第192章   -   昆虫和螨类孤雌生殖

Benjamin B. Normark Lawrence R. Kirkendall

https://doi.org/10.1016/B978-0-12-374144-8.00201-0

Chapter 192 - Parthenogenesis in Insects and Mites

Benjamin B. Normark Lawrence R.Kirkendall

https://doi.org/10.1016/B978-0-12-374144-8.00201-0

发布商摘要

本章介绍 孤雌生殖。这是一种在部分昆虫中发现的现象。它们的后代可以从没有精子的卵子中发育出来。 孤雌生殖需要一种机制来规避正常配子发生产生过程中的二倍体减半 。 许多昆虫已经进化出保存或恢复二倍体 的机制。在减数分裂期间或之后，减数分裂消除（无融合生殖）或二倍体恢复（自融合）。 无融合生殖和某些形式的自融合维持杂合性，而其他形式的自融合导致暂时纯合 。 孤雌生殖远不止一个有趣而罕见的生殖现象，它出现在很多昆虫类群中，涉及丰富而广泛的物种。 许多农业和园艺经济上很重要害虫都是孤雌生殖。产雌孤雌生殖和假配子生殖类群在生态方面很成功，因此人们不能简单地将它们视为不正常的生殖现象。 孤雌生殖支系成功，带来了一些悖论。 在自然界中，要么遗传变异不如我们有时假设的那么重要，要么孤雌生殖支系在遗传上比我们假想的更富有多样性。孤雌生殖的研究可以阐明生物学中的一个核心问题 ，通过揭示遗传学规律在何时何地被暂停或推翻，解释普遍存在的性和重组，以及遗传学规律的适应性意义。昆虫和螨类 生命周期短，虫口众多，因此是研究孤雌生殖进化和生态后果的理想生物。

专业术语

无融合生殖（apomixis）（-mictic）   不经过减数分裂产生卵子的孤雌生殖。

自融合生殖（automixis）（-mictic）   卵子减数分裂的孤雌生殖。

二倍体（diploid）   有两套完整的染色体（如典型的成年动物）。

单倍体（haploid）   有一套完整的染色体（如典型的卵子或精子细胞）。

单倍二倍体（haplodiploidy）（arrhenotoky产雄孤雌生殖）  一种遗传系统，其中未受精的单倍体卵发育成雄性；受精的二倍体卵发育成雌性。

孤雌生殖（parthenogenesis）（-genetic）   没有受精的繁殖（在精子和卵细胞核融合的意义上）。

多倍体 （polyploid）  具有超过两组完整的染色体（例如，三倍体有三组；四倍体有四组）。

假配子生殖（pseudogamy）（-mous）   精子依赖型孤雌生殖的一种形式，其中卵子需要精子进入而激活，但只有母体染色体被表达并传递。

产雌孤雌生殖（thelytoky）（-kous）   只产生雌性后代的孤雌生殖。

偶发孤雌生殖（tychoparthenogenesis）（-genetic）   罕见或偶尔产生的卵子在没有受精的情况下开始发育。

与大多数其他动物和植物一样，大多数昆虫都会进行性繁殖。每个配子   （卵子或精子）包含一整套染色体 ，精子和卵子的融合形成 合子，然后发展成为一个新个体。 然而，在一些昆虫中（如许多其它类群中），后代可以从单独的卵子发育而不需要精子。这个过程被称为孤雌生殖   （ partheno - ，virgin，+ - genesis ，origin，from   gen - ，繁殖）。

昆虫一直在我们理解孤雌生殖中发挥核心作用。1740年代，Charles Bonnet首次通过对三种蚜虫孤立雌性的仔细实验，证明了这种现象 。 在接下来的一百年里，进一步用蚜虫、蓑蛾、蜂后和蚕实验，验证了未受精产子的现象。而“孤雌生殖”一词直到19世纪40年代才被创造出来。 孤雌生殖自第一次描述后，就让生物学家们着迷。尤其令人感兴趣的是，生命周期中雄性和交配过程完全缺乏。这将对自然界中重要的遗传变异提出质疑。

