有没有完全丧失有性生殖能力的野生物种？
关于野生物种是否“完全丧失有性生殖能力”，这个问题需要从几个层面来探讨，因为“完全丧失”是一个非常绝对的词语，在生物界里很难找到绝对的例子。不过，确实有一些物种，其有性生殖能力在自然界中已经变得极其罕见，甚至几乎消失，以至于我们可以说它们在很大程度上“丧失”了有性生殖能力。
理解“有性生殖能力丧失”
首先，我们需要明确什么是“有性生殖能力”。简单来说，就是通过雌雄配子结合，产生新的、具有遗传多样性的后代。这涉及到产生性细胞（配子）、雌雄个体之间的相互作用（如求偶、交配），以及受精过程。
一个物种如果“完全丧失”有性生殖能力，意味着它无法通过上述过程产生后代。
为什么会有物种“丧失”有性生殖能力？
自然界是一个充满变化和选择的环境。在某些特定条件下，无性生殖（如分裂、出芽、孤雌生殖等）可能比有性生殖更有优势，从而导致物种在漫长的演化过程中逐渐放弃或减少对有性生殖的依赖。原因可能包括：
1. 适应性压力减小： 如果环境相对稳定，或者能够通过无性生殖快速复制成功的基因型，那么有性生殖带来的遗传多样性优势可能就不那么明显。
2. 繁殖效率提高： 无性生殖通常比有性生殖更快捷、更省力，尤其是在寻找配偶困难或环境严酷的情况下。孤雌生殖就是一个很好的例子，雌性可以不经雄性就能产下后代，大大提高了繁殖速度。
3. 基因漂变与创始人效应： 在种群数量极少的情况下，随机的基因漂变可能导致某些基因（包括与有性生殖相关的基因）的缺失，而新的种群可能就此固定下来。
4. 寄生或共生关系： 有些物种可能因为长期与某种寄生虫或共生生物绑定，导致其自身生殖系统发生改变。
接近“完全丧失”的例子：孤雌生殖的广泛应用
在讨论“丧失”有性生殖能力时，我们最常遇到的就是那些高度依赖孤雌生殖（Parthenogenesis）的物种。孤雌生殖是指雌性个体无需受精即可产生后代。虽然这并非严格意义上的“丧失”，因为理论上它们仍然拥有产生有性生殖后代的机制，但如果一个物种在现实中几乎所有个体都只进行孤雌生殖，那么它的有性生殖能力可以说已经“功能性丧失”了。
一些无脊椎动物：
水蚤 (Daphnia): 许多水蚤物种在环境条件适宜时，会进行孤雌生殖，产生二倍体的雌性后代。只有在环境恶劣（如食物短缺、温度骤降）时，才会出现雄性，并进行有性生殖，产生耐寒的休眠卵。然而，在某些实验室条件下或特定环境中，有些水蚤可以持续数代进行孤雌生殖，似乎“遗忘了”有性生殖的周期。
蚜虫 (Aphids): 蚜虫是孤雌生殖的典型例子。在温和的季节，它们通过孤雌生殖快速繁殖，产生大量的同质后代。只有在秋季，才会出现有性生殖的世代，产生交配的个体，并产下越冬卵。但如果环境条件一直适宜，有性生殖可能就难以启动。
轮虫 (Rotifers): 许多轮虫物种是专性孤雌生殖（obligate parthenogenetic），意味着它们几乎完全依靠孤雌生殖进行繁殖。理论上它们可能还有“退化的”雄性或有性生殖的基因痕迹，但在自然界中几乎找不到有性生殖的例子。
一些爬行动物：
某些蜥蜴（如壁虎、鞭尾蜥）： 有一些蜥蜴物种，例如某些壁虎（如马达加斯加日行守宫的一些种群）和鞭尾蜥（如某些小鞭尾蜥属 Cnemidophorus ），能够通过孤雌生殖产生后代。值得注意的是，有些孤雌生殖的物种，雌性个体之间仍然会表现出类似交配的行为（pseudocopulation），例如一个雌性爬到另一个雌性身上，这有助于刺激排卵，但这依然是不需要雄性基因参与的孤雌生殖。这些物种的雄性个体已经消失了，或者极其罕见。在这些物种中，雄性生殖系统和相关的行为已经完全退化，它们可以说是功能性地丧失了通过有性生殖繁殖的能力。
某些蛇（如波氏蟒 Python bivittatus 和铜头蛇 Agkistrodon contortrix）： 近年来的研究发现，一些原本被认为只能进行有性生殖的蛇类，也出现了孤雌生殖的现象。例如，在圈养条件下，一些蛇曾被观察到能够不经雄性产下后代。这可能是在特定压力下触发的一种“备用”繁殖机制。然而，这更多是作为一种现象，而非物种天然的主流繁殖方式。
需要强调的几点：
1. “完全”的难度： 在生物界，“完全”这两个字非常难以定义和证明。即使一个物种看起来已经只进行无性生殖，也很难排除在极其罕见的情况下、在某个未知的环境条件下，它们仍然能够进行有性生殖的可能性。
2. 功能性丧失 vs. 结构性丧失： 大部分我们看到的例子是“功能性丧失”，即它们的生殖系统依然拥有产生配子的结构，但由于环境、演化压力等原因，实际上很少或几乎不再启动有性生殖的过程。真正“结构性完全丧失”到连产生配子的细胞或相关基因都消失的情况，在现存的野生物种中极难找到确凿的证据。
