说。“我们在这里对这些动物的照顾对我们来说至关重要。”