孤雌生殖形式（Forms of Parthenogenetic Reproduction）

产雌孤雌生殖和产雄孤雌生殖（Thelytoky and Arrhenotoky）

所有未受精的卵发育成雌性的技术术语为“产雌孤雌生殖”（thelytoky）。产雌孤雌生殖与普通有性生殖方式存在根本背离，并对个体、种群和物种产生了巨大的后续影响。 它允许雌性：（1）它们的基因型成功传递给所有的后代; （2）只生产雌性后代，获得最大化增长率; （3）消除寻找或吸引配偶的需要。 相反，有性繁殖导致：（1）后代具有多样的基因型; （2）产生雄性，其自身不能产生后代; （3）如果附近没有雄性，并且没有将一定的时间和精力转移到交配过程中，则无法繁殖。

兼性或专性产雌孤雌生殖虽然偶见，但已在六足动物总纲的80多个科中发现 ；也散见于整个 螨虫类 （蜱螨类：我们使用螨虫作为 集体术语，包括蜱虫）。总体来说，虽然有几个螨虫家族（在Oribatida亚目中）是严格意义上的产雌孤雌生殖，但是这种情况在六足动物中是散布的。

在六足动物大多数目中都发现了这种产雌孤雌生殖，但是具有严格产雌孤雌生殖最高频率物种的目包括缨翅目（Thysanoptera）、啮虫目（Psocoptera）、 半翅目（Hemiptera）（特别是胸喙亚目Sternorrhyncha）和竹节虫目（Phasmatodea）。 昆虫最大的目（鳞翅目Lepidoptera、 双翅目Diptera 、鞘翅目Coleoptera 、膜翅 目 Hymenoptera）中产雌孤雌生殖总体发生率较低，但在一些科中的发生率非常高，如 象鼻虫 （鞘翅目：象甲科Curculionidae），   丝叶蓑蛾（鳞翅目：蓑蛾科Psychidae）和摇蚊 （双翅目：摇蚊科Chironomidae）。几个物种较为贫乏的目（原尾目Protura、双尾目 Diplura、缺翅目 Zoraptera、蛩蠊目Grylloblattodea 、 螳虫修目Mantophasmatodea 、广翅目Megaloptera 、蛇蛉目 Raphidioptera、长翅目 Mecoptera 、蚤目Siphonaptera）中从未报道过这种情况。襀翅目 Plecoptera、革翅目 Dermaptera 、脉翅目 Neuroptera ，和捻翅目 Strepsiptera 只有未经证实的报道 。

本文大部分内容涉及各种类型的产雌孤雌生殖及其后果。 但重要的是要注意，昆虫和螨虫中还存在另一种完全不同的孤雌生殖：  产雄孤雌生殖 ，其中从受精卵发育的个体是雄性。 这些孤雌生殖的雄性几乎总是单倍体。因此产雄孤雌生殖通常被称为“单倍二倍体”。 在两个目（膜翅目和缨翅目）中，单倍二倍体是唯一已知的性系统 。这在前气门螨类（prostigmatid）和无气门螨类（astigmatid）中也广泛存在。 单倍二倍体也发生在一些蚧壳虫 （半翅目：珠蚧科Margarodidae）、 粉虱 （半翅目：粉虱科Aleurodidae），一些 蠹虫（象甲科）和单型复变甲科Micromalthidae中的怪异甲虫。 虽然产雄孤雌生殖的雄性由单性而来，但“单倍二倍体”物种整体上是有性繁殖，每个雄性的基因型是一种独特的减数分裂后重组产物。因此，产雄孤雌生殖与其他形式的经典有性系统有更多共同之处，因此我们在本文中没有详述。

人们有时也会遇到“产双性孤雌生殖”（deuterotoky）一词，意思是孤雌生殖产生雄性和雌性后代。 例如，在一些通常由产雌孤雌生殖繁殖的物种中，很小比例的个体发育成雄性，其可能会或不会交配。 术语产双性孤雌生殖有时也适用于循环和兼性孤雌生殖，我们将在本文后面讨论。 对于本文的其余部分，以及在大多数 科学文献中，可以假设“孤雌生殖”（parthenogenesis）一词指的是产雌孤雌生殖（thelytoky）。

无融合生殖和自融合生殖（Apomixis and Automixis）

有性真核生物生命周期的最基本特征是减数分裂之间的交替，其中二倍体核的脱氧核糖核酸减半，并且两个单倍体核（通常来自精子和卵子）融合形成新的二倍体核。 在许多昆虫中，这个祖先周期已被替代为无融合生殖 ，即没有减数分裂也没有有性生殖; 相反，新的个体来自有丝分裂产生的细胞，这些细胞与产生它们的亲本在遗传上相同（除了新的突变）。 从遗传学角度讲，无融合生殖是孤雌生殖的最简单形式。

