10個與動物精液相關的奇葩實驗
精液看起來很奇葩(咳咳咳,反正小編是沒見過),,而科學家也用精液做了一些奇葩的事情,。從生物學的角度來看,有些成果似乎是天方夜譚,,比如以下10個實驗:
10. 家雞射出了野雞的“種”
廣大雄性生物永遠都不能確定自己是不是自家孩子的生父(就算是DNA檢測也有出錯的時候啦),。但有樣東西,他們倒是一直十分篤定,。顯然就是他自己的精液,,千真萬確是從自己陰莖里射出來的,所以從基因上來說就能肯定是他自己的“種”了,,對么,?別自鳴得意了,科學分分鐘打你一臉,。實驗中,,人們已經(jīng)可以造出一種稱為“種系嵌合體”的動物,這種動物自帶兩類細胞,,分別擁有其獨立的DNA,。第一類細胞構(gòu)成動物體的基本結(jié)構(gòu),而另一類生成于睪丸內(nèi)的細胞,,則構(gòu)成精子,。
這個實驗在鳥類身上很容易實施。首先,,從一例胚胎中提取精原細胞,。然后將其注射進第二例胚胎的血液中。隨著第二例胚胎的發(fā)育,,這些“捐贈的細胞”自會在形成中的睪丸“繁衍生息”,。之后,成年鳥射出的精子顯現(xiàn)第一例胚胎的種性,。
這一方法適用于所有奇葩實驗,。有這么一例實驗,科學家們將野雞的細胞移植進家雞的睪丸中,。這些家雞與雌性野雞交配后,,它們的一些后代與普通野雞完全相同。換句話說,,這些后代的基因與“播種”的家雞一毛錢關系都沒有。沿用相同的方法,科學家們還將家雞的精子移植進鴨子體內(nèi),。要是他們再將鴨子的精子移植進野雞體內(nèi),,這一切就將形成一個完整的輪回,或者說是一個穩(wěn)固的三角關系(小譯插播:從此以后家雞生野雞,,野雞生鴨,,鴨再生家雞,雞雞鴨鴨,,生生不息,,可謂河蟹社會)。
9. 從死袋鼠身上收集精液
自然界中,,交配后雄性動物通常只能射在雌性動物體內(nèi),。而實驗室中,雄性動物有時也能根據(jù)指示射到其他地方,。有一種比較權威的技術——電射精法,,用電流通過動物的直腸,使之震顫直至釋放精子,。1965年,,科學家們將此法施用于野生袋鼠。首先,,他們射中動物,,將其“放倒”后,進行以下四個步驟:將動物死尸擺成側(cè)臥的體位,,用手撫慰它的陰莖使其腫大,,將探針塞入其肛門(23厘米/9英尺深)……然后快速做“活塞運動”。
就大多數(shù)物種而言,,你真的沒有必要一開始就殺死它們,。1975年,科學家們對活袋鼠進行了此項實驗,。但實驗進行得十分不順,。首先,庭審判定此行為屬虐待動物,。其次,,他們能得到的精液極其稀少。如果科學家們對袋鼠進行麻醉,,結(jié)果會有所改善,,但遠不如直接殺死它們來得有效。逆天的是,,死袋鼠射出的精液反而是最多的,。
另一個讓人失望的因素是,,無論在何種情況下,精液本身的質(zhì)量并不是很好,。其中的精細胞含量并不高,,有的只是包裹著精子的黏性液體——精漿。但通過研究這些漿液,,科學家們核實了一個很有趣的事實:袋鼠精液中的糖含量與其他哺乳動物的截然不同,。也就是說,袋鼠精液可能與人類精液的味道不同,,盡管沒有人(當然還是希望業(yè)界良心們踴躍“嘗”試)直接查證,。
所有這類“袋鼠擼管”的結(jié)局還是美好的。1997年,,科學家們終于找到了一個良方——僅麻醉袋鼠,,通過電射精法就能獲得可觀的精細胞數(shù)量。這是一個雙贏的局面:獲得大量袋鼠精子且沒有袋鼠死亡,。
8. 山羊的精液與倉鼠卵子結(jié)合(通過豬的子宮)
山羊和倉鼠雜交可謂是困難重重,。甚至第一步就很艱難,如果只是把山羊的精液加入倉鼠卵子中混合,,可能啥事兒也沒有,。就算把倉鼠卵子的外膜剝開也并沒有什么卵用,山羊精液還是很難和卵子結(jié)合,。不過到了1980年,,科學家們找到了一個解決辦法,先把山羊的精液放在豬的子宮內(nèi)孕育,,結(jié)果表明這樣做確實有用,。
