真正的女兒國！這種動物只有雌性，還有三套染色體_風聞

盲鈎蛇，一種神奇的動物，它不僅是蛇亞目中目前已知唯一孤雌生殖的物種，其本身還是三倍體生物。最近，研究人員對盲鈎蛇的基因組進行了深入探究，以期破解它獨特的遺傳秘密。

撰文 | 湯波

在自然界，絕大多數脊椎動物都需要雌雄交配，才能繁殖後代，但是生物世界總有意外。有些動物只需要雌性個體就能繁殖後代了，根本不需要雄性個體，堪稱是動物世界中的“女兒國”，這種繁殖方式叫作孤雌生殖。

今天我們要介紹的是目前已知唯一專門進行孤雌生殖的蛇類——鈎盲蛇（Indotyphlops braminus）。鈎盲蛇可不僅僅只有孤雌生殖這一個特點。

盲鈎蛇丨圖片來源：wiki

首先，鈎盲蛇個頭非常小，是世界上已知最小的蛇類之一。鈎盲蛇屬於穴居動物，以蚯蚓、白蟻、各種昆蟲的卵及蛹為食，經常混在花盆的泥土裏得以在世界各地傳播，因此又被稱為“花盆蛇”。鈎盲蛇體長僅有幾釐米到十幾釐米，由於它們的頭部、口腔和眼睛都比較小，不仔細看，還以為是一條大蚯蚓呢。

鈎盲蛇第二大特點就是孤雌生殖。孤雌生殖在植物中較為常見，在昆蟲、硬骨魚、兩棲類和少數爬行類等動物中也能觀察到。根據發生頻率，孤雌生殖可分為偶發性、週期性和永久性三類，而鈎盲蛇屬於永久性孤雌生殖，目前在全球範圍內，科學家還沒有在鈎盲蛇種羣中發現任何雄性個體，堪稱動物世界中真正的“女兒國”。

鈎盲蛇還有一個特點是它們細胞中有三套染色體，即三倍體。大多數生物染色體都是兩套，即二倍體，一套來自父親，一套來自母親。科學家認為，孤雌生殖和三倍體都不利於物種繁衍，具有這些特徵的生物容易走入進化的“死衚衕”。這是因為在二倍體繁殖過程中，它們的生殖細胞需經過減數分裂形成配子，即精子或卵子，每個配子只攜帶一套染色體，精子和卵子結合後形成受精卵，其染色體數量又恢復成兩套，即獲得二倍體後代。這樣，通過父母雙方基因的重組和交換，有機會產生更優秀的二倍體後代，能更好地應對環境變化，從而在演化過程中獲得優勢，這也是有性繁殖會成為動物世界中主流繁殖方式的主要原因之一。而三倍體細胞有三套染色體，在減數過程中容易產生混亂，難以形成正常的配子。

那麼，既進行孤雌生殖，又屬於三倍體的鈎盲蛇，是如何擺脱進化困境，延續數千萬年的呢？這一問題自然引起了科學家們的濃厚興趣。最近，中國科學院成都生物研究所李家堂團隊在《科學進展》（Science Advances）雜誌上發表了一項新的研究成果，為我們揭示了鈎盲蛇三倍體如何形成並保持穩定，以及鈎盲蛇進行孤雌生殖的分子機制及其進化奧秘。

研究團隊首先利用多組學技術，成功破譯了鈎盲蛇染色體級別的高質量基因組，並精準拆分出三套染色體對應的三個亞基因組，證實鈎盲蛇基因組包含三個來源不同的亞基因組，而且三個亞基因組對應的染色體數量各不相同，推測鈎盲蛇可能是在約4100萬年前由三個具有亞種親緣關係的祖先物種雜交後，導致了不同數量和來源的染色體實現了融合，在短期內快速地形成了三倍體。

儘管鈎盲蛇的三個祖先亞基因組存在差異，但它們的一些重要功能基因的保守基因型被保留了下來。當不同物種經歷多倍體形成時，這種基因的保守性可能有助於減輕基因組不相容性，避免了多套基因“打架”，從而促進多倍體的建立和穩定。

鈎盲蛇能夠長期進行孤雌生殖的奧秘是什麼呢，這個問題也可以從它們的基因組裏找到一些答案。

一方面，研究發現鈎盲蛇基因組中存在大量的假基因化現象。所謂假基因化，就是基因原本是有功能的，但是在長期進化過程中，由於基因變異等原因，這些基因雖然保留了原來的大部分基因序列，但是無法正常轉錄和翻譯了，失去了正常功能。儘管鈎盲蛇的假基因化現象數量並不比其他蛇類多，但是在它的基因組中，與免疫和精子發生相關基因的假基因化現象更為突出。研究人員推測，與免疫基因的假基因化可能有助於減少不同亞基因組之間的免疫反應，從而促進雜合基因組的形成，而與精子形成有關的假基因化則有利於孤雌生殖的順利進行。

另一方面，研究人員分析了鈎盲蛇卵巢等組織的基因表達情況後發現，與有性繁殖蛇類相比，鈎盲蛇卵巢中一些特殊基因的表達水平顯著提高了，這些基因與減數分裂期間DNA損傷修復能力有關。研究人員推測，這些基因的特異高表達，提升了DNA損傷修復能力，有助於減少鈎盲蛇多倍體基因組複製過程中的錯誤。

研究人員還認為，鈎盲蛇在形成和維持多倍體過程中，可能存在多種機制，確保三個亞基因組既有較大程度的相似性，又要有一定的差異，保持一種微妙的平衡，即保持較大的基因組相似性有利於維持基因組穩定，而保留亞基因組之間必要的差異，則能使鈎盲蛇獲得有利於進化的遺傳潛力，這樣才能確保孤雌生殖多倍體生物在進化過程中走得更遠。

這項研究為我們揭示了鈎盲蛇獨特的基因組進化景觀，打破了關於“孤雌生殖動物面臨進化困境”的傳統認知，為理解動物孤雌生殖和多倍體形成機制提供了一個獨特視角。不過，這項研究並沒有徹底闡明孤雌生殖多倍體動物遺傳進化的內在機制，期待科學家們更加精彩的研究與發現。

參考文獻

[1] Yunyun Lv et al. ,Genomic insights into evolution of parthenogenesis and triploidy in the flowerpot snake.Sci. Adv.11,eadt6477(2025).DOI:10.1126/sciadv.adt6477

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