生殖隔離是偽科學嗎,兩個品種是如何變成兩個物種的?

2020-12-05 酋知魚

我們在認識物種分類的時候,有一個重要的分類標準,即兩個品種間是還存在生殖隔離,沒有生殖隔離的即視為同一物種。

但是有關生殖隔離的定義撲朔迷離,在我們中學的教科書中有這樣的定義——馬與驢雖然可以產生後代,但是騾子是不可育的,但書中的解釋是因為馬有32對染色體,驢有31對染色體,導致騾子染色體數是奇數所以不可育。

看到這個定義,有一小部分喜歡動腦筋的朋友就找到寶了,兩個物種存在生殖隔離,那它們之間的過渡物種在哪裡?染色體數量難道是在一夜之間就突然增加或減少嗎?終於找到進化論的嚴重bug了,啦啦啦啦啦!

事實真的如此嗎?今天我們就來研究一下這個問題。

唯一沒有例外的是例外一定存在

在動漫界有這麼一句話:四天王有五人不是常識嗎?

沒錯,在我們這個生物世界中,唯一不存在例外的就是「例外一定存在」,要知道分類是人為給生命的一個定義,自然中本來並沒有一道界線將物種們隔開。如果我們將視線移開,不只是緊盯著貓狗熊貓老虎等動物的話,就會發現「常識」中的生物知識基本都是錯的。

例如植物,不同物種間不僅可以雜交,還能加倍,不能雜交的還可以先加倍後雜交,還記得「八倍體小黑麥」嗎?一通騷操作,哪怕是本存在生殖隔離的小麥與黑麥也不得不「喜結連理」。

生物學家對植物的操作實在是太多了,甚至還有完全沒生殖過程的「植物體細胞雜交」,培育出了番茄馬鈴薯雜交植株(雖然它不能像預想的那樣上面結番茄,下面結馬鈴薯)。那為什麼植物物種間的界限如此模糊,而動物間卻非常清晰呢?

關鍵問題在於複雜度,哺乳動物是生命進化中複雜的巔峰,以人類為例,我們體內的組織器官高度特化,有約200種大小不同、形態與功能各自異的細胞。複雜意味著精密,意味著不能有一點差錯,植物的多倍體通常都比單倍體長得更粗壯,但對於複雜動物來說意味著死亡。這就像是簡單地照著小飛彈做一個放大版,結果必然是墜落。

奇數偶數無關隔離

不得不說以前的教科書實在是不嚴謹,有關染色體奇偶數導致生殖隔離的觀點完全是錯誤的。比如獅子與老虎的染色體數相等但同樣存在生殖隔離,普氏野馬的染色體數為33對,家馬的染色體數是32對,可是它們雜交產生的後代卻是健康可育的。更神奇的是自然條件下就存在染色體為奇數的動物,比部分西歐野豬擁有37條染色體,它們與36條的同類可以生出36或37的後代,且都是健康且可育的。

更令人驚奇的是,這樣的變化正在人類體內上演。我們知道決定性別的Y染色體很短,而且研究發現它正在變得越來越短,如果人類能繼續自然繁衍5百萬年,Y染色體就會徹底消失,於是性變成45條染色體,女性依然保持46條。不過不用擔心,自然界中已經存在把Y染色體弄丟的物種了——日本刺鼠、鼴田鼠,它們依然生存的很好(事實上本來女性的兩條X染色體在表達時就會廢棄一條,從這個角度來說人類染色體早就是奇數了)。

概率的世界

說了這麼多,生殖隔離到底是怎麼回事?其實從概率的世界來理解就很簡單了,兩個品種間產生的後代有多少生存率,就是判定的根據。

動物的基因工作起來是如此精確,當擁有相同祖先的兩個品種間基因差異到足夠大的時候,結合產生的受精卵在發育過程中就會表現出不利的性狀,降低胚胎發育成幼體的機率,比如獅與虎交配的受孕機率就只有1%到2%,多數受精卵要麼無法著床,要麼在發育過程中流產了。

我們的祖先智人在擴張的過程中曾與120萬年前與自己分道揚鑣的尼安德特人發生過血統融合,現在主流的觀點認為這兩個人屬物種間有一個很低的概率能產生健康可育的後代,這就像是「量子隧穿」,能越過堅固的「生殖隔離之壁」。

當然了,此例中強行物種融合是智人天下無敵掃蕩六合時發生的血腥事件,通常情況下哺乳動物都是以族群為單位生活的,族群內的生殖成功率會保持在一個穩定的水平,動物更喜歡與同族群的異性交配,這樣無論是習性還是後代生存率都會高不少。在大尺度時間的推動下,彼此分離的族群間的基因差異越來越大,產生健康可育後代的機率也就越來越小。

說明白點,物種間的生殖隔離關係是連續的,理論上從100%可育後代到0%之間都有,關鍵在於我們將定義下在哪兒。質疑「過渡物種」不存在是十足的民科思維,完全沒有認識到生物界「法無定法」的本質。

本篇文章到這裡就結束啦,有沒有解開你心中的疑惑呢?我是酋知魚,一條有點東西的科學作者,歡迎關注!