具體的步驟是這樣的:首先,幫助山羊在一個人造陰道中射精,,將精液收集起來,。然后從一頭死豬身上切一部分子宮,把山羊精液放入子宮組織中,,將其封口,。接下來把封口的子宮浸入鹽水中泡上幾個小時,然后將精液從里面沖洗出來,。這些步驟完成后,,合格的山羊精液就算準備好了,最后將其與倉鼠卵子結(jié)合受精,,就能孕育出山羊和倉鼠雜交體的胚胎,。
再多說兩句:一旦受精成功,這個混合體小胚胎可能也活不長久,。(實際上就算是基因關系更加緊密的山羊與綿羊雜交體,,通常也很難存活,。)但那是下一個實驗的問題了。
7. 缺少DNA的線蟲精液
精液的作用是運輸DNA,,而一切的開端源自睪丸產(chǎn)生精液,,并且如果運氣好的話,,那顆帶著DNA的小蝌蚪可能成功抵達女性的卵子中,,孕育出新生命。就醬簡單粗暴,。想想沒有DNA的精液,,等一下,這實在是太奇怪了,,稍微有點常識的人都會知道這問題毫無意義,。然而科學家們卻用線蟲(Caenorhabditis elegans)——蛔蟲的一種,成功提取了沒有DNA的精液,。2000年的時候,,科學家們找到了兩種突變體,僅僅通過升高實驗的溫度,,它們就可以誘使精液中運輸?shù)腄NA數(shù)量減少,。
令人驚奇的是,DNA的缺乏幾乎無關痛癢,,至少在開始階段是這樣沒錯,。DNA數(shù)量不全的精液與非突變C型線蟲精液的作用沒什么不同。它們?nèi)剂魅刖簝Υ嫫鞴?,也就是叫做受精囊(spermatheca)的地方,。它們主動尋找卵子并與其受精。在每一個卵子中都孕育著一個小胚胎,。只有一件事,,DNA數(shù)量不全的精液不能做——那就是產(chǎn)生DNA。最終它發(fā)育成一種臨界的情況:由于只有一半的基因組,,胚胎停止發(fā)育,,而彼時還只是發(fā)育出球形的細胞。
6. 將豹貓(Ocelot)精子植入普通貓體內(nèi)
貓的繁殖能力十分強大,,它們的繁殖數(shù)量遠超過我們可統(tǒng)計的范圍,。然而貓的野生近親——豹貓,卻恰恰相反,。事實上,,包括豹貓在內(nèi),世界上有很多物種都瀕危滅絕了,??茖W家們在這種繁殖能力的巨大差別中看到了一個解決問題的機會,,利用貓的繁殖能力,換句話說就是“借腹產(chǎn)子”,。在一系列的實驗后,,基本上所有的貓都會如科學家所愿進行交配,受精并懷孕,,唯一與以往不同的是它們的子宮將會用來培育那些野生貓科動物的受精卵,。
為達成實驗目的,科學家們嘗試了許多方法,。其中一種方法是將野生物種的胚胎直接植入貓的子宮內(nèi),,還有一種方法是將重組過的野生物種的精子細胞植入貓的睪丸內(nèi),在這個實驗中,,我們會從豹貓的精子細胞中采樣,,接著還需要對貓的睪丸進行X激光放射以使其徹底喪失造精能力,之后再對貓的陰囊開刀并注入豹貓的細胞組織用以繁殖,。最終,,經(jīng)過數(shù)周的適應周期,部分的豹貓細胞會成功的發(fā)育為成熟的精子細胞,。
5. 猴子的細胞感染兔子精液中的病毒
精子的本能就是與其他細胞融合,。在最理想的環(huán)境下,“其他細胞”指的就是卵子,,但事實上精子不只是和卵子融合,,有時候只有一些“聰明”的精子會這么做。
精子與其他細胞的融合時有發(fā)生:交配過后,,當雄性體內(nèi)的精子進入伴侶的體內(nèi)并開始四處探索時,,一些精子可能會“迷路”,它們不會繼續(xù)向卵巢游走,,而是隨機地和一些其他細胞進行融合并向其注入DNA,,之后這些融合產(chǎn)生的新細胞可能只會停留在雌性伴侶的喉嚨、肝臟或除子宮外的任何部位,,并且可能一直存活在那里,。這聽起來讓人相當毛骨悚然不是么?現(xiàn)在避孕套的作用在你心里是不是頓時升華了一大截,?