孤雌生殖的另一种形式是自融合。减数分裂确实发生，但是卵子在没有被精子受精的情况下发育。 单倍体卵并不依靠精子来恢复二倍体 。有多种不同的机制可以恢复卵子的二倍体（ 图1 ）。其中一些是通过单个细胞基因组复制来实现; 其它也有通过两个不同细胞融合实现。 二倍化的确切机制决定了是否每代都保持 纯合状态或杂合度至少保持一段时间。

图1.  自融合孤雌生殖的三种形式及其遗传效应。 简单起见，图示一个染色体和一个互换事件。 两种蓝色代表母本的两个染色体组。 “I”表示第一次减数分裂，“II”表示第二次减数分裂。 （A）第二极核与卵核融合，这一过程称为“末端融合”; 发现于有些直翅目（Orthoptera)，   同翅目(Hemiptera），   缨翅目(Thysanoptera)，   双翅目（Diptera)，和   膜翅目(Hymenoptera）。 （B）第一极体衍生物 与卵核融合; 发现于鳞翅目(Lepidoptera）。（三）两个中心极核融合，“中心融合”; 发现于鳞翅目（Lepidoptera），双翅目(Diptera)和膜翅目（Hymenoptera）中发现。 注意在A中， 杂合度 在 着丝粒邻近区立即丢失，而在B和C中，着丝粒相邻的区域杂合性保留。 所有三个系统中，离着着丝粒更远，杂合性丢失的概率接近50％，取决于交叉。 文中描述了更极端的系统（保留全部或无杂合性）。

一个极端情况下，自融合在遗传上等同于无融合生殖。这种情况保留了来自父本和母本的基因组的所有杂合性。 如果整个基因组在减数分裂前复制，（“减数分裂前加倍”，直翅目Orthoptera和 鞘翅目Coleoptera），或者如果减数分裂I期的两个产物融合（弹尾纲Collembola，鳞翅目Lepidoptera），可能会发生这种情况。 另一个极端情况下，单倍体卵核分裂然后再次融合时整个基因组中立即实现纯合（“配子复制”，在一些直翅目Orthoptera、半翅目Hemiptera、鳞翅目Lepidoptera、双翅目Diptera和膜翅目Hymenoptera）。 在极端情况之间是自融合机制，涉及减数分裂的四个单倍体产物中的两个融合。这导致在一些位点保持杂合性，但在另外位点失去了杂合性。图1 展示了三个例子。

所有上述自融合形式被认为是传统意义上的孤雌生殖。 然而，还有另一种形式的繁殖只涉及单亲自体受精，即单个个体的卵细胞和精子细胞的融合。 只有 雌雄同体同时产生卵子和精子，可以自我受精。 在昆虫和螨虫中 雌雄同体非常罕见。实际上，只有蚧壳虫Icerya属中三个物种都是雌雄同体，通过自体受精繁殖。 自体受精导致每一代亲本杂合性减少约50％。

专性、循环和兼性孤雌生殖（Obligate, Cyclical, and Facultative Parthenogenesis）

一个专性孤雌生殖支系，没有与其他支系进行基因交换的手段，除了孤雌生殖之外没有任何繁殖手段。 但是许多昆虫具有更复杂的生命周期，包括有性生殖和孤雌生殖。 循环孤雌生殖涉及一代有性生殖与一代或多代孤雌生殖的交替。 兼性孤雌生殖这一术语可能涵盖了许多可能的生命周期，但总是暗示某个个体可以有性或无性繁殖。 在一些昆虫类群中，有性繁殖是常态；如果一窝卵没有受精，但有足够长的时间，其中一小部分便会开始发育。 这在昆虫和螨中总体上很少见。这种类型的兼性孤雌生殖- 通常称为偶发孤雌生殖（tychoparthenogenesis）- 在蜉蝣（Ephemeroptera）和一些多翅类中相当常见（直翅目Orthoptera、Blattodea蜚蠊目、竹节虫目Phasmatodea和螳螂目Mantodea），也见于啮虫目Psocoptera、鳞翅目Lepidoptera和双翅目Diptera。 成功发育成虫的卵子比例很低，通常极低; 偶发孤雌生殖的蜉蝣羽化比例从4％到8％不等，但野外捕获的Drosophila mercatorum，未受精卵发育的机会仅为1 / 10,000左右。 偶发孤雌生殖细胞学研究发现，它总是自融合的。偶发孤雌生殖显示许多正常有性生殖物种中存在孤雌生殖的可能，并且果蝇和竹节虫人工选择实验表明孤雌生殖能力存在遗传变异。 实验者能够将孤雌生殖发育的卵子的比例提高多达一千倍。

