出品：科普中国
制作：珍兽猎人 东方胤
监制：中国科学院计算机网络信息中心
今天要为各位看官介绍的珍兽是知名网红哈士企，这是一种生活在极寒大地的低智慧物种，它的家族枝繁叶茂，兴旺发达，人才辈出，其中的杰出代表还有哈士鱼、哈士狐、哈士猪、哈士鼠、哈士球、哈士驴……。哎哎看官您别走，听我把话说完~
哈士企家族 图片来自网络
虽然哈士企家族纯属网友恶搞，不过由来自不同来源的部件组成同一个身体却是实实在在地存在于这个无奇不有的大千世界。这就是今天要好好跟大家聊聊的生物嵌合体现象。
首先我们讲一个真实的故事。
2014年一对夫妇做了试管婴儿，婴儿出生时本应该是全家最开心的时候，可是却发现婴儿跟爸爸妈妈的血型都对不上。难道是生产时医院抱错了孩子？夫妇俩马上去医院进行了亲子鉴定。然而，结果却发现婴儿不是爸爸亲生的，但是跟妈妈有血缘关系。
于是夫妇俩很自然地怀疑是不是当初在试管婴儿阶段用错了精子，但是诊所方一直很肯定地强调，当天只有你们一家白人来这里，你们的孩子也是白人，我们肯定没有出现任何错误。无奈之下，经一位斯坦福大学的遗传学教授推荐，他们去一家基因公司做了彻底的基因测定。
蹊跷的事情接踵而至，测序结果显示，这个孩子跟爸爸是有亲缘关系的，孩子的生父是他的叔叔。这时爸爸已经完全被整崩溃了，因为他根本没有亲兄弟！
不过，后来的详细测试发现，爸爸的体内居然有两套基因组。真相这才水落石出。当初这家的爸爸其实是双胞胎中的一个，但是另外一方，也就是叔叔发育得太弱了，被爸爸的基因吸收掉了，两个胚胎嵌合成一个胚胎并发育成了爸爸。可是精子却来自于早就消失于人世的叔叔，这就是为什么宝宝怎么检测都跟这家爸爸没有关系的原因了。无论怎么努力，他都没办法拥有真正属于自己的后代，简直可以说是来自消失的叔叔的魔咒。
什么是生物嵌合体？
嵌合体，是发生在动物生殖发育领域的一种特殊现象，也叫喀迈拉现象。喀迈拉是希腊神话中的喷火怪兽，身体由狮子、山羊和毒蛇构成。简单来说，嵌合体就是两颗受精卵融合在一起并最终成长为一个单独的个体，在高等动物中并不常见。据统计，现在全球总共只有30例左右嵌合人。
嵌合体到底是怎么发育而来的？
嵌合体并不是大家所说的二倍体或者三倍体，因为二倍体或者三倍体是无法存活的，自身就是缺陷。嵌合体是两个精子两个卵子结合成两套基因组。有可能是因为初期的免疫系统未成熟，两个细胞来源的免疫抑制物质导致相关的T细胞克隆被清除，使免疫系统对这两个来源的细胞免疫耐受，从而双方都得以存留。而且这种免疫耐受并不是一时了事的，而是这两种来源细胞会源源不断地分泌免疫抑制物质，使得T细胞系统对于这两个来源的细胞一直处于免疫耐受的状态，抑或互相干扰导致无法互相攻击。
文章开头的事件中生殖系统完全是由另一套基因构成，这可能是因为生殖系统对于两个来源的细胞有着豁免作用，虽然在其他组织器官的嵌合体已经被清除，生殖系统的嵌合体却得以保留。
说得通俗一点就是，一个人在她/他还是一个受精卵的时候，同时还存在另外一个受精卵，也就是双胞胎。但是另外一个受精卵太弱了被他自己这个受精卵吃掉合并，因为免疫耐受的原因，这个被吃掉的受精卵并没有完全消失，一部分的基因在身体里得以存活下来，并且在日后的生长发育的过程中还可以表达自己的基因组。
现在所知道的嵌合体人的情况有身体里一男一女，或者身体的皮肤颜色一半一半。部分特殊例子中，嵌合人可能由一男一女组成，甚至同时具备两套性器官。
低等动物和植物中的嵌合体现象
嵌合体在低等动物身上更常见，特别是昆虫科。关于昆虫科嵌合体多发的原因，具体机理仍没有定论。即便如此，嵌合体昆虫绝非随处可见，一只保存完好的嵌合体蝴蝶标本，如果是名贵蝶种，价格在数万到数十万只是普通行情。嵌合体昆虫的实例屡有报道多半是因为昆虫极为庞大的种群数量。
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大家不免会想，要是能好好利用嵌合体现象，是不是可以人工诱导合成更多外形奇异的昆虫呢？其实，理想很美好，现实却很骨感。Hotta和Benzer两位科学家研究了477头雌雄嵌合体果蝇，绘制了如下的嵌合部位分布图。
结果表明嵌合体的表达很随性，黑色部分为雌性，白色部分为雄性。就像用毛笔泼了一笔墨，墨汁点到哪，哪里就会有基因表达。换一句话说，并没有规律可寻。
绝大多数时，嵌合体现象给昆虫带来的是灾难般的困扰。体内虽然有女又有男，但是功能都是缺陷的，无法像大家想象的那样自己和自己交配产出下一代。