如果你給精子一點點化學上的刺激,,它們甚至會變得更加“饑不擇食”。舉個例子,,有這么一個實驗,,科學家們試圖將兔子的精子和非洲綠長尾猴(African green monkey)的腎臟細胞融合起來。通常來說,兔子的精液是不可能對猴子的腎臟細胞產(chǎn)生任何有害影響的,,因為兔子和猴子這兩個物種已經(jīng)分開生存了數(shù)個世紀,,相同的疾病根本無法在這兩個物種之間相互傳播。甚至即使一只兔子在實驗假設的狀態(tài)下直接將精子射在一只猴子的腎臟上,,這只猴子也基本上不會受任何影響,。
但這次的實驗卻有令人十分詫異的“意外收獲”。融合進行前,,科學家在兔子的精液中附加了一種猿猴病毒——SV40,,在實驗過程中,許多實驗用的腎臟都感染了這種病毒,。雖然這樣的實驗的確讓人很不舒服,,但我們大概能從此次實驗中總結(jié)出一個教訓——永遠別放心經(jīng)過科學家之手的兔子精子。
4. 老鼠和綿羊交配安全嗎,?
老鼠和綿羊進行性行為的阻礙因素有很多。害怕癢病可能就是其中一個,。癢病是綿羊間常見的一種性病,,會導致協(xié)調(diào)功能的喪失直至死亡。大量病例顯示,,癢病是由母體遺傳給新生兒的,。但癢病是否能通過性行為傳播,還不得而知,。為了找出真相,,科學家從感染癢病的雄性中搜集了精子。
你也許會天真地想,,接下來的步驟就該和雌性綿羊有關了吧,,但是你錯了!相反,,科學家決定使用特殊血緣的老鼠,。這些老鼠經(jīng)試驗成功包含了一種綿羊蛋白質(zhì),使它們易受癢病感染,。由于癢病直接影響大腦,,于是科學家直接將它注射到老鼠的頭部。緣由是如果大腦沒有因為直接暴露在感染精子下而受傷,,當然也就不會因間接的性接觸而受傷,。
最終,老鼠并沒有感染癢病,,給正在考慮和綿羊發(fā)生關系的那些老鼠松了一口大氣,。幾年之后,科學家進行了一個十分相似的實驗,。然而這一次他們使用了不同的癢病流,,并且結(jié)果也是不一樣的,。注射精子之后,一些老鼠受到了感染,。因此還需要更多的研究,。
3. 青蛙和蟾蜍不只是朋友
“真正的青蛙”屬于蛙科大家庭,而“真正的蟾蜍”屬于蟾蜍科,。區(qū)別一目了然,,對嗎?當然,,動物自身不會注意這些類別,,尤其是他們求愛的時候。在一些報道中稱觀察到蛙屬的青蛙和蟾蜍屬的蟾蜍進行交配,。,。除爭議性的報道之外,這兩種兩棲生物似乎并不能一起產(chǎn)生后代,。首先,,蛙科精子并不能滲透進蟾蜍卵子。
然而在實驗室,,科學家可以讓蛙屬和蟾蜍屬至少在分子水平上有更多的性接觸,。1976年,科學家們通過把原子核也就是包含DNA的蛙科精子切片注射進蟾蜍卵子中克服了滲透壁壘,。一旦進入到蟾蜍卵子中,,蛙屬精子原子核就開始了和卵子的結(jié)合。卵子膨脹起來,,復制他們的DNA,,然后分裂。然而最終,,還是沒能形成成熟的青蛙和蟾蜍的雜交胚胎,。
2. 射出金魚精子的斑馬魚