当有性时代期间孤雌生殖世代的数量发生变化时，循环和兼性孤雌生殖的类别是可变的，如某些瘿蚊、所有蚜虫 和复变甲甲虫。它们都是从孤雌生殖转向有性生殖以响应环境变化。 但在循环孤雌生殖中，在转变为孤雌生殖之前，不会超过一个有性生殖世代。 只有瘿蜂是规律性周期性孤雌生殖，不会出现连续两个孤雌生殖世代。虽然在瘿蜂中，如同在其它循环或兼性孤雌生殖类群，专性孤雌生殖支系多次发生。

值得一提的一个不寻常的系统是多胚现象。 它类似于循环孤雌生殖，在连续的有性世代之间存在无性繁殖的后代。但是多胚并非严格意义上的孤雌生殖（其涉及未受精的卵）。 相反，它是多细胞胚胎“营养”裂变的过程。 从一个卵子中多达2,500个体可以通过这种方式发育。 昆虫中的多胚胎经常发生在 膜翅目Hymenonptera和 捻翅目Strepsiptera 的一些拟寄生科中， 并且在 蚱蜢 中偶见报道。 多胚产生后代在遗传上彼此相同，但不同于它们的亲本。

循环孤雌生殖和多胚的一个显著特征是在某些情况下分化出一些无生育能力的“士兵”型，类似于在社会性昆虫中常见的士兵。 在一些循环孤雌生殖蚜虫中，兵蚜将攻击进入栖息地的植物虫瘿的入侵者。 在多胚生殖的蜂类中 ，士兵传统上被称为“致畸幼虫”，可能会攻击寄主毛虫体内的其它蜂类 幼虫。

交配依赖系统（Mating-Dependent Systems）

产雌孤雌生殖的特点是没有交配; 事实上，昆虫物种可能是孤雌生殖的第一个迹象是在种群中观察不到雄性。 在 假配子生殖（也被称为 雌核发育或精子依赖的孤雌生殖），必须与相同或不同物种的雄性交配; 通过接触或精子穿透激活卵子发育。 进入卵子后，父本染色体 退化，只有母本染色体在后代存活。 这个过程可以被认为是假受精：所有后代克隆发育，都是雌性，因此在遗传上是孤雌生殖的一种形式。 由于交配确实发生，因此难以观察到假配子生殖; 通常通过观察交配的雌性产生全雌性子代来发现。 在昆虫中，只有鞘翅目（Coleoptera）（ 有两种Ips 蠹虫和一种蛛甲虫）、两种鳞翅目，弹尾 目，直翅目和同翅目 各一种。 尚未证实可能的螨虫假配子生殖。

在杂交生殖过程中，父系基因组被排除在卵子发生 过程外。这样卵子只有母系染色体。 完整的母体基因组在每个子代中与来自有性繁殖宿主雄性的精子配对。 这种单克隆生殖首次发现于脊椎动物，迄今为止仅见于Bacillus属 （Phasmatodea）。 虽然将假配子生殖归为“依赖精子的孤雌生殖”，但它实际上是一种混合 生殖形式; 它结合了有性生殖 的 精子发生 ，非重组克隆母系基因组。

最近在蚂蚁（Wasmannia auropunctata） 中发现了一种类似于杂交的特殊系统。 蚂蚁通常是单倍体：未受精的卵发育成雄性，受精卵发育成雌性，可以不生殖或 繁殖（蚁后）。 但在 W. auropunctata ，蚁后产下一定比例的无融合生殖二倍体卵，发育成下一代雌性，如同 蚁后的克隆 。受精卵大部分发育成无生殖能力的工蚁。 但是在一定比例的受精卵中，父本的基因组完全取代了母本（一种不寻常的假配子生殖逆转，通常被称为雄性孤雌生殖），导致父本的单倍体雄性克隆。 因此，雄性和雌性都克隆繁殖，它们之间的杂种不育。

