单次生殖

　　只产生雄性后代(“产雄单性生殖”)或雌性后代(“产雌单性生殖”)的生殖。即有性生殖中的雌配子(卵子)不经受精便独自发育成新一代个体。也称孤雌生殖或单性生殖。是一种普遍存在于一些较原始动物种类身上的生殖现象。

　　概述

　　单次生殖亦称单性发生或孤雌生殖。其原来的含意是雌性、雄性没有关系，而是单独地能产生新个体的一种生殖方法。此时，新个体是起源于生殖细胞的卵子，不经受精而单独产生的，在这一点上和无性生殖是不同的，它是属于有性生殖。1

　　简单来说就是生物不需要雄性个体，单独的雌性也可以通过复制自身的DNA进行繁殖。

　　生殖起源

　　美国肯塔基大学生殖生物学博士后刘璟表示，首先应当问“为什么有有性生殖”？她说，单细胞生物，比如细菌，是采用简单的分裂方式繁殖的，它们丝毫不知道“两性”的存在。低等生物比如水螅，可以通过“出芽”产生新的个体。这类无性生殖的方式多快好省，就好比人多长出一个手指来，然后手指自己掉下来，长成了一个小人儿，完全省去了“搞对象”的麻烦。那么，为什么有性生殖会在演化中出现，并且成为演化的主流呢？

　　刘璟表示，大多数理论认为有性生殖能产生更多的基因组合，增加适应性演化的几率，防止有害突变的积累。也就是说，有性生殖产生的多样化的基因组合后代，其中一些后代能适应环境变化而生存下来；如果是无性生殖，后代基因总是一成不变，当环境发生改变时，所有后代可能都无法适应新环境。

　　最早的有性生殖的产生可能是因为有些细菌会融合在一起，然后再进行分裂。后来出现了两个生物个体各出一个“配子”，然后配子结合形成新的生命。在二者的博弈中，生物形成了两种完全不同的策略：一类生物提供具有极少营养物质的配子，也就是精子，可以支持“广种薄收”；另一类生物提供具有大量营养物质的配子，也就是卵子，保证“成功率”。雄性和雌性的差别由此产生。

　　事实上，人们对有性生殖是如何起源知之甚少，从细胞遗传学的角度，人们提出了共生起源学说、细胞分裂误记说和DNA纠错说等。有学者认为，在很多动植物中，“性”往往与休眠现象联系在一起，产生后壁孢子、种子或休眠卵，即休眠起源说，但分子机制有待进一步揭示。2

　　生殖类型

　　（一）偶发性单次生殖 (sporadic parthenogenesis)：偶发性单次生殖是指某些昆虫在正常情况下行两性生殖，但雌成虫偶尔产出的未受精卵也能发育成新个体的现象。常见的如家蚕、一些毒蛾和枯叶蛾等。

　　（二）经常性单次生殖 (constant parthenogenesis)：经常性单次生殖也称永久性单次生殖。这种生殖方式在某些昆虫中经常出现，而被视为正常的生殖现象。可分为两种情况 ：

　　1、在膜翅目的蜜蜂和小蜂总科的-些种类中，雌成虫产下的卵有受精卵和未受精卵两种，前者发育成雌虫，后者发育成雄虫。

　　2、有的昆虫在自然情况下，雄虫极少，甚至尚未发现雄虫，几乎或完全行单次生殖，如一些竹节虫、粉虱、蚧、蓟马等。

　　（三）周期性单次生殖(cyclical parthenogenesis)：周期性单次生殖也称循环性单次生殖。昆虫通常在进行1次或多次单次生殖后，再进行1次两性生殖。这种以两性生殖与单次生殖交替的方式繁殖后代的现象，又称为异态交替(heterogeny)或世代交替(alternation of generations)。如棉蚜从春季到秋末，进行单次生殖10一20余代，到秋末冬初则出现雌、雄两性个体，并交配产卵越冬。

　　生殖方式

　　（一）均等分裂型单次生殖：即卵原细胞正常进行减数分裂，产生3个极体和1个卵细胞，其中卵细胞独立发育为后代个体的现象。（后代为单倍体）

　　（二）卵核与极体融合型单次生殖：即卵原细胞正常进行减数分裂，产生3个极体和1个卵细胞，其中卵细胞与任意极体随机结合，形成“极体-卵细胞-受精卵”，并由此细胞发育成后代个体的现象（后代为2倍体）。

　　（三）分裂核融合型单次生殖：卵原细胞在进行减数第一次分裂时正常分裂，但不进行减数第二次分裂，最终形成了1个极体和一个“双套卵”（diploid），由于它携带有母体的全套遗传物质，自然可以独立地发育为后代个体（后代为2倍体）。在一些偶发实例中，有的卵细胞形成后，因某种原因自然加倍，可以独立发育为后代个体（后代也是2倍体），也算作这种情况。

　　（四）极体融合型单次生殖：即卵原细胞正常进行减数分裂，产生3个极体和1个卵细胞，但任意两个极体间发生了融合，形成了“极体-极体”融合细胞，由于此细胞也携带有母体全套遗传物质，也可以独立发育为后代个体（后代是2倍体）。

　　以上四种情况在 蛾、蝶 中均有发现。

　　相关区别

　　1.区别于无性生殖，是由生殖细胞而非体细胞完成的繁殖现象。

　　2.产生的个体多数为单倍体，或者是进行重组之后的2倍体，而非无性生殖产生的和母体遗传物质完全相同的个体，所以通常把孤雌生殖归类于有性生殖，而非无性生殖。

　　优劣

　　有性生殖显然大有好处，但是也有很多问题。

　　首先，有性生殖要耗费大量的能量。添加性交本身就已经比分裂生殖更麻烦了，更何况还要“寻找配偶”。如果同种生物的密度大还好说，像驼背鲸那样几百公里不见一头的生物就麻烦了。所以座头鲸一直“唱歌”以求知己。如果只是耗费能量还好，这个过程还很危险，因为不但伴侣能收到你的信号，捕食者也可以。无论是鸟鸣、蛙叫还是蝉噪，小动物们都怀着对云雨之欢的向往一展歌喉，可招来的往往是野猫和猎隼。

　　寻找异性已经够麻烦，跟同性竞争更耗费能量。无论是羚羊的铁头对攻还是松鸡赛羽，都只为取得一个延续后代的机会。如果这种求偶竞争最终演化出累赘的身体器官，比如爱尔兰麋过分臃肿的大角或者孔雀的长尾羽，那么这类生物本身都要受到被捕杀的威胁。

　　对于社会性生物来说，有性生殖严重威胁“安定团结”。人类中不断发生的情感纠纷就不用说了，就连看起来“安分守己”的工蜂和工蚁都有可能为了自己能够繁殖对女王造成威胁，揭竿而起。还有一点，大家可能没有注意到，有性生殖产出的子女再亲，也只有自己的一半基因，哪有“克隆”和自己那么相像？

　　大自然中的生物中存在着巨大的“退化驱动力”，简单地说，只要环境允许，能简单就简单，能懒就懒。如果身处没有地面天敌的环境，鸟类就会放弃飞行的能力。同样，很多生境中的动物都会退回“不用交配就能生育”的状态，也就是“单次生殖”。比如母蚜虫，如果食物充足，它会抓紧时间进行单次生殖，能繁殖几代就繁殖几代，到秋末冬初时才会产生雌、雄两性个体，两者交配产卵越冬。

　　本词条内容贡献者为:

　　张勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院