哺乳動物后代的性別是由染色體遺傳決定的?!癤X”是雌性而“XY”是雄性,。而某些爬行動物的后代性別則是完全關乎于氣溫。但是,!斑馬魚的后代性別形成真心非常復雜,。這可能涉及到一部分基因原因,但是環(huán)境也很重要,。沒有人能搞清楚這是怎么一回事,。
我們現(xiàn)在知道這和原生的胚芽細胞(PGC)有一定的關系。這些原生胚芽細胞是一種特別的細胞,存在于胚胎中,,卻在卵子或精子中成長,。你可以在實驗室里通過直接切除或者隔離一種形成原生胚芽細胞必需的基因來除去所有的原生胚芽細胞。,。
而最不可思議的事情是:如果你消除了斑馬魚胚胎中所有的原生胚芽細胞,,它會成為不產(chǎn)精子的不育雌性。除去原生胚芽細胞還有一個不可思議的影響:它能使斑馬魚進入一種空白狀態(tài),,可以通過從其他魚類移植原生胚芽細胞來重新培養(yǎng),。大部分有趣的實驗中,捐出細胞的魚類都完全不同于接受細胞的斑馬魚,。
一次實驗中,,科學家取出了這些空白狀態(tài)的斑馬魚并采用了來自金魚的原生胚芽細胞。移植之后,,斑馬魚的兩個睪丸長得特別奇怪,。沒有原生胚芽細胞的睪丸細小且不自然,。而有原生胚芽細胞的睪丸,,相比較而言,,看起來比較正常。然而其實它的內(nèi)部都充滿金魚的精子,。正常來說,斑馬魚精子不會和金魚卵子發(fā)生什么,。他們能讓金魚受精,,但形成的胚胎并不能孵化。但斑馬魚的金魚細胞就不會遇到這樣的困難,。他們可以培育出能正常成長的完美金魚,。
1.女性精子
公雞產(chǎn)生精子。母雞不能,。這最起碼是正常的繁衍方式,。然而在實驗室,這個規(guī)律可是完全被顛覆了,。稍稍運用一些分子技術,,你就可以從正常的雌性鳥類體內(nèi)提取精子。
你有兩種方式可以選擇,。第一種,,你可以使一個雄性胚胎變?yōu)榇菩浴R恍└蓴_性激素的化學物質(zhì)可以做到這一點,。隨著動物的成長,,它將擁有制造功能性精子的睪丸。第二種方法,你可以將早期胚芽細胞從雌性胚胎中取出并將它轉(zhuǎn)移到雄性中,。在雄性睪丸中,,這些雌性細胞將發(fā)育為精子而不是卵子。
鳥類中出現(xiàn)雌性精子是一件非常神奇的事情,。這涉及到性染色體的作用方式,。雄性哺乳動物擁有Y染色體,而雌性沒有,。在鳥類中,,這個狀況是顛倒的。一種特別的染色體,,W染色體,,是雌性所特有的。雌性的基因型是“WZ”而雄性的是“ZZ”,。在正常的染色體中,,WZ精子是不存在的。
甚至在實驗室中,,大量的WZ細胞也只能停滯在成長后期階段,,并不能完全成熟。盡管少數(shù)的WZ細胞確實長成了精子,,但是這些極少數(shù)的幸運者看起來似乎都能好好工作,。通過一些涉及其他物種卵子的奇特測試,這一點已被證實了,。如果注射進入鵪鶉的卵子或者注入老鼠的卵子,,WZ細胞會引發(fā)胚胎開始成長,就像正常的ZZ精子那樣,。
這表明雌性精子也許可以開啟一個不再需要雄性的新世界,。我們能確定的是,這些實驗是值得的,,使母雞離能夠讓母老鼠懷孕又近了一步,。
譯者:Melody,圍巾,,小飛俠,,王奇