处女生殖，科学上称为孤雌生殖，在动物界似乎相当普遍。许多昆虫和其他无脊椎动物都能够在这两种繁殖方式之间切换。在脊椎动物中，处女生殖的案例至少在80个分类群中有记载，包括鱼类、两栖类和爬行类。但人类以及我们的哺乳动物同类却是一个显著的例外。据我们所知——尽管在数据上还存在一些空白，尤其是关于鸭嘴兽——没有一种哺乳动物能够在没有父亲的情况下繁殖。
那么，是什么阻碍了这一进程呢？首先，哺乳动物的卵细胞通常要接收到精子的信号才会分裂。其次，大多数哺乳动物的卵细胞只有发育所需染色体数量的一半。如果没有精子，胚胎将只拥有存活所需DNA的一半。
这两个障碍都有可能在实验室中通过随机突变来克服，但还有一个第三个障碍，很可能无法克服。在正常情况下，卵细胞和精细胞中的DNA会发生改变，使得一些基因会更加活跃，而另一些基因则被抑制。当卵细胞和精子结合形成胚胎时，这些基因印记会协同作用，确保所有必需的蛋白质都以正确的量产生。如果卵细胞在没有精子细胞印记的情况下开始自行繁殖，后代将无法存活太久。
科学家估计，基因印记影响着大约200种不同的基因。要发生孤雌生殖，许多这些改变必须通过随机突变来实现。宾夕法尼亚大学的分子遗传学家 Marisa Bartolomei 说：“我认为这太复杂了，需要太多事情偶然发生。” 尽管可能性极小，但理论上科学家们有可能在未来通过诱导实现必要的改变。“是否存在一种突变可以消除所有基因印记，这样我们就能看到，在正常发育过程中，我们不需要父亲或母亲？” Bartolomei 问道。“这是一个人们问了很多的问题，而我们不知道答案。”
本文最初发表于《大众科学》2013年12月刊。