最后，常规近亲交配中，近亲之间的遗传后果非常类似于自体受精或某些形式的自交孤雌生殖：极端近亲繁殖（如兄弟姐妹交配）应在几代内产生纯合的谱系。 正因为如此，一些进化生物学家在更广泛的孤雌生殖定义下包括涉及交配的极端近亲繁殖。 与自融合孤雌生殖的相似性通过以下事实而得到增强：具有常规同胞交配的物种通常每窝仅产生一个或几个雄性，因此群体主要由雌性组成。 自融合孤雌生殖的一个重要区别是，在极端的繁殖情形下，当多个雌性在一个小斑块中定殖时，罕见远交- 这可能具有极其重要的进化后果- 自融合孤雌生殖中远交可能会不时发生，但可能更罕见或完全不存在。 极端近亲繁殖的分类学分布尚不清楚; 它经常在蠹虫（Scolytinae）中进化，在膜翅目中偶尔发生（在该目拟寄生蜂已被深入研究，但胡蜂、蜜蜂 和一些蚂蚁也得到研究），社会性缨翅目和螨虫中也有发现。

孤雌生殖起源和遗传学（Origins and Genetics of Parthenogenesis）

关于孤雌生殖如何产生的细节，或推翻融合生殖循环所必需的遗传变化细节还知之甚少。孤雌生殖 似乎常常是伴随着外来遗传干扰带来的 染色体 ;染色体、蛋白质变异和脱氧核糖核酸序列研究显示：所有脊椎动物 孤雌生殖似乎是由种间杂交形成 。  某些研究最好的昆虫，如Warramaba 蚱蜢和Bacillus 竹节虫（后者也会发生非杂交产雌孤雌生殖）等产雌孤雌生殖 被证实是杂交起源。 用 飞虱Muellerianella 属无融合生殖的三倍体假性体开展杂交实验，亲本之间已经产生了与和自然界存在孤雌生殖形式没有差别的后代。 Oncopeltus 属乳草虫种间杂交也产生了假配子生殖。

然而，至少在某些类群中发现三个证据，表明孤雌生殖可以在没有杂交的情况下产生。 兼性孤雌生殖物种中（例如，产雄孤雌生殖），孤雌生殖显然没有种间杂交 。此外，在遗传上和形态上与已知有性物种相似或几乎相同的 克隆谱系可能没有种间交配（例如， 蚜虫和瘿蜂等发生的循环产雌孤雌生殖“品系”）。  最后，部分产雌孤雌生殖物种在分类学上是孤立的例子：   Bromius obscurus 在北美以二倍体双性形式存在，但在欧洲是无融合生殖三倍体的，并且是其属中唯一发生的物种。

有第三种方式可以产生孤雌生殖。 胞内菌  Wolbachia 、 Cardinium 和Rickettsia可以诱导多类昆虫和 螨虫雌孤雌生殖 。 值得注意的是，在自然界被发现之前，理论上就预测到这种现象。 WD汉密尔顿在20世纪70年代曾指出，自然选择压力之下，母系遗传性比 尽可能地偏向雌性。直到20世纪90年代才证明了第一例通过母体传播细菌诱导孤雌生殖的案例。 自那以来，关于这一主题的研究剧增，每年都会报告许多新的细菌诱导孤雌生殖事例。 在最了解的案例中，  Wolbachia导致未受精卵配子复制，使它们发育成二倍体雌性而非单倍体雄性。

大量细胞学和遗传学研究经常揭示在一个物种或一类物种中，孤雌生殖繁殖存在多种机制。 无翅竹节虫Bacillus属  提供了一个很好的例子。地中海地区有两个有性生殖的特有种： B. grandii   （也有产雌孤雌生殖雌性）和   B. grandii （严格意义上的双性生殖），以及一种产雌孤雌生殖的支系B. atticus 。 其中有两种或三种物种同域分布（如在西西里岛上），存在杂交，导致两种杂交后代：二倍体自交  B. whitei 和trihybrid无融合生殖B. lynceorum 。 每个竹节虫 杂交后代卵子成熟过程不同; 然而减数分裂过程中，它们具有DNA超常倍增的共同细胞学特征，导致四链染色体。这使得减数分裂过程能够在配子中产生平衡的染色体互补。

一些研究部分揭示了孤雌生殖的遗传基础，并且很可能证明它与孤雌生殖的机制一样多变。 在 Rhopalosiphum padi   （鸟樱桃燕麦蚜），专性孤雌生殖似乎是由单一的 位点决定 ，并且对于循环孤雌生殖是隐性的。 相比之下，Drosophila  mercatorum 孤雌生殖易感性由多个独立基因位点决定。R. padi 的一些种系主要通过 孤雌生殖繁殖，但确实也产生一些雄性（尽管没有两性交配功能的雌性）。 有证据表明，在某些情况下，这些R. padi 雄性携带的基因已经把循环孤雌生殖种系“转化” 为专性孤雌生殖。

