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跨越物種的愛戀,還真能修成正果呢

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無論是農村常見的騾子

還是寵物市場上的諸多新奇品種

雜交,是我們很熟悉的生物學現象

很多時候

我們會認為雜交是一種「不自然」的狀態

因為根據「生殖隔離」的原則

不同物種之間的雜交

好像是一個「愛的錯誤」

其實不然

生殖隔離的涵義,並非像字面上那麼直白簡單

雜交,在自然界中也依然存在

有的雜交後代是完全正常,可以繁育的

甚至有研究認為:

雜交,可能也是產生新物種的一種途徑

本文共2099字

圖片17張

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其實,自然界不同物種雜交是很普遍的,植物尤其多,動物同樣也有。

但是這裡邊存在一個問題,雜交產生的到底能不能算得上雜交種——一個新的物種?

無論是驢和馬生出來的騾子,還是北極熊和灰熊雜交產生的灰白熊,這其實應該算是雜交個體,在自然環境下,很多物種其實沒有特別嚴格的生殖隔離,尤其是合子前隔離,很多情況下兩個物種其實有產生後代的「能力」,但是因為分布區域、繁殖時間等等的差別而沒有機會交配,一旦有適當的時機——比如遊盪的個體闖入到了另一個物種的生存領地(北極熊就是和灰熊的北方亞種雜交的,這兩者才有機會碰面),或者生理期偶然的產生了重合,總之就是緣妙不可言,就有可能產生後代,最為著名的恐怕是這個:

文藝小天王宋徽宗繪製的這幅《芙蓉錦雞圖》是中國工筆花鳥畫法的傑作,但是在16年中科院昆明動物研究所研究人員審視這幅畫的時候發現,這隻錦雞似乎和我國曾分布過的多種錦雞都不太一樣,最終判斷這是一隻雜交種,從身體特徵來看,應該是紅腹錦雞和白腹錦雞雜交產生的,也就是下面兩位:

白腹錦雞Chrysolophus amherstiae

紅腹錦雞Chrysolophus pictus

我們現在沒法判斷趙佶同志是在野外採風的時候遇到了這樣一隻雜交錦雞,還是畫了一隻人工飼養環境下出現的雜交錦雞,但這兩種錦雞確實經常發生雜交,網上很多養殖場都在出售,而在自然環境下,兩種錦雞也有一些分布區域重疊,研究人員也在野外拍攝過它們的野外雜交個體。

雜交錦雞

現在我們發現的這樣在自然環境下種間雜交的案例已經很多了,除了灰熊北方亞種和北極熊、被皇上欽點的雜交錦雞之外,更為常見的恐怕就是各類鯨,比如海上種馬寬吻海豚,就經常搞出這樣的大洋愛情故事,目前已經觀察到和寬吻海豚發生過種間雜交的其他鯨類已經有13種,這些後代有的是有生育能力的。

但是它們能不能算一個物種呢?這個結論很不好下,因為我們現在沒法用一個特別精準無誤的標準去衡量到底可以依靠什麼去界定一個物種。比如細斑原海豚(Stenella clymene),從19世紀被發現之後,學界一直認為它是長吻原海豚(Stenella longirostris)的一個亞種,但是隨著DNA技術的引入,揭示了它的形成來源於長吻原海豚和和條紋原海豚(Stenella coeruleoalbus)的雜交,在雜交之後,這些雜交個體似乎也更願意與和自己相同的雜交個體交配,隨之形成了一個物種。

長吻原海豚Stenella longirostris

條紋原海豚Stenella coeruleoalbus

兩者雜交產生的新物種——細斑原海豚Stenella clymene

但是細斑原海豚的例子是否就是雜交產生新物種的證據呢?儘管細斑原海豚和雜交錦雞、灰白熊截然不同:它已經不是一個偶然個例,而是形成了一個相當規模的種群,有了穩定的性狀,但有人認為它還不能算一個嚴格意義上的新物種。有學者認為,要承認雜交所產生的是新物種,那麼這個新物種必須滿足三個條件,也就是是由兩個不同的父本種發生了雜交行為,雜交種和父本種之間出現了生殖隔離,這種隔離是由雜交導致的。

