你知道嗎？母親節(jié)可不是female的專利哦！在《西游記》中，唐僧師徒四人途徑女兒國時，誤飲了子母河的水，便覺腹中作痛，上演了一場男人懷孕的奇遇。當(dāng)然這只是神話小說，而在自然界或人類的干預(yù)下，有些雄性確實可以“生孩子”。

海馬爸爸：自己生子更放心些

海馬，屬刺魚目海龍科，因頭部彎曲呈馬頭狀而得名。雄海馬腹部具有育兒囊，而雌性卻沒有。

每年的5月到8月，是海馬的繁殖期。兩只發(fā)情的海馬會來到海草中，尾部纏繞在一起轉(zhuǎn)個不停，并不斷變換著身體的顏色。不久之后，雄海馬把海水注入腹部的育兒囊，育兒囊吸水膨脹張開，雌海馬趁機插入輸卵管，迅速排入約兩百個卵子。隨后雄海馬的肚子大了起來，只得找根海草躲起來待產(chǎn)。

在孕育的過程中，雄海馬的體內(nèi)分泌了大量的催乳素，只是雄海馬并不會分泌乳汁，而只是為育兒囊裝滿氧氣。卵在育兒囊中受精，受精卵分裂后育兒囊內(nèi)壁的疏松結(jié)締組織伸出一些突起包裹起胚胎。同時在結(jié)締組織內(nèi)有大量的毛細血管出現(xiàn)，這些變化都有利于胚胎和成體之間進行物質(zhì)交換。育兒囊為胎兒營造了類似海水的液體環(huán)境，使得小海馬一出生就可以適應(yīng)周圍的海洋。

“懷胎倆月”的爸爸終于要卸下包袱，發(fā)育成熟的海馬寶寶開始大量孵化，成百上千的小海馬從雄海馬的育兒囊中“井噴”而出。

圖1海馬產(chǎn)子（圖片來源：https：//www.cqtimes.cn/）

從理論上講，雄性的使命是為了繁殖更多的后代。比起把兒女托付給雌性，雄海馬可能覺得放在自己的肚子里更放心些吧。

不過說到底雄海馬不過是搶了雌性的工作，充當(dāng)著代孕的角色罷了，而有些“男人”更厲害，不要雌性照樣生的出孩子。

花粉：離體培養(yǎng)成單倍體

在時間的長河里，地球上各式各樣的生命不過都是曇花一現(xiàn)罷了。通過生殖，生物可以將DNA傳給后代，從而使種群得以延續(xù)。

除了我們熟知的有性生殖，在自然條件或人為作用下還存在一些特殊的有性生殖方式。

正常的有性生殖是由受精卵開始，但在特殊情況下精子或卵細胞可以不經(jīng)結(jié)合而各自直接發(fā)育成形，這種方式叫做單性生殖。由單性生殖而來的個體，僅具有原生物體一半的染色體組數(shù)，因此被稱作單倍體。

由卵細胞直接發(fā)育成個體的方式稱作孤雌生殖；由精子直接發(fā)育成個體的方式則稱作孤雄生殖。

孤雌生殖在生物界較為常見，蜜蜂、蚜蟲、錘頭鯊，都有孤雌生殖的現(xiàn)象，自然條件下許多植物不經(jīng)過受精作用就能產(chǎn)生無籽果實。而相比之下，孤雄生殖卻極為罕見。

被子植物的雄蕊由著生在花絲上的花藥構(gòu)成，花藥的囊中裝滿了的“花粉?！保泳蛠碓雌渲?。

圖2被子植物花蕊結(jié)構(gòu)（圖片來源：https：//www.51wendang.com/）

以植物花藥（粉）培養(yǎng)為基礎(chǔ)的單倍體育種，可以縮短育種周期，創(chuàng)造遺傳和育種的新材料，具有十分重要的意義。

但自然界產(chǎn)生單倍體的頻率卻很低，僅在0.001%~0.01%之間。

直到1964年，印度科學(xué)家首次從茄科植物毛曼陀羅的離體花藥中成功誘導(dǎo)出單倍體植株，這一方法引起了科學(xué)界的關(guān)注，在各國科學(xué)家的努力下，花藥（粉）培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體植株的技術(shù)日趨成熟。

