如果把一位母亲的怀孕暂停到合适的时间再生产,听起来像是科幻小说,但对许多哺乳动物来说,所谓的“胚胎滞育”是养育后代的重要部分。
尽管自19世纪50年代以来,科学家们就已经知道一些动物有这种能力,但直到现在才逐渐清楚,这个神秘的能力或者功能是如何教会我们关于人类怀孕、干细胞和癌症的宝贵经验的。
哪些动物能做到这一点?
超过130种哺乳动物可以暂停怀孕。这种停顿可以持续几天到11个月。在大多数物种中(除了一些蝙蝠,它们做得稍晚一些),胚胎在附着到子宫之前是一个由大约80个细胞组成的小球。
它也不只是某一种哺乳动物。各种物种似乎都发展出了它们成功繁殖所需的能力。大多数食肉动物都能暂停怀孕,包括所有的熊和海豹,但许多啮齿类动物、鹿、犰狳和食蚁兽也能。
怀孕期间胚胎需要呼吸的物种三分之一来自澳大利亚,包括一些负鼠和除三种袋鼠和小袋鼠外的所有物种。
怀孕暂停时间的纪录保持者是塔玛小袋鼠(Tammar Wallaby),因其能够将胚胎暂停11个月而被广泛研究。
为什么暂停怀孕?
暂停怀孕的主要好处是它将交配和生育分开。动物主要通过两种方式做到这一点。
第一种方法是在生完孩子后马上进行交配,以防新生儿发生意外。哺乳的压力引发了受孕的停顿一直持续整个哺乳,一旦幼崽离开,怀孕就会重新开始。
第二种方法是暂停每次怀孕,直到合适的时间(通常取决于季节)。例如,水貂在三月初交配,但会将胚胎暂停发育,直到春分(3月21日)之后,那时它们北半球的家白天变长了。这就保证了幼崽在条件良好的春季出生,而不是在冬天。
塔玛沙袋鼠结合了这两种方法(上半年哺乳,下半年缩短受孕日子),暂停近一年;在一月份分娩,这就保证了幼崽在第二年春天离开育儿袋,而不是在澳大利亚炎热的夏天。
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我们能从滞育中学到什么?
滞育最早是在1854年被发现的,当时欧洲的猎人注意到狍的怀孕期似乎比正常情况持续的时间要长。从那时起,科学家们就对这个过程着迷了,它帮助我们更多地了解了所有哺乳动物的基本繁殖过程。
但直到1950年,我们对怀孕的了解才有了足够的增长,因此我们可以确认猎人100年前观察到的情况。
这一过程是如何运作的仍是一个谜。直到最近,似乎没有任何物种使用和不使用它之间的联系,似乎也没有一个统一的机制来解释怀孕是如何暂停的。甚至控制滞育的激素在哺乳动物之间也是不同的。
然而,现在的研究表明,不管什么激素影响子宫,子宫和胚胎之间的分子信号都是保守的,至少在老鼠、水貂和塔玛沙袋鼠之间是这样。
此外,波兰的研究人员通过将绵羊(一种非滞育物种)的胚胎移植到小鼠子宫中,然后再返回绵羊体内,没有任何不良影响。
这表明滞育可能存在于所有哺乳动物中,包括人类。
那我们什么时候能暂停怀孕?
中止怀孕不太可能成为人类的常态。首先,你必须在怀孕五天内知道自己怀孕了,这样才能匹配大多数物种开始滞育的时间。
了解哺乳动物是如何停止怀孕的,对于我们理解如何制造健康的胚胎具有重要意义。胚胎进入滞育的时间与体外受精时胚胎进入子宫的时间相同。滞育可以帮助我们改善培养胚胎的方式,或者帮助我们识别哪一个是移植的“最佳”胚胎。
研究滞育也可以帮助创造更好的干细胞和发现新的癌症治疗方法。科学家们分离出的第一个干细胞来自于一个处于滞育状态的老鼠胚胎,当胚胎的细胞周期停止时。干细胞也与滞育的胚胎非常相似。
因此,了解滞育在分子水平上是如何工作的,可能会导致新的治疗方法来停止细胞分裂或识别肿瘤干细胞的标记物,这被认为是癌症转移的原因。
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