当假性爱比真性爱更好的时候

D.猫道前，行为神经生理学家大卫船员读了一个关于沙漠草原鲸鱼的奇怪的报告，一个生活在美国西南山脉的Sagebrush。本文声称该物种完全是雌性的，并通过克隆再现。它测试了在较高脊椎动物中养成的人们在患有生物学中可粘合的限制。“我不相信这样的事情存在，”他说。但他很好奇，还有一个要去新墨西哥的朋友提供一些来自野外的朋友。当时的工作人员在哈佛大学的比较动物博物馆，在他的动物房中安装了玻璃坦克的六个鲸鱼蜥蜴。有一天，他注意到她的蜥蜴的后腿和尾巴，很快就在那之后，骑在她身上。船员立即认识到他们正在做蜥蜴在发生性交时做的事情。但为什么两个女性会模拟交配的行为？

克鲁斯说:“为了接近我的相机，我从椅子上摔了下来。”“在那些日子里，你会把胶卷放在冰箱里，我试着把它塞进相机里，这样我就可以记录下来，因为在那个时候，我觉得这很罕见——只是很奇怪。”当这两只蜥蜴摆出“甜甜圈”的姿势——一种扭曲的交配姿势——时，他拍下了照片。

克鲁斯现在是德克萨斯大学奥斯汀分校的动物学和心理学教授，他认为鞭尾鱼不可能只是在玩。他在那天所看到的对于他长达数十年的研究这些蜥蜴性行为的神经基础至关重要。对他来说，在动物室的那一天开启了一个全新的生物认知世界。自那以后，他和其他研究人员证明孤雌生殖——即无性生殖的能力——与我们对生殖和进化关系的理解比任何人都相信的更相关。

S.“前”远非生育的完美方式。它给一个物种带来了巨大的成本，这个成本被称为“雄性”。如果一个物种中大约50%是由不能生育的雄性组成的，那么相对于另一个主要由能够自主繁殖的雌性组成的物种，这个物种处于严重的生殖劣势。

和搬入新领域时，自己繁殖的动物具有很大的优势，因为她不需要伴侣才能富有成效和繁多。她的每一个婴儿也将产生自己的后代。性繁殖“看起来像是一件简单的事情，但是从进化的角度来看，它效率低下，”俄亥俄州州立大学的单位英语蝾螈博罗德顿说。“如果每个人都是女性，那就太容易了。”

大脑不会预先接线，以行动男性或女性，而是由性染色体，荷尔蒙，环境和经验组织。

尽管存在缺点，但性似乎确实为一个物种提供了无可争议的优势。它重组个体的基因，使整个物种能够保持其所需要的特征多样性，以应对未来可能面临的任何挑战——更快的捕食者、变化的气候、巨大的彗星撞击。这样，整个物种就可以从任何随机出现在一个个体上的有用突变中获益。性行为还可以保护任何一个个体免受近亲繁殖的伤害，因为近亲繁殖背负着太多的隐性基因，而这往往是危险的。塔尔萨大学(University of Tulsa)的进化生物学家和遗传学家沃伦·布斯(Warren Booth)说:“遗传多样性一直被视为适应不断变化的环境的方式。”

通过这种逻辑，单性发生是一种进化的cul-de-sac。在他们之间的一个基本上单一基因组的单调人群应该对存活的挑战造成灾难性地毫无准备。然而，沙漠草原追逐蜥蜴茁壮成长。这也不孤单。由于DNA检测变得便宜，但营养繁殖开始揭示自己的一些黑暗秘密，即某些物种以来自从达尔文在HMS比格猎犬的航行之前藏起生物学家。一些研究人员已经开始怀疑它可能并不是一种糟糕的生存方式。

In the early 2000s, Peter Baumann, a Howard Hughes investigator and molecular biologist at the Stowers Institute for Medical Research in Kansas City, started poking around inside the cells of whiptails for a better understanding of how some members of the whiptails’ genus reproduce sexually while others are parthenogenic—and whether unisexuality really is an evolutionary dead end. Back in the 1960s, researchers had discovered that individual unisexual whiptails are more genetically diverse than would be expected for a species that reproduces by cloning. In work that he hasn’t yet published, Baumann has found just as much genetic diversity in unisexual whiptails at some points in the genome as in closely related sexual species—in other parts, there’s far less.