3. 演化的选择： 孤雌生殖虽然牺牲了遗传多样性，但在某些环境下（如个体分散、难以找到配偶、环境稳定等）可能是一种更有效率的繁殖策略，能够快速占领资源并扩大种群规模。
总结来说， 我们很难找到一个野生物种，能够百分之百、在任何情况下都无法进行有性生殖。但许多物种，特别是那些高度依赖孤雌生殖的物种，在现实的野外生存环境中，它们的有性生殖能力已经变得极为罕见甚至功能性丧失。它们更像是演化中的“机会主义者”，在有利条件下选择更省力的繁殖方式，而不是“完全放弃”了有性生殖的选项。这反映了生命在适应环境时所展现出的惊人灵活性和多样性。
理解“有性生殖能力丧失”
首先，我们需要明确什么是“有性生殖能力”。简单来说，就是通过雌雄配子结合，产生新的、具有遗传多样性的后代。这涉及到产生性细胞（配子）、雌雄个体之间的相互作用（如求偶、交配），以及受精过程。
一个物种如果“完全丧失”有性生殖能力，意味着它无法通过上述过程产生后代。
为什么会有物种“丧失”有性生殖能力？
自然界是一个充满变化和选择的环境。在某些特定条件下，无性生殖（如分裂、出芽、孤雌生殖等）可能比有性生殖更有优势，从而导致物种在漫长的演化过程中逐渐放弃或减少对有性生殖的依赖。原因可能包括：
1. 适应性压力减小： 如果环境相对稳定，或者能够通过无性生殖快速复制成功的基因型，那么有性生殖带来的遗传多样性优势可能就不那么明显。
2. 繁殖效率提高： 无性生殖通常比有性生殖更快捷、更省力，尤其是在寻找配偶困难或环境严酷的情况下。孤雌生殖就是一个很好的例子，雌性可以不经雄性就能产下后代，大大提高了繁殖速度。
3. 基因漂变与创始人效应： 在种群数量极少的情况下，随机的基因漂变可能导致某些基因（包括与有性生殖相关的基因）的缺失，而新的种群可能就此固定下来。
4. 寄生或共生关系： 有些物种可能因为长期与某种寄生虫或共生生物绑定，导致其自身生殖系统发生改变。
接近“完全丧失”的例子：孤雌生殖的广泛应用
在讨论“丧失”有性生殖能力时，我们最常遇到的就是那些高度依赖孤雌生殖（Parthenogenesis）的物种。孤雌生殖是指雌性个体无需受精即可产生后代。虽然这并非严格意义上的“丧失”，因为理论上它们仍然拥有产生有性生殖后代的机制，但如果一个物种在现实中几乎所有个体都只进行孤雌生殖，那么它的有性生殖能力可以说已经“功能性丧失”了。
一些无脊椎动物：
水蚤 (Daphnia): 许多水蚤物种在环境条件适宜时，会进行孤雌生殖，产生二倍体的雌性后代。只有在环境恶劣（如食物短缺、温度骤降）时，才会出现雄性，并进行有性生殖，产生耐寒的休眠卵。然而，在某些实验室条件下或特定环境中，有些水蚤可以持续数代进行孤雌生殖，似乎“遗忘了”有性生殖的周期。
蚜虫 (Aphids): 蚜虫是孤雌生殖的典型例子。在温和的季节，它们通过孤雌生殖快速繁殖，产生大量的同质后代。只有在秋季，才会出现有性生殖的世代，产生交配的个体，并产下越冬卵。但如果环境条件一直适宜，有性生殖可能就难以启动。
轮虫 (Rotifers): 许多轮虫物种是专性孤雌生殖（obligate parthenogenetic），意味着它们几乎完全依靠孤雌生殖进行繁殖。理论上它们可能还有“退化的”雄性或有性生殖的基因痕迹，但在自然界中几乎找不到有性生殖的例子。
一些爬行动物：
某些蜥蜴（如壁虎、鞭尾蜥）： 有一些蜥蜴物种，例如某些壁虎（如马达加斯加日行守宫的一些种群）和鞭尾蜥（如某些小鞭尾蜥属 Cnemidophorus ），能够通过孤雌生殖产生后代。值得注意的是，有些孤雌生殖的物种，雌性个体之间仍然会表现出类似交配的行为（pseudocopulation），例如一个雌性爬到另一个雌性身上，这有助于刺激排卵，但这依然是不需要雄性基因参与的孤雌生殖。这些物种的雄性个体已经消失了，或者极其罕见。在这些物种中，雄性生殖系统和相关的行为已经完全退化，它们可以说是功能性地丧失了通过有性生殖繁殖的能力。
某些蛇（如波氏蟒 Python bivittatus 和铜头蛇 Agkistrodon contortrix）： 近年来的研究发现，一些原本被认为只能进行有性生殖的蛇类，也出现了孤雌生殖的现象。例如，在圈养条件下，一些蛇曾被观察到能够不经雄性产下后代。这可能是在特定压力下触发的一种“备用”繁殖机制。然而，这更多是作为一种现象，而非物种天然的主流繁殖方式。
需要强调的几点：
