只產生雄性後代(“產雄單性生殖”)或雌性後代(“產雌單性生殖”)的生殖。即有性生殖中的雌配子(卵子)不經受精便獨自發育成新一代個體。也稱孤雌生殖或單性生殖。是一種普遍存在於一些較原始動物種類身上的生殖現象。
基本介紹
- 中文名：單次生殖
- 外文名：parthenogenesis
- 別名：孤雌生殖
- 學科：生物遺傳學
- 舉例：蛙類
概述,生殖起源,生殖類型,生殖方式,相關區別,優劣,
概述
單次生殖亦稱單性發生或孤雌生殖。其原來的含意是雌性、雄性沒有關係，而是單獨地能產生新個體的一種生殖方法。此時，新個體是起源於生殖細胞的卵子，不經受精而單獨產生的，在這一點上和無性生殖是不同的，它是屬於有性生殖。
簡單來說就是生物不需要雄性個體，單獨的雌性也可以通過複製自身的DNA進行繁殖。
生殖起源
美國肯塔基大學生殖生物學博士後劉璟表示，首先應當問“為什麼有有性生殖”？她說，單細胞生物，比如細菌，是採用簡單的分裂方式繁殖的，它們絲毫不知道“兩性”的存在。低等生物比如水螅，可以通過“出芽”產生新的個體。這類無性生殖的方式多快好省，就好比人多長出一個手指來，然後手指自己掉下來，長成了一個小人兒，完全省去了“搞對象”的麻煩。那么，為什麼有性生殖會在演化中出現，並且成為演化的主流呢？
劉璟表示，大多數理論認為有性生殖能產生更多的基因組合，增加適應性演化的幾率，防止有害突變的積累。也就是說，有性生殖產生的多樣化的基因組合後代，其中一些後代能適應環境變化而生存下來；如果是無性生殖，後代基因總是一成不變，當環境發生改變時，所有後代可能都無法適應新環境。
最早的有性生殖的產生可能是因為有些細菌會融合在一起，然後再進行分裂。後來出現了兩個生物個體各出一個“配子”，然後配子結合形成新的生命。在二者的博弈中，生物形成了兩種完全不同的策略：一類生物提供具有極少營養物質的配子，也就是精子，可以支持“廣種薄收”；另一類生物提供具有大量營養物質的配子，也就是卵子，保證“成功率”。雄性和雌性的差別由此產生。
事實上，人們對有性生殖是如何起源知之甚少，從細胞遺傳學的角度，人們提出了共生起源學說、細胞分裂誤記說和DNA糾錯說等。有學者認為，在很多動植物中，“性”往往與休眠現象聯繫在一起，產生後壁孢子、種子或休眠卵，即休眠起源說，但分子機制有待進一步揭示。
生殖類型
（一）偶發性單次生殖 (sporadic parthenogenesis)：偶發性單次生殖是指某些昆蟲在正常情況下行兩性生殖，但雌成蟲偶爾產出的未受精卵也能發育成新個體的現象。常見的如家蠶、一些毒蛾和枯葉蛾等。
（二）經常性單次生殖 (constant parthenogenesis)：經常性單次生殖也稱永久性單次生殖。這種生殖方式在某些昆蟲中經常出現，而被視為正常的生殖現象。可分為兩種情況 ：
1、在膜翅目的蜜蜂和小蜂總科的-些種類中，雌成蟲產下的卵有受精卵和未受精卵兩種，前者發育成雌蟲，後者發育成雄蟲。
2、有的昆蟲在自然情況下，雄蟲極少，甚至尚未發現雄蟲，幾乎或完全行單次生殖，如一些竹節蟲、粉虱、蚧、薊馬等。
（三）周期性單次生殖(cyclical parthenogenesis)：周期性單次生殖也稱循環性單次生殖。昆蟲通常在進行1次或多次單次生殖後，再進行1次兩性生殖。這種以兩性生殖與單次生殖交替的方式繁殖後代的現象，又稱為異態交替(heterogeny)或世代交替(alternation of generations)。如棉蚜從春季到秋末，進行單次生殖10一20餘代，到秋末冬初則出現雌、雄兩性個體，並交配產卵越冬。
生殖方式
（二）卵核與極體融合型單次生殖：即卵原細胞正常進行減數分裂，產生3個極體和1個卵細胞，其中卵細胞與任意極體隨機結合，形成“極體-卵細胞-受精卵”，並由此細胞發育成後代個體的現象（後代為2倍體）。
（三）分裂核融合型單次生殖：卵原細胞在進行減數第一次分裂時正常分裂，但不進行減數第二次分裂，最終形成了1個極體和一個“雙套卵”（diploid），由於它攜帶有母體的全套遺傳物質，自然可以獨立地發育為後代個體（後代為2倍體）。在一些偶發實例中，有的卵細胞形成後，因某種原因自然加倍，可以獨立發育為後代個體（後代也是2倍體），也算作這種情況。
（四）極體融合型單次生殖：即卵原細胞正常進行減數分裂，產生3個極體和1個卵細胞，但任意兩個極體間發生了融合，形成了“極體-極體”融合細胞，由於此細胞也攜帶有母體全套遺傳物質，也可以獨立發育為後代個體（後代是2倍體）。
以上四種情況在 蛾、蝶 中均有發現。
相關區別
1.區別於無性生殖，是由生殖細胞而非體細胞完成的繁殖現象。
2.產生的個體多數為單倍體，或者是進行重組之後的2倍體，而非無性生殖產生的和母體遺傳物質完全相同的個體，所以通常把孤雌生殖歸類於有性生殖，而非無性生殖。
優劣
有性生殖顯然大有好處，但是也有很多問題。
首先，有性生殖要耗費大量的能量。添加性交本身就已經比分裂生殖更麻煩了，更何況還要“尋找配偶”。如果同種生物的密度大還好說，像駝背鯨那樣幾百公里不見一頭的生物就麻煩了。所以座頭鯨一直“唱歌”以求知己。如果只是耗費能量還好，這個過程還很危險，因為不但伴侶能收到你的信號，捕食者也可以。無論是鳥鳴、蛙叫還是蟬噪，小動物們都懷著對雲雨之歡的嚮往一展歌喉，可招來的往往是野貓和獵隼。
尋找異性已經夠麻煩，跟同性競爭更耗費能量。無論是羚羊的鐵頭對攻還是松雞賽羽，都只為取得一個延續後代的機會。如果這種求偶競爭最終演化出累贅的身體器官，比如愛爾蘭麋過分臃腫的大角或者孔雀的長尾羽，那么這類生物本身都要受到被捕殺的威脅。
對於社會性生物來說，有性生殖嚴重威脅“安定團結”。人類中不斷發生的情感糾紛就不用說了，就連看起來“安分守己”的工蜂和工蟻都有可能為了自己能夠繁殖對女王造成威脅，揭竿而起。還有一點，大家可能沒有注意到，有性生殖產出的子女再親，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著巨大的“退化驅動力”，簡單地說，只要環境允許，能簡單就簡單，能懶就懶。如果身處沒有地面天敵的環境，鳥類就會放棄飛行的能力。同樣，很多生境中的動物都會退回“不用交配就能生育”的狀態，也就是“單次生殖”。比如母蚜蟲，如果食物充足，它會抓緊時間進行單次生殖，能繁殖幾代就繁殖幾代，到秋末冬初時才會產生雌、雄兩性個體，兩者交配產卵越冬。