今年早些时候，来自美国自然历史博物馆的团队比较了易受测性的特征，例如腹部鳞片，或右腿的毛孔，从七代一线占性冠军的一系列性再现物种。阳离神病表现出与性再现鲸尾的身体变异性同样多，即使倒数转移都具有相同的DNA。

那有可能吗？一个原因是沙漠草原鲸鱼开始作为混合动力车。整个血统是两个密切相关的林尾种类的产物，显然有数千年前的性冒险。杂交地幸存下来繁荣，可能是因为它们如此差异：它们从两种不同物种中获得基因的好处，这降低了遗传危险隐性基因变体的两份拷贝的可能性。

也许是因为她的父母之间的不匹配，沙漠草原鲸鱼队诞生了三套DNA，1965年发现了刘易斯手抄网。而不是每种细胞中的基因组的通常两份，她有两个来自她的杂交母亲，而且一个来自她的父亲，谁是一个不同的物种。对于任何给定的基因，她可能有三种略有不同的版本，增加了其中一个结果的赔率。“很明显，拥有额外的基因是一个优势，”Baumann说，虽然蜥蜴的身体究竟是如何调节和控制那些额外的基因，以利用他们的品种是一个谜。

在2010年的一项研究中，鲍曼还发现鞭尾鱼使用一种特殊的机制来在许多代中保存这种遗传多样性。正常情况下，在有性繁殖的动物中，大部分亲代DNA会在卵子和精子细胞形成过程中被抛弃:基因组自身复制后，互补的染色体会彼此并排排列并“交叉”，交换DNA片段。例如，在女性体内，当她产生一个卵子时，最初来自她父亲的21号染色体的副本与最初来自她母亲的21号染色体重组。这种基因重组在她的每个卵子中创造了一个独特的父母基因组组合。同样的事情也发生在精子中。这就是为什么兄弟姐妹之间会如此不同——每个孩子都有不同的父母遗传基因。

正如这种情况发生，大约一半的祖传遗传变异也丢失了。这对性物种来说不是问题，其中蛋细胞与基因上不同的精子结合。但在一个单调的物种中，它是坏消息：当染色体重组并在每一代内交叉时，越来越多的变异都丢失，并且越来越多的基因具有相同变体的多个拷贝（等位基因）。最终，后代世代将具有相同的等位基因每一个基因组中的基因，将它们拟对隐性遗传疾病。它就像一块旧盒式磁带一遍又一遍地重复，每次都会失去一点信息。

在那篇论文中，鲍曼解释了鞭尾鱼如何定制卵子形成过程，以防止基因变异的丢失。当鞭尾卵形成时，基因组第二次复制自己。额外的DNA可以对这一过程进行微调，因此只有已经完全相同的染色体才能交易遗传物质。因为它们是一样的，重组和交叉不会改变什么:产生的卵细胞，很快就会变成一个新的鞭尾小蜥蜴，一半的DNA来自于雌性蜥蜴很久以前的雌性祖先，另一半来自于她很久以前的雄性祖先。所有的遗传信息都保留给下一代，这是一种无损繁殖的形式。因此，每一代单性鞭尾动物都保持着前一代的基因多样性。

更重要的是，进化生物学家创造的数学模型表明，良好的突变实际上可以在主要占舱母的人群中蔓延。¹如果它每10或20代刚刚发生一次，性别的好处似乎都在出现一次;作为最近的一篇论文，只有5到10％的性能再现，足以获得每次这样做的遗传优势。但是，在抛开模型，长期以来没有太大的直接实验证据，即营养性可以在较长的运输中取得成功。

T.帽子可以解释单亲发生如何是鲸鱼的成功战略。但为什么他们会有假性？究竟是船员在1979年夏天在他的实验室看到了船员？答案与物种中性别角色的复杂性有关。

沙漠草原鞭尾草并不是单一的性别角色。他们每个人都可以在不同的时间扮演“男性”或“女性”，他们可以来回切换。在大多数有性行为的物种中，性行为是由两组不同的染色体(XX和XY)、影响大脑发育的不同行为相关激素以及成年后不同的激素模式决定的。不知为何，鞭尾鱼在没有任何这种机制的情况下复制了雄性的行为。劳伦·奥康奈尔(Lauren O’connell)曾是克鲁斯实验室的一名研究生，现在是哈佛大学鲍尔研究员，她正在研究沙漠草原鞭尾草转变为雌雄同体的基因变化。她发现，在这些动物中，一个通常由睾丸激素和其他“雄性”激素开启或关闭的基因，现在却对黄体酮敏感，而黄体酮此前被认为是维持妊娠最重要的激素。