在许多情况下，以前被认为是单个孤雌生殖昆虫支系的结果被证明是由多种遗传上不同的 克隆 组成，每个克隆 独立来源于祖先的有性群体。 这些克隆可能有不同 倍型和遗传组成。孤雌生殖群体在形态、行为和生活史方面可以表现出相当大的多样性 。 虽然比一般 异系交配有性群体的变化要小得多（其中每个个体在遗传上是独特的），产雌孤雌生殖产生的克隆 多态性有可能比不变种群更适应宽泛的生态条件。 有证据表明：在其他孤雌生殖种群中，缺乏 遗传变异 ，似乎是具有“通用基因型”的单个克隆能够在广泛的环境中茁壮成长。 一些昆虫种类，有很多寄主植物，似乎由单个孤雌生殖支系组成，遗传多样性极少。

孤雌生殖模式：生物地理学和生态学（Patterns in Parthenogenesis: Biogeography and Ecology）

许多孤雌生殖六足动物或螨类， 无论是双性 还是孤雌生殖 ，常见而丰富。 在许多情况下，克隆形式比最近的双性近缘物种分布更广泛。 孤雌生殖地理分布通常不同于最近缘的有性生殖物种。这种现象称为地理 孤雌生殖 。 六足动物中的地理孤雌生殖（但不是螨虫）越靠近极地（纬度梯度），海拔越高的地方， 通常采取孤雌生殖。 因此，欧洲 几种象鼻虫双性物种（例如，   Otiorhynchus scaber 、Polydrosus mollis ）和   Solenobia  属蓑蛾 ， 仅在少数被认为是冰川避难所的高山遗址中发现，而同一物种的产雌孤雌生殖形式在欧洲中部和北部广泛存在。 啮虫目物种双性和产雌孤雌生殖在北美也遵循类似的模式。

已有许多生态模式来描述六足和螨中孤雌生殖的分布。 例如，孤雌生殖似乎与低扩散能力（无翅竹节虫目、直翅目和鳞翅目）和扰乱或短暂的 栖息地有关（孤雌生殖经常被归类为“瘦弱”）。 在螨类中，产雌孤雌生殖类群（包括“Endeostigmatida”，“Mesostigmatida”，“Prostigmatida”和“Oribatida”的整个科和属）与土壤栖息（特别是具有稳定土壤条件）密切相关，并且产雌孤雌生殖的甲螨在海洋岛屿上特别多。 弹尾虫 （ Collembola）一样，土壤栖息和产雌孤雌生殖之间有很强的相关性。蟑螂中唯一产雌孤雌生殖类型（ Pycnoscelus indicus ）是穴居物种。

结论

孤雌生殖包括各种各样的 生殖 系统并且通常被认为是“克隆繁殖”的同义词。事实上，具有产雌孤雌生殖繁殖的核心特征是，母系基因组通常通过一系列全雌性后代繁衍。 然而，有必要强调：有自融合孤雌生殖的形式中存在重组可能性。在假配子孤雌生殖中，即使繁殖基本上是克隆的，也需要交配。

孤雌生殖需要一种机制来规避正常的配子发生导致的倍体减半 。 昆虫已经进化出许多保留或恢复 二倍体 的机制。在减数分裂期间或之后消除（无融合生殖）或二倍体恢复（自融合）。 无融合生殖和某些形式的自融合维持杂合性 ，而其他形式的自融合导致短时纯合子 。 在大多数昆虫群体中，孤雌生殖不仅仅是一种有趣的生殖现象，而且许多孤雌生殖物种量大且广泛分布。 许多农业 和园艺 经济上很重要 害虫都是孤雌生殖的。 产雌孤雌生殖和假配子生殖类群在生态上成功。我们不能简单地将它们视为生殖畸变。 孤雌生殖支系的成功带来了一些悖论。在自然界中， 要么遗传变异重要性不如我们有时假设的那么重要，要么孤雌生殖谱系比我们想象的更具遗传多样性。

通过揭示遗传学的规律在何时何地被暂停或推翻，孤雌生殖的研究可以阐明 生物学中的一个核心问题，解释性别和重组的普遍存在，以及遗传学规律的适应性意义。 昆虫和由于 螨虫生命周期短，数量众多，因此是研究孤雌生殖进化和生态后果的理想生物。