地球上唯一一种雄性生育的动物（两只雄性动物也能繁衍后代）

生殖是地球上所有生物将基因遗传给后代、保障种群顺利延续的必要手段。根据生殖方式的不同，可以将生物的生殖方式划分为有性生殖和无性生殖，其中无性生殖的种类比较多，像分裂生殖、出芽生殖、营养生殖、孢子生殖等都属于这个类型，低等级的生物普遍采用这些方式。而对于地球上的高等级动物来说，更多的采用有性生殖方式，即成年的雌性和雄性个体，分别贡献不同的生殖细胞，然后组合形成受精卵，继续通过细胞的不断分裂和生长壮大，形成一个新个体。也就是说，应用有性生殖的方式进行繁衍，在我们的传统观念中，必须要“有公有母”才可以。

有性生殖繁衍后代的途径，依靠的是将上一代雌、雄两种生殖细胞进行结合，从而后代个体的遗传性状会来自父母双方，两种配子的结合，将会组合不同的遗传物质于新的个体中，有效提高遗传的多样性，这样就会带来至少三个方面的优势：

一是基因的组合，可以在一定程度上强化基因的变异，能够提高子代适应自然环境的能力。二是后代个体在适应自然环境的过程中，可以将有利的基因突变更有效地在种群中进行传播。三是在“优胜劣汰”作用的影响下，那些产生不利基因突变的个体会被淘汰，从而有效消除有害的基因突变对生物种群的影响。

但与此同时，有性生殖也具有一定的缺点，那就是使得后代个体基因突变的速率明显加快，另外由于雌、雄个体的分异，使具有两种生殖细胞的个体产生了不同程度的空间“隔离”，增加了相遇的难度，为此需要雌、雄个体双方花费更多的时间和精力进行投入，繁衍的成本相较于无性生殖来说要高得多。

即使有性生殖也具有一定的缺点，但是这种方式对推动生物种群的进化所具有的意义，是无性生殖望尘莫及的，因此在生物漫长的进化征途中，是遵循着从无性生殖向着更为复杂的有性生殖方向发展的，这是大势所趋。

相信有些朋友听说过“孤雌生殖”这个概念，它所表达的是雌性个体，在一定情况下，不需要雄性个体，仅通过自身所具有的卵细胞，就能够通过卵细胞的分裂直接发育形成新的个体，在生物学上也将“孤雌生殖”称为同性生殖，严格来说应该是同雌性生殖。这种生殖方式常见于一些比较原始的生物上。

根据孤雌生殖在一种生物身上所发生的频率，科学家们又将这种生殖方式划分为三种模式，一个是偶发性的，即平常状态下是雌雄两种生物进行两性生殖，只有在一些比较特殊的情况下，可以由未受精的卵细胞直接发育成新的个体，比如比较古老的软骨鱼类-座头鲨、青蛙、科莫多龙、家蚕、黄瓜等。

第二种是经常性的，对于很多种类的昆虫来说，雌性在没有与雄性交配的前提下，在繁殖期产生的卵可以直接孵化发育为后代个体，比如蜜蜂、竹节虫等。

第三种是周期性的，也多见于一些昆虫和低等级的腔肠类动物，它们的生命周期往往划分为几个不同的阶段，当进行若干次孤雌生殖以后，会再进行一次两性生殖，两种方式会交替进行，以此更好地适应自然环境以及季节的变化，比如一些蚜虫就多采用这种生殖模式。

但是，孤雌生殖这种同性繁衍的方式，仅限于比较低等级的生物，迄今为止发现的等级最高的动物，乃是科莫多龙，像处于最高等级的哺乳动物，要发生同性生殖的难度实在是太大了，因为作为哺乳动物的后代个体来说，其在发育的起点，即细胞开始分裂的起点，必须依靠物质和能量的输入，这种物质和能量的输入则来源于父代、母代的遗传物质，只有二者结合才能合成相应的氨基酸和蛋白质，如果仅靠其中一方，则子代细胞分裂和发育所需的蛋白质合成就会受到限制。

孤雄生殖的方式，目前在自然界中，仅在有些植物中有所发现，当花粉的精核进入到胚囊中后，没有发生核融合现象，也就是说雌雄细胞未成功进行结合，卵核逐渐消失，但精核并未消失，直接发育成了种子胚结构。而在动物界，孤雄生殖几乎没有，迄今也只在一种斑马鱼的种群中发现孤雄生殖的个例，之所以会这样，因为由单纯地依靠精子分裂来产生新个体，实在是难于上青天。

早在10多年以前，日本科学家河野友宏就开展了有关孤雄生殖的实验研究，主要的思路就是将小白鼠的圆形精子细胞注入到去除卵核的卵母细胞中，让两个细胞进行融合，同时给予一定的条件对融合后的精子母细胞进行培养，最终这个精子母细胞实现了分裂，形成了小白鼠胚胎，但是实验只做到胚胎发育的中期，后来胚胎就停止发育了。之后的近10年时间内，又有一些研究机构重复做了相关实验和研究，结果也都以失败告终。

科学家们通过实验的失败，总结出了失败产生最核心的问题，那就是高等级动物长期以来进化出的印记基因，对它们进行同性生殖产生了巨大阻碍作用。认知到这一点后，东京农业大学Kono实验室对小白鼠的生殖细胞进行了“改造”，在成熟卵细胞中删除了2个印记基因的控制区段，从而人工繁育出了活的孤雌小白鼠，这是人类第一次应用同性生殖的方式繁衍出了哺乳动物的后代。

科学家们在此基础上又进行深入实验，2018年，以色列科学家尼森博士应用孤雄单倍体干细胞技术，对小白鼠精子细胞进行了“重新编程”，制造了雄单倍体干细胞，使孤雄单倍体干细胞既保持了胚胎干细胞的分化性能，又使其与精子一样仅具有一套染色体。然后，科学家们将这种细胞代替精子细胞，使其与去核卵母细胞结合，最终繁育出了孤雄小白鼠。这个小白鼠由于人类对其基因的干扰太多，所以出生后身体出现了各种问题，仅存活2天就死亡了。后来，研究者们又对另外一组印记基因进行“修饰”，繁育出的小白鼠后代个体的问题就少一些，不过也只实现了短期的存活。

对于高级动物来说，两性生殖是最原始、最基本也是最有效的生殖手段，而应用人工的方式对生殖细胞的基因进行“雕饰”，使其能够实现同性生殖，最核心的关键就是要通过更加完善的精准的印记基因修改方式，才有可能跨越生殖障碍。而孤雄生殖相较于孤雌生殖来说，需要克服的障碍要更多。开展这项研究的目的，绝不是想让高等级动物进行同性生殖，而是通过实验，更为深入地探索生命的奥秘，对如何有效克服人类自身面临的困难特别是基因方面的疾病问题，将具有重大的意义。