花粉粒可以通過兩種方式產(chǎn)生單倍體植株：

由花粉分裂形成胚狀體，再由胚狀體形成植株。

由花粉分裂形成愈傷組織，再由愈傷組織分化出根和芽，進而形成植株。

在花粉離體培養(yǎng)中，人為改變了花粉粒的發(fā)育途徑，使其配子體發(fā)育途徑終止，轉(zhuǎn)向孢子體發(fā)育。因此嚴格來講，花粉培養(yǎng)并不是完全意義上的孤雄生殖。

孤雄生殖技術(shù)

與植物相比，動物界的孤雄生殖在自然界中極為罕見，人工試驗也是步履維艱。腦洞大開的科學(xué)家們，竟想到利用牛的精子進行孤雄生殖，實現(xiàn)“公雞下蛋”的神話。

什么是孤雄生殖技術(shù)？

孤雄生殖技術(shù)主要是指將兩個精子移植到去核的卵母細胞中，進一步促進其活化和胚胎發(fā)育。

孤雄生殖的神奇之處在于計劃生育，即可以人為控制性別：

若用兩個X精子作為供體，可產(chǎn)生雌性后代。

若用一個X精子和一個Y精子作為供體，則可產(chǎn)生雄性后代。

為何要研究孤雄生殖技術(shù)？

我國每年要從國外引入優(yōu)良品種家畜，用于改善地方品種。優(yōu)良公畜個體的引進往往耗費大量人力財力，而引進優(yōu)良公畜的精液較為容易。

但問題是以受精方式產(chǎn)生的后代中只有一半遺傳物質(zhì)來自精液，久而久之容易陷入“引種—維持—退化—再引種”的惡性循環(huán)。體細胞克隆技術(shù)是解決問題的一種途徑，但因生產(chǎn)上的局限性不能得到廣泛應(yīng)用。而“孤雄生殖技術(shù)”為解決這一問題提供了可能。

基因組印記——孤雄生殖的障礙

哺乳動物為二倍體生物，即具有兩套遺傳物質(zhì)，一套來自母方，一套來自父方。相應(yīng)的，基因也是兩個拷貝。一般情況下基因的兩個拷貝都可以表達，但在某些特殊情況下只有母源或父源一方的基因可以表達，而另一方的基因無法表達。這種現(xiàn)象稱作基因組印記，這種被“烙上印記”的基因稱作印記基因。

而哺乳動物胚胎的正常發(fā)育則需要父源和母源基因組的共同參與：

父源基因組主要參與胚外組織的發(fā)育

母源基因組主要參與胎兒的形成與發(fā)育

兩者分工合作，缺少任意一方，胚胎都無法正常發(fā)育。

在哺乳動物早期原核移植試驗中，科學(xué)家將小鼠的精子和卵母細胞結(jié)合后形成含有一個雌原核和一個雄原核的野生型合子，而后將合子中的雄原核替換成雌原核，得到雙雌核胚胎，將合子中的雌原核替換成雄原核，得到雙雄核胚胎。

實驗表明雌核胚胎與雄核胚胎均發(fā)育異常。

因此，基因組印記被認為是哺乳動物雙雌核發(fā)育胚胎、雙雄核發(fā)育胚胎發(fā)育異常的主要原因。

圖3原核移植試驗（圖片來源：肖遙等，2009）

印記基因的表達調(diào)控是解決孤雄生殖胚胎發(fā)育難題的關(guān)鍵。未來這一問題必將使孤雄生殖的研究邁向新的高度！

參考資料：

[1]肖遙，李想，張鑫，等。家畜動物引種新思路：孤雄生殖研究應(yīng)用前景[C]//中國奶業(yè)協(xié)會全國牛病防治學(xué)術(shù)研討會。2009。

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來源：科學(xué)大院