在自然界中，大多数动物需要“父母双方”才能繁衍后代，但有一种蛇却打破了规则——它就是钩盲蛇。这种体长仅十几厘米、形似蚯蚓的小蛇，堪称动物界的“女儿国国王”：目前全球发现的所有钩盲蛇都是雌性，且无需交配就能独自生下后代！

最近，中国科学院成都生物研究所在国际著名期刊《Science Advances》上发表了钩盲蛇基因组研究成果，首次揭示了这种奇特繁殖方式背后的遗传奥秘。

它真的不是蚯蚓

钩盲蛇虽然外表是长条形，也终生几乎都生活在泥土中，但真的不是蚯蚓！它是蛇，在形态、生理和遗传特征上和蚯蚓有着显著的区别。

钩盲蛇身体细小呈圆柱形，皮肤摸起来冰凉光滑；而不是蚯蚓那种软糯糯、耙唧唧的触感，它是有脊椎骨的，这是它作为脊椎动物的典型特征，而蚯蚓是环节动物。

作为爬行动物，钩盲蛇的身体由头部、颈部、躯干和尾部组成，体表有鳞片，具有复杂的骨骼和内部器官。它眼睛高度退化，仅能感知光线强弱，无法看清物体。蚯蚓没有眼睛、耳朵。

在土壤中，蚯蚓通过身体伸缩和刚毛配合蠕动，而钩盲蛇是通过身体弯曲和鳞片摩擦进行爬行，运动速度更快。

跟蚯蚓相比，钩盲蛇具有更复杂的消化系统，以富含蛋白质和脂肪的蚂蚁、白蚁等小型昆虫以及它们的卵为食。

数千万年前，雄性消失了

钩盲蛇的繁殖方式叫作孤雌生殖，即雌性不需要雄性就能繁殖。更特别的是，它的细胞中藏着三套完整的染色体，而普通动物（包括人类）通常只有两套染色体，分别来自父母的精子和卵子的结合。

自然界中确实也存在一些类似的三倍体孤雌繁殖动物，例如某些壁虎、鞭尾蜥，以及少数鱼类和两栖动物等。不过，像钩盲蛇这样能够长期稳定以此方式繁衍，并传播如此广泛的物种（除南极洲之外在其他各大洲均有分布），仍属凤毛麟角。

那么钩盲蛇是怎么得到“三套”基因的呢？研究显示，钩盲蛇的祖先可能在4100万年前经历了两次跨物种“联姻”，意外获得了三套染色体，并通过染色体融合实现了基因组的稳定传递。

钩盲蛇亚基因组演化历史

从进化分类来看，钩盲蛇属于盲蛇类家族。盲蛇类是蛇类进化树上最原始的基部支系之一。它们长期在地下穴居，身体形态结构极其原始保守。科学家于1978年在印度首次确认了钩盲蛇这种奇特的小蛇；直到今天，全球范围内从未发现过它的雄性个体。中国科研团队近年来在云南、福建以及印度等地采集了众多样本，也无一例外地都是雌蛇。这意味着，雄性钩盲蛇可能在数千万年前就因为某些特殊复杂的遗传事件，从地球上消失了，留下雌性自成一国，独自穴居，繁衍至今。

打破进化“死胡同”魔咒

传统观点认为，孤雌生殖这种不经两性结合的“单性繁殖”在进化之路上走不长远，会陷入进化“死胡同”——类似于“近亲繁殖”，它们没有基因重组的过程，后代与母体几乎一样，缺乏基因多样性与物种多样性，物种抵抗环境变化和疾病的能力会逐渐变弱；而基因组中的有害突变无法通过两性繁殖过程被发现和清除，从而一代代积累，最终导致灭绝。按照理论推算，一个纯孤雌繁殖的脊椎动物种群可能在几万代之内就走向衰亡。

然而，钩盲蛇用事实打破了这个魔咒。如今，它广泛分布于除南极洲以外的全球温带、热带和亚热带地区，从亚洲、非洲到美洲，甚至大洋洲都能见到它的身影。雌性钩盲蛇显然已经在无性繁殖的道路上顽强地走了数千万年，而且取得了惊人的成功。

那么，钩盲蛇如何逃脱传统理论所说的“灭绝命运”？分析发现，在钩盲蛇的卵巢细胞中，高度表达着各种DNA修复酶，能够及时修补传代过程中DNA的损伤和复制错误，防止有害突变一代代积累。正因为有了这些补丁大师们的辛勤工作，钩盲蛇的后代基因组得以保持健康稳定，在演化过程中，不会因长期无性繁殖而逐渐“劣化”最终被残酷淘汰出局。

此外，钩盲蛇体内的三套染色体是如何和平共处不“打架”的呢？分析发现，它体内的三套染色体间存在天然兼容性，约10%的基因保留了祖先的“通用版本”，而且可能对多余的基因拷贝进行了精细的表达调控。比如，同一个基因有三份拷贝，或许其中一部分会被“沉默”不表达，另一部分正常工作，避免产生过量的基因产物。不同来源的基因也可能各司其职：在某些生理过程中由某一套基因主导表达，而在另一些过程中则换另一套基因上场。

通过这样抑制性调控和差异化表达，钩盲蛇的细胞在“三倍体”状态下依然井井有条，各项生命机能稳定运行，丝毫没有陷入混乱。

无牵无挂，看遍繁花

为了孤雌生殖，钩盲蛇也付出了代价：大部分与精子发生相关的基因几乎退化成为“摆设”，不能正常表达和翻译，相应的雄性器官也消失了。与此同时，它甩掉了寻找配偶的“负担”，甚至可能因此获得了更强的环境适应力。

这种“无牵无挂”的繁殖策略帮助钩盲蛇成为了环球旅行家。它还有一个别称叫“花盆蛇”，因其经常藏在花卉盆栽土壤中，被人类不经意间带到世界各地。试想，一条不起眼的小蛇躲在花盆泥土里漂洋过海，到达异国他乡后，无需大费周章、冒险外出寻觅任何伴侣就能原地产卵繁殖。就这样，单枪匹马也能开枝散叶，建立起新的种群。作为卵生动物，每次产下2～7枚柔软的卵，这些卵在没有受精的情况下即可孵化成幼蛇。即使只有一条蛇登陆陌生土地，也能够凭一己之力，繁衍出一个庞大的“女儿国”来。

令人惊奇的是，科学家发现，不同地区的钩盲蛇种群携带的染色体拷贝数不同。它们可能根据不同环境“定制”不同的基因装备，让钩盲蛇在各种生态条件下都能游刃有余地生存。这种“灵活配置”或许是它们环游世界的秘诀。

生命的另一种可能

钩盲蛇的进化传奇让我们看到了生命演化的另一种可能性。

一般而言，大多数动物都遵循两性繁殖的规则，但自然界中也有一些“兼顾”的特殊案例——比如缅甸蟒，平时以两性繁殖为主，而在没有雄性的特殊情况下也能产下健康的蛇宝宝。这种现象被称为“兼性孤雌生殖”，即大部分时间内正常繁殖，而在面临极端情况下才启用“单人繁殖”的备用模式。

相比之下，钩盲蛇则是完全不依赖异性的“专性孤雌生殖”典型，始终以单性繁殖方式延续后代。这是脊椎动物中极少数实现“全雌后代”并长期稳定存续的例子。

现在，让我们大胆地打开下面的视频，不妨多看两眼：这条不起眼的小蛇，却是自然界的一个奇迹。

作者：张轶佳 毛萍
作者单位：中国科学院成都生物研究所 中国科学院成都分院

出处：头条号 @博物