孕酮是女孩蜥蜴像男孩一样的触发器。²在沙漠草原鞭尾鱼排卵之前，当她的孕激素水平低而雌激素水平高时，她扮演着雌性角色。从技术上讲，这是“假性”:它可能看起来是假的，但对蜥蜴来说，这是完全真实的，它会触发荷尔蒙变化，开始她的生殖过程。假性刺激“接受性”伴侣(被咬的那个)体内的卵子通过重新同步她的荷尔蒙节律开始发育。排卵期后，随着孕激素的增加，她会表现得像个男人。当它骑上去咬另一只雌性时，它体内可能已经有卵在发育了。

性别远非完美的繁殖方式。它给一个物种带来了巨大的成本，这个成本被称为“雄性”。

蜥蜴没有机会伪造的伪装，不要躺在20世纪80年代中期的几项研究中发现的鸡蛋。他后来在2008年表明，脑的两个区域 - 中间偏见区域和下丘脑的口腔内核 - 都参与了两种行为，阴阳风格。在雄性的行为期间，内侧偏见区域变得更加活跃，下丘脑核静静。在女性的行为期间，这是相反的。^3,4

蜥蜴的大脑里有雄性和雌性的可能性，就在等待正确的输入。“大脑本质上是双性的，”克鲁斯认为。但对于有两种性别的物种，“它只是倾向于一个或另一个方向。”他说，这在鞭尾上很明显，但在某种程度上，对一般动物的大脑来说也是如此。这些孤雌者向我们展示了我们对性的假设的局限性。大脑并不是天生就会表现出男性或女性的行为，克鲁斯说，而是由性染色体、激素、环境和经验组织起来的。假性行为使有关男性荷尔蒙和女性荷尔蒙、男性基因和女性基因的简单假设变得复杂。“所有脊椎动物都有这些相同的基因，”克鲁斯说。“它实际上是由相同的演奏者组成的管弦乐队，但他们演奏不同的曲调。”

他说，对我们来说也是如此。他是第一个展示同性互动的生物成分的人，他的研究是由早期同性恋和女同性恋活动家支持的。在他的脑海里，从早些时候就明确了性行为不是二元，但最近只有更广泛的文化赶上了那个现实。“人们是动物，”他说。“我们只是一只动物，曾经有一个社会和文化。”

但是，实际的单性发生，永远不会为我们或任何其他哺乳动物为这些蜥蜴工作。在哺乳动物卵和精子中，一些基因被永久关闭或根据它们是否从父母或母体侧遗传而接受。如果这种互补系统被扰乱，胚胎无法正常发展。因此，如果我们在我们的祖先中占疗法，他们将潜伏在脊椎动物过去。

然而，在那悠久的演化历史中，创造新的单调物种的杂交可能并不那么稀少。杂交十字架随后是单性发生可能一直是一种坩埚，它始终是生成像沙漠草原鲸鱼的新颖单调物种 - 不慢慢且逐渐逐渐多次，但突然间，在一个性行法中。如果他们创造的混合动力是单调的，那么新的线路将从Get Go开始生殖孤立。Presto：即时形态。

这是鲍曼发现引人注目的论点。在他的实验室中，他的团队于2014年在2014年创建了自己的杂种疗法，当时有两种鲸鱼队：具体而言，一点条纹鲸鱼（性物种）和奇瓦华被察觉的鲸鱼（通常是寄生虫）再现。虽然大多数由此产生的婴儿都是无菌的，但它们确实产生了四种新的疗中杂交种，每种血管生成杂交种，每个杂交种具有四个基因组 - 一种初期的新物种。

由于它发生在实验室中如此自然，Baumann和他的合作者已经开始寻找同样的十字架漫游新墨西哥的鼠尾草磨砂。他们怀疑，因为它看起来很像父母 - 一个纤细的，黄褐色的条纹蜥蜴，长尾尾巴在天空中洗净 - 它已经存在。这只是没有人认识到他们。

Kat McGowan是一名基于伯克利，加利福尼亚州和纽约市的独立记者。在推特上找到她@mcgowankat.。

参考文献

1. Servedio，M.R.，等等。只是一种理论——数学模型在进化生物学中的应用。PLOS生物学12.e1002017(2014)。

2. Moore，M.C.，Whittier，J.M.，＆Crews，D.性类固醇激素在卵巢循环期间的全雌性，单性蜥蜴与伪行为相关。一般和比较内分泌学60.，144-153（1985年）。

3.两性的大脑:孤雌生殖和性生殖蜥蜴的性行为差异和性别差异。大脑研究663, 163 - 167(1994)。

4.韦德，J.＆Clews，D。生殖状态与“性”二核脑区之间的关系性复制和单性鲸尾蜥蜴。比较神经病学杂志309，507-514（1991）。