相關焦點

  • 尼安德特人和智人存在生殖隔離嗎?
    在生物學上,物種只有在形成生殖隔離之後才會被區分為新物種,如果同一個物種沒有出現生殖隔離,那麼無論它們的樣貌有多大變化,無論它們外形看起來有多大差異,從生物學來看,它們都是同一個物種,比如:黃種人、白種人以及黑種人都是智人;柯基、金毛以及中華田園犬都是狗。
  • 如果生殖隔離不存在,地球會變成什麼樣哪?
    生殖隔離是地球生物發展繁衍過程中留下的一道「天然鴻溝」,也是物種進化中形成的必然結果,但如果生殖隔離不存在,這個世界會變成什麼樣哪?這是一個腦洞大開的問題,當然也是完全可以預見的。生殖隔離若不存在,地球上的所以物種都將可以進行基因上的交流,那麼這個世界就完全亂套了。
  • 人類之間也有生殖隔離問題嗎?生殖隔離是什麼原理?
    通常情況下,科學家們一般將繁殖隔離機制分為兩個大的類別,它們分別是受精之後的生殖隔離,以及發生在受精之前的生殖隔離,前者涵蓋了生理隔離、行為隔離、地理隔離、生態隔離、形態隔離和季節隔離,而後者則主要覆蓋了雜種衰敗(能繁育的F1
  • 如果地球上不同的物種之間,沒有生殖隔離會怎麼樣?
    在生物學中,可以通過「生殖隔離」的概念來對物種的種類進行區分,從而達到定義物種的目的,我們知道,目前我們對地球生物的分類,採用的是域、界、門、綱、目、科、屬、種的分類方式,對於親緣關係較近的、具有生殖隔離的不同物種,則至少可以從種和亞種上對其主要特徵、行為方式和生理特徵等進行細分,從而使我們對地球上整個生物世界的認知更加多樣化和豐富化。
  • 如果沒有生殖隔離地球會變成什麼樣?
    如果沒有生殖隔離地球會變成什麼樣?我們先來開個腦洞!從現在開始,如果沒有了生殖隔離,那也就沒有了物種的概念,至少在某一緯度。物種的多樣性,變成了底層基因的組合多樣性。我們先來看下什麼是生殖隔離?生殖隔離的名詞解釋是,由於各方面原因,使親緣關係接近的類群之間在自然條件下不交配,或者即使交配也不能產生後代或者不能產生可育性後代的隔離機制。
  • 為什麼人類和所有生物之間都有生殖隔離?這難道是天註定?
    這是因為人和老鼠的祖先,因為各種原因,被大江大河或者山脈所阻隔,兩個種群的後代積累了足夠多的基因變異後,就會徹底演化成兩個物種,即使以後這兩個物種再相遇,也不會產生後代,或者後代喪失繁衍能力,比如:馬和驢交配能生出騾,但騾不能再繁衍。
  • 都是由古猿進化,為何人類與猩猩有生殖隔離,不同人種間卻沒有?
    在物種分類時,生殖隔離似乎已經成為區分兩個物種最主要的分類標準。除了兩個物種雜交不能產生後代外,後代的不可育也被劃分到這一標準的重要特徵中。比如馬和驢的後代騾子、獅子和老虎的後代獅虎獸,都是由於後代的不可育,被認為物種間存在生殖隔離。
  • 如果有一天生殖隔離消失了,地球生物會變成什麼樣?
    如果將生殖隔離的問題再擴大範圍來討論,就需要弄清楚為什麼動物會出現生殖隔離?生殖隔離對動物界的影響等等。那麼下面逐一來討論這些問題。生物學家通過長期的研究發現,地理隔離往往是導致生殖隔離產生的前提。地理隔離相對好理解一些,它指的是一個種類的動物因為地質變化、種群遷徙等原因被分開在兩種不同的環境中生存。兩個同種類的種群為了適應生存環境必須做出改變,而且越適合生存環境的變化越好。
  • 說好的生殖隔離,雜種是怎麼產生的?雜交鮑存在哪些利與弊?
    「生殖隔離」。●&nbsp什麼是「生殖隔離」?生殖隔離是指由於各方面的原因,使不同種的生物類群之間在自然條件下不交配,即使能交配也不能產生後代或不能產生可育性後代的隔離機制。也就是說,不是一個物種的兩個生物,是無法相交配產生有繁殖能力的後代,並不斷繁衍下去的。生殖隔離是物種與物種之間的分界線,是鑑定物種的最基本依據。
  • 尼安德特人和智人存在生殖隔離嗎?為什麼我們體內殘留著尼人的基因?
    生殖隔離 在生物學上,物種只有在形成生殖隔離之後才會被區分為新物種,如果同一個物種沒有出現生殖隔離,那麼無論它們的樣貌有多大變化,無論它們外形看起來有多大差異,從生物學來看,它們都是同一個物種,比如:黃種人、白種人以及黑種人都是智人;柯基、金毛以及中華田園犬都是狗。