1. “完全”的难度： 在生物界，“完全”这两个字非常难以定义和证明。即使一个物种看起来已经只进行无性生殖，也很难排除在极其罕见的情况下、在某个未知的环境条件下，它们仍然能够进行有性生殖的可能性。
2. 功能性丧失 vs. 结构性丧失： 大部分我们看到的例子是“功能性丧失”，即它们的生殖系统依然拥有产生配子的结构，但由于环境、演化压力等原因，实际上很少或几乎不再启动有性生殖的过程。真正“结构性完全丧失”到连产生配子的细胞或相关基因都消失的情况，在现存的野生物种中极难找到确凿的证据。
3. 演化的选择： 孤雌生殖虽然牺牲了遗传多样性，但在某些环境下（如个体分散、难以找到配偶、环境稳定等）可能是一种更有效率的繁殖策略，能够快速占领资源并扩大种群规模。
总结来说， 我们很难找到一个野生物种，能够百分之百、在任何情况下都无法进行有性生殖。但许多物种，特别是那些高度依赖孤雌生殖的物种，在现实的野外生存环境中，它们的有性生殖能力已经变得极为罕见甚至功能性丧失。它们更像是演化中的“机会主义者”，在有利条件下选择更省力的繁殖方式，而不是“完全放弃”了有性生殖的选项。这反映了生命在适应环境时所展现出的惊人灵活性和多样性。
网友意见
自然界有许多物种根本就不进行有性生殖，在原核生物里尤其多，其总物种数要有数万亿。一小部分细菌进行接合，有些学者认为这可以算有性生殖。目前在古菌中还没有发现接合现象，所有古菌都被认为是纯粹使用无性生殖的。一些纤毛虫和一些太阳虫纯粹无性生殖，在生殖之外还能够不时将自己的细胞核分裂成两个再融合为一体（不分裂细胞质），这不被视为生殖过程。
如果你想问的是“先获得有性生殖能力再放弃”的生物，孤雌生殖被一部分学者列为“实质上的无性生殖”，一些多细胞生物纯粹使用孤雌生殖，例如毕氏卵角蚁。许多能够进行营养繁殖的植物在突变产生三倍体、五倍体、非整倍体后不再进行有性生殖，纯以营养繁殖创造新物种，这也是变成了纯无性生殖。也可以看在自然界存在的从多细胞生物身上突变出来并脱离之后以单细胞病原体形式传代的癌细胞。
- 犬传染性生殖道肿瘤[1]、2种袋獾传染性面部肿瘤[2][3][4]在自然界的存在，证明哺乳动物身上的癌细胞可以脱离其所出身的生物体、在免疫力不足以将其全部消灭的生物身上传染并延续，可以维持至少上万年。
- 癌细胞没有稳定的核型和严格的世系，一些学者据此反对将这类传染性癌细胞定义为独立的物种，这可以避免海拉细胞系从晚期智人里独立出去之类的状况，不过犬传染性生殖道肿瘤的癌细胞已经重新掌握了稳定自己基因组的方法。
- 这不限于哺乳类。我们已经知道海洋双壳类间传染的致命性血淋巴细胞异常也是这样的癌细胞引起的[5]。2013年，哥伦比亚一名艾滋病患者的淋巴结、肺部和肝部长出了密集的癌细胞，这些癌细胞对人类的癌细胞来说体型过于小、构造过于简单，后来医生推断是患者感染的绦虫身上的瘤样细胞转移到了患者身上。
- 自然界里可能还有许多传染性癌细胞。
- 如果粘孢子虫是癌细胞起源的，则证明传染性癌细胞在独立为新物种之后还可以再度多细胞化。
参考
- ^ Murgia C. Pritchard J.K. Kim S.Y. Fassati A. Weiss R.A. Clonal origin and evolution of a transmissible cancer. Cell. 2006; 126: 477-487
- ^ 虽然症状相似，但二者的肿瘤细胞的基因型有明显区别
- ^ Pearse A.M. Swift K. Allograft theory: transmission of devil facial-tumour disease. Nature. 2006; 439: 549
- ^ https://doi.org/10.1073/pnas.1519691113
- ^ Walker C. Böttger S.A. Mulkern J. Jerszyk E. Litvaitis M. Lesser M. Mass culture and characterization of tumor cells from a naturally occurring invertebrate cancer model: applications for human and animal disease and environmental health. Biol. Bull. 2009; 216: 23-39
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