你看,生殖隔離這個簡單粗暴的物種鑒別準則在這裡就發揮了很大的作用,按照這個標準來看的話,細斑原海豚算不上是個新物種,它確實是兩個物種之間發生種間隔離的產物,但它自己本身也可能與這兩個父本物種發生雜交,所以第二條就不符合,第三條幹脆無從談起。

而且要按照這個嚴格的生殖隔離標準來看的話,動物界複合標準的雜交物種也是有的,典型的就是一種叫做Heliconius heurippa的蝴蝶,這種蝴蝶是由Heliconius melpomene和Heliconius cydno雜交產生的,雜交產生的Heliconius heurippa的翅膀花紋和兩個父本都完全不同,而它的繁殖非常挑剔,幾乎只會和自己翅膀花紋一樣的異性繁殖,這就是一種生殖隔離,也它就完美的符合了最嚴格的雜交物種3個定義——種間雜交產生,和父本生殖隔離(交配是不可能的!這輩子也不可能和翅膀花紋那麼丑的父本交配的!),這種生殖隔離是由雜交引起的。

一個父本物種Heliconius melpomene

另一個父本物種Heliconius cydno

產生的非常傲嬌的雜交物種Heliconius heurippa

這就帶來一個特別棘手的問題:死守著生殖隔離這條線來界定物種是不是就是特別準確的?因為很多合子前隔離都是有可能隨著環境變化而被打破的,而且雜交起源可能本來就是物種產生的一個重要方式,《Nature》曾經刊登過的觀點認為,至少有10%的動物和25%的植物經歷了自然雜交起源,包括我們智人自己身上也有一些尼安德特人的血脈,所以那種基於生殖隔離的、認為一旦有生殖隔離就在物種之間砌了一道堅不可摧防火牆的、物種演化是一脈相承一意孤行的演化理論可能本來就是我們對自然認識不充分的產物。這道防火牆在許多物種之間並沒有砌好,一個最極端的例子,兩種蕨類已經彼此分化了六千多萬年了,然後遇到一塊居然順風水順的就完成了雜交……

Gymnocarpium dryopteris

Cystopteris fragilis

兩者在法國比利牛斯山雜交而成的xCystocarpium roskamianum,由於前兩者已經分化6000萬年之久,研究者比喻這種雜交產物「就像大象和海牛雜交產生的後代」

雜交個體不一定會成為雜交物種,但是雜交物種一定經歷了雜交過程,但雜交過程產生的並不一定就會產生新的雜交物種,一些雜交產生的個體還會反覆與父本物種回交,產生滲透雜交。通過這個過程,這些雜交個體不僅自己沒有變成一個新物種,還會在原來存在著一定合子前生殖隔離的父本物種之間構建一個基因轉移的橋樑,比如在加拉帕格斯群島的弗雷里安納島,大嘴樹雀、中嘴樹雀和小嘴樹雀就產生了這樣的滲透雜交,在雜交個體的參與下,三個獨立物種快速融合,形成了一個混亂的雜交群,現在這個島上已經找不到血統純正的大嘴樹雀了,中嘴樹雀和小嘴樹雀也快融合完了,也就是說,這個案例里的的雜交非但沒有產生新物種,甚至反過來「消滅」了父本物種的多樣性。

大嘴樹雀Camarhynchus psittacula

中嘴樹雀Camarhynchus pauper

小嘴樹雀Camarhynchus parvulus

換個通俗但可能不是很恰當的例子來解釋這個過程。比如某兩種動物A和動物B,它倆本來是獨立物種,存在著合子前隔離(我們假設它們同樣都生活在一片山區,但是A生活在山谷,B生活在山巔,地理隔離造成了生殖隔離),一些偶然的機會,A物種里那些生活在山谷相對靠近山腰的個體和B物種那些生活在山巔靠近山腰的個體相遇了,交配了,產生了一些雜交個體C。那麼C可能就產生了不同的性狀,它就喜歡在山腰生活(或者山谷山巔它都能適應,也就是汲取兩個父本的所長了),那麼它們就可以去山谷和A回交,也可以去山頂和B回交,生下來的後代就越來越像A和B的融合的方向發展,最終可能這個山區的A和B就消失了,這裡生活著一大群雜交生物。

所以除了界定物種這個困擾之外,自然雜交對生物多樣性的影響也是個大課題,因為它可能會產生新物種,也可能威脅到父本物種的生存。如何看待和處理自然狀態下的雜交也是個很棘手的問題。

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