对于所有的生物来说，生殖方式只有两种，有性生殖和无性生殖。其中， 有性生殖对于生物来说又是最为重要的生殖方式之一。有性生殖是很容易理解的，即经过两性生殖细胞的结合，形成了受精卵，受精卵又发育成了个体。
在有性生殖当中，又有一种非常特别的方式。有的动物繁殖并不一定需要雄性的参与，只要有雌体来产卵就可以了，也就是说不需要有精子的参与，就可以发育成新的个体了。一般来说，卵直接发育成的后代均为雌性个体。对于有的生物来说，往往是两性生殖与孤雌生殖并存的，比如蜜蜂和蚜虫。
但问题又来了，许多脊椎动物，如青蛙和鱼类都可以进行孤雌生殖，但是哺乳动物却不行，这是为什么？
哺乳动物为何无法进行孤雌生殖？
对于高等的哺乳动物来说，只有雄性的精子和雌性的卵子结合之后才能产生后代，后代具有来自双亲的遗传物质。哺乳动物为了能够保证基因的多样性，还特别进化出了可以区分卵细胞和精子的基因组，我们称为印记基因。
我们有的基因表达来自父亲，有的来自母亲，这些基因会在受精的过程中，让受精卵的某些等位基因表达，而有的不表达。这种基因组印记是通过表观遗传学的甲基化实现的，基因组印记的存在，阻碍了孤雌生殖的实现。
从进化的角度上来看，印记基因是卵细胞和精子在相互博弈当中达到的一种微妙平衡，这种平衡是无法轻易打破的。
如果我们把印记基因去掉会怎样？
既然是印记基因阻碍了孤雌生殖的实现，那么我们就将它去掉好了。早在十几年前，东莞南京农业大学的河野友宏教授团队就按照这个思路，敲掉母鼠身上一个最强有力的雌性印记基因还有其他的基因元件，这让这只母鼠身上表达了强力的雄性印记基因。
下一个步骤是从改造后的母鼠身上提取卵子，然后再用另一个卵子来将其催熟，于是得到了一些表达上类似于雄性基因的卵子。实验进行得异常顺利，人类历史上首批孤雌生殖小鼠诞生了，但是没有想到这些小鼠生下来之后都有严重的发育缺陷。
在此后的研究当中，科学家也终于培育出了稳定健康的小鼠，但实际上这些小鼠并不是真正的孤雌生殖，毕竟它们是由两个卵子形成的，而且基因缺陷的概率非常大。
实现真正的孤雌生殖
科学家仍想探究，我们究竟要如何才能让真正地实现孤雌生殖，也就是说诞生的小鼠只有一位母亲，且没有父亲。
除了暴力拆除，科学家发现，DNA甲基化能够化学修饰DNA，在不改变序列的前提下，直接改变遗传表现。如果我们针对某些关键的基因来进行甲基化和去甲基化，那么我们就有可能实现孤雌生殖。
于是，在2022年3月7日，上海交通大学医学院附属仁济医院生殖医学中心魏延昌等人在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表了相关的研究论文，这意味着人类实现了孤雌生殖。
魏延昌团队最终在卵母细胞中确定了 7 个需要被表达或沉默的基因，其中 2 个是父系印记基因，剩余的均是母系印记基因。对父系基因甲基化，让其沉默，然后对母系印记基因去甲基化令其表达。这样的条件下生成的小鼠不太健康。科学家继续进行了改进，它们发现小鼠的Rasgrf1 基因表达水平较低，于是对这个基因也进行了去甲基化修饰之后，诞生的小鼠更加健康了，而且具有正常的生殖能力。
在整个大自然当中，单性生殖并不少见，但是却不存在于哺乳动物当中。为了确保基因的多样性，哺乳动物还进化出了背道而驰的印记基因，让单性生殖成为不可能。
然而，对于科学来说，研究哺乳动物的孤雌生殖是具有重大意义的。科学家的本质就是探索未知，是人类不断认识自己、认识宇宙的过程，探索生殖的奥秘，能帮助我们解开生存的秘密。在了解了我们的生殖之后，或许未来能够避免人类在进化中走入死胡同。
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