Hotta和Benzer同时还研究了208头雌雄嵌合体果蝇，来观察他们是否会跟其他果蝇有交尾的行为。结果显示仅有130头有求偶行为，99头有试图交尾的动作，最终只有23头完成交尾。虽然美丽，但是无能啊。
关于植物的嵌合体现象，国内一篇研究报道了菊花的嵌合体现象。
红花菊花3509株，黄花菊花3501株和百花菊花3502株。经过不同组之间的杂交，半年左右温室的播种，在开花期进行花色观察发现，黄花3501株和红花3509株杂种中发现了2个分枝出现了花色嵌合体现象。
自然界中的嵌合体还有很多。
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关于嵌合体是什么，具体的表象是什么，我们已经大概有了了解。还有一种常见的生理异常，与嵌合体存在相当程度的类似性，首先我们来讲一个真实的故事。
今年年初，日本滋贺县的医生们通过外科手术切除了一名16岁女孩的卵巢肿瘤。在之后的肿瘤病理切片检查中，在该肿瘤内部发现了人类的头盖骨、头发、脂肪甚至已经有相当程度发育的脑组织。大家肯定在想，这个女孩会不会也是嵌合体，这些人样的组织是另一组基因表达后的普通嵌合体现象？其实这又是另一种临床病症：畸胎瘤。
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嵌合体&畸胎瘤
那么，嵌合体和畸胎瘤在实质上到底有哪些不同呢？
嵌合体是人体内残存了另一个受精卵的基因组信息，常见残存部位是生殖系统。畸胎瘤肿瘤发病常见部位也是生殖系统。但是畸胎瘤的基因组并没有两套，从始至终都是一个个体的基因在作怪。
根据大阪大学微生物研究所野崎正美副教授的研究，畸胎瘤是多发于精巢和卵巢系统的一种肿瘤，因此男女畸胎瘤的发病成因和表现都有相当大的不同。
男性畸胎瘤：胎儿期在生殖细胞分化阶段，每个细胞都有自己的时间表，按照设定好的分裂开始和停止时间有规律地复制增殖。异常发生时，在此期间本应该停止分裂的生殖细胞依然活力十足，不仅没有停止反而继续复制下去。
精子本应该在与卵子结合成受精卵后才分化出各种人类相应的组织，然而在这种没有抑制分裂的状态下，精子单方面认为应该发育成个体，所以在不断地复制分裂中，分化出了牙齿、头发等等一系列人身体中可以找到的组织。但是因为并没有一个统一的领导者，所有的分化都是错乱排列的，并无法构成人体。
女性畸胎瘤：女性的生殖细胞与男性生殖细胞分裂有很大的不同。已经开始减数分裂的卵母细胞的DNA复制工作结束，在第一减数分裂前期一度停止减数分裂。在此期间等待卵细胞的诞生。在下垂体一种卵泡刺激激素的作用下，颗粒膜细胞开始增殖，这时候卵母细胞开始进入成熟期。最后在促黄体生成素的作用下，促进卵巢向外排卵。排卵的同时减数分裂再次启动，在第二次减数分裂中期再度停止等待受精。每次排卵都会保证最完美的卵子排出，其他没有排出卵巢的卵子则在成熟的途中凋亡，这个过程被叫做卵泡闭锁。但是当本应该凋亡的卵子没有凋亡，而是继续增殖分化，卵子也单方面认为自己应该发育成一个个体的时候，畸胎瘤就出现了。这就是畸胎瘤形成的过程。
畸胎瘤不仅仅会出现在生殖系统，头盖骨内、颈部、纵膈、后腹膜等等都存在发病的可能性。但是大部分发病的部位，都集中在身体的中心线的位置上。科学家们也在集中研究畸胎瘤的发病机制，希望今后可以用到再生医疗领域中。
不论是嵌合体还是畸胎瘤，都有很多尚待解开的谜团，然而，科学的魅力就在于它无止境的神秘感。
来年春暖花开的时候不妨去公园找一找，说不定你也可以发现一只奇异的嵌合体蝴蝶呢。
参考文献
1、https://news.163.com/15/1027/11/B6U8875800014TUH.html
2、https://matome.naver.jp/odai/2144487515365448101
3、https://matome.naver.jp/odai/2147295069158836901
4、https://matome.naver.jp/odai/2138067912760461501?page=2
5、https://www.guokr.com/article/42584/
6、https://www.zhihu.com/question/36968573
7、遗传 HEREDITAS(Beijing) 27（6）：948-952,2005
8、https://www.biken.osaka-u.ac.jp/biken/BioScience/page13/index_13.html
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