自然界所有的物種之間都是存在生殖隔離的。
簡單來說,所謂物種,就是按生殖隔離來劃分的。也就是說,同一個物種的生物能夠正常繁育後代,而不同物種之間則產生生殖隔離。
擁有同一個祖先的種群,由於種種原因,可能會在某一個時間點上彼此分開,各自朝著不同的方向演化,在經過相當長的一段時間後,當他們的子孫後代都積累了足夠多的基因變異,互相之間無法正常交配繁育,就會被區分為不同的物種,意味著新物種的出現。
自然界正因為有了生殖隔離機制,才演化出生物的多樣性,才有這個紛繁複雜的生物世界。
生殖隔離,指的是由於各方面原因,親緣關係相近的類群,在自然條件下,無法交配,或者能交配但無法繁殖,或者交配出來的後代不具備生育能力的隔離機制,就稱之為生殖隔離。
產生生殖隔離的原因多種多樣,地理隔離、季節隔離、生理隔離、生態隔離和行為隔離等等,這些都屬於是受精之前就產生的生殖隔離;受精後的生殖隔離則主要有雜種不活、雜種不育、雜種衰敗等。
而物種之間染色體數目,染色體結構,染色體形狀大小的這些差異,都會導致無法交配。
自然界中生殖隔離普遍存在,比如馬和驢產下的騾子就沒有生育能力。馬和驢在400-450萬年前擁有共同祖先,二者屬於近親,都是馬屬下的不同種。但馬和驢的染色體數目卻不相同,分別是64條和62條,它們結合就會產下染色體數目63條的不育騾子。而獅子和老虎交配,可產下獅虎獸,但獅虎獸存活率較低,雄性獅虎獸則無法生育!
世界上現存的所有人類都同屬於一個物種——現代智人。所以人類跟所有生物之間都存在生殖隔離。
雖然智人和黑猩猩有較近的親緣關係,二者同屬於人科下的不同屬物種。但人類有46條染色體,黑猩猩有48條染色體,假如能夠交配,後代就會有47條染色體,情況類似騾子,還不如騾子。這是因為騾子是同屬不同種的交配的產物,而人和黑猩猩則屬於同科下的不同屬,二者親緣關係還遠沒有馬和驢那麼近,所以人和黑猩猩也必然存在生殖隔離。
既然同屬不同種間就已經產生生殖隔離了,那我們只能將親緣關係範圍進一步縮小到同屬以內來分析了。
在人類進化過程中,曾經出現過其他人屬物種,比如尼安德特人,丹尼索瓦人,海德堡人,佛羅勒斯人。他們曾與智人同時存在於地球上一段時期,但最終都滅絕了,只剩下了智人一個物種繁衍至今。
不過,通過基因測序結果,得出了一個驚人的發現:除了非洲以外,其他地區人類體內皆有1-4%不等的尼安德特人基因,這明顯是有基因交流啊!
這裡你可能要問了,不同物種間不是說好了有生殖隔離的嗎?智人和尼人並不是同一個物種,如何能混血產生後代,而且後人還生活得好好的?
50萬年前,智人和尼人的祖先分道揚鑣,尼人的祖先走出了非洲,逐漸演化為尼安德特人;智人的祖先則繼續留在非洲演化。由於地理隔離,二者很長一段時間不再「交流」,便產生了一定的基因差異,開始向生殖隔離的方向過渡發展。
但在距今7萬年前智人也走出非洲,遇到尼安德特人時,二者之間很可能還未完全產生生殖隔離,畢竟生殖隔離是一個十分十分緩慢的過程,需要幾十萬年,甚至上百萬年的足夠長的時間,才可以徹底分化成兩個物種。在那個可能是過渡的階段,二者又重新有了基因交流,而通過研究顯示,最初智人體內的尼人基因佔到了10%,表明智人和尼安德特人曾有過一定規模的交配行為。
而實際上,人類的祖先不只和尼安德特人有過浪漫史,還曾和丹尼索瓦人等人種發生過基因交流,同樣可從現在的一部分地區人種的DNA裡尋得一絲線索。但這些人屬的其他成員,都被智人祖先打敗,紛紛滅絕了。目前人類跟所有生物之間都有生殖隔離。
生殖隔離是生命演化的一道生理屏障,可以防止不同物種產生後代 ,或保證不同物種後代是不可繁育的。這種防禦機制可以減少親緣物種之間的基因交流,維持了物種之間相對穩定的邊界,是對物種的一種保護。