  • 智人和尼安德特人為什麼能夠留下後代,它們沒有生殖隔離嗎?
    生殖隔離是自然界的一大創舉,正是有了生殖隔離,地球生物才能演化出不同的品種,以不同的形式生存,地球物種才能夠像如今這般豐富多彩。 在生物學中,區分兩個物種的關鍵證據就是有沒有產生生殖隔離,一旦產生生殖隔離,則意味著這兩個個體屬於不同的物種。
  • 為什麼人類和其他物種都有生殖隔離?這意味著什麼?
    針對這個問題並不是很難回答,首先要了解生殖隔離的概念是什麼,一般認為不同物種之間無法發生基因交流的現象被稱之為生殖隔離。大體上有這樣幾種情況,對於植物來說它們的開花期和授粉期不同,那麼自然環境下這兩種植物存在生殖隔離;進一步的情況是針對兩個動物,它們的體型相差巨大,根本無法完成交配的環節,這也是一種生殖隔離。
  • 大雁和家鵝有沒有生殖隔離?為什麼?
    生殖隔離是我們經常看到和聽到的一個詞,那麼它究竟是什麼意思呢?簡單的說,生殖隔離是指親緣關係接近且生活地域接近的兩個物種在自然條件下不交配或者交配後沒有後代亦或者交配後有後代但後代不具備生育能力。比如山斑馬和平原斑馬在非洲大草原上的棲息環境非常的接近,但是二者之間都在主動的規避交配,而山斑馬和平原斑馬是斑馬亞屬下的兩個不同的種,再比如馬和驢在人工幹預下雖然可以交配也可以產生後代,但是它們的後代騾子不具備生育能力。因此,正是生殖隔離存在才產生了物種的多樣性,也使得物種形成之後有了唯一性。
  • 如果地球上的動物都沒有了生殖隔離,會發生什麼?
    生殖隔離的作用首先,正是有了甚至隔離的存在,地球上的萬物才有自己獨特的生物學劃分;其次,正是有了生殖隔離,物種間的基因才能保持穩定。從生物學意義上說,只有兩種存在生殖隔離的物種才能稱得上是兩個物種,比如平原斑馬和細紋斑馬在分布上有很大的重合,但是它們由於生殖隔離的存在不會發生雜交的行為,這就保證了平原斑馬和細紋斑馬種的獨立性。
  • 物種之間既然有生殖隔離,為何獅虎獸會存在?科學家給出解釋!
    跨越物種生殖隔離,人類與大猩猩是否會有後代?獅虎獸為何存在?地球自誕生生命以來,已經過了46億年的時間,而現在地球上目前被人類已知的物種大約有870多萬個,甚至還有更多,因為人類目前只發現了這些並沒有,還有很多物種沒有被發現。
  • 在地球100多萬的物種中,為什麼人類並沒有出現生殖隔離?
    隨著全球化的發展,地球也漸漸地變成了一個「地球村」。在這個「地球村」裡,人們的交流也變得多了起來。世界上也出現了越來越多的混血兒。讓人們驚訝的是,這些來自不同地區,擁有不同膚色的人所繁殖的後代,不僅沒有出現基因不正常的情況,大部分的混血兒的顏值還很高。
  • 在地球100多萬的物種中,為什麼人類並沒有出現生殖隔離?
    隨著全球化的發展,地球也漸漸地變成了一個「地球村」。在這個「地球村」裡,人們的交流也變得多了起來。世界上也出現了越來越多的混血兒。讓人們驚訝的是,這些來自不同地區,擁有不同膚色的人所繁殖的後代,不僅沒有出現基因不正常的情況,大部分的混血兒的顏值還很高。
  • 生物如果沒有生殖隔離,地球會怎樣?只有2個結局,都不利於生態
    生殖隔離正如名字所說,它其實是一種隔離,是它使得在自然條件下,是它使得生物物種不能夠隨意交配,即使交配產生後代,這樣的後代也是不能夠生育的。所以說,正是生殖隔離使得地球上的生物物種豐富多樣,如果沒有生殖隔離,也許地球上的物種會逐漸趨同。
  • 人類的親戚:黑猩猩和大猩猩之間存在生殖隔離嗎?為什麼?
    身高體壯大猩猩 靈長目人科人亞科大猩猩屬類人猿的總稱,分為兩個物種——東非大猩猩和西非大猩猩。大猩猩是現存所有靈長類動物中體型最大的種,也是最大的類人猿,故得名曰大猩猩。
  • 全世界人種那麼多,為什麼還能婚配生子,沒有出現生殖隔離?
    生殖隔離是物種間常見的一種自然現象,比如貓和狗儘管有可能成為好朋友,但卻無法成為夫妻,因為它們不可能誕下寶寶,但似乎人之間沒有這個問題,無論相隔萬裡,人種顏色差異有多大,體型大小有多懸殊,只要相愛了,只要「功能」正常,都可以有自己的愛情結晶,似乎生殖隔離與人類無關,僅有的只是不孕不育!