我們常說不同的物種之間有生殖隔離,所以它們無法正常的繁殖,但在現(xiàn)實(shí)中,總是會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)物種雜交產(chǎn)生后代的情況,比如驢和馬。當(dāng)然,雖然驢和馬能生下騾子,但是這個(gè)過程并不簡(jiǎn)單,因?yàn)椴皇敲恳活^驢和馬都能生下后代,只是這兩種動(dòng)物曾經(jīng)飼養(yǎng)的數(shù)量太多了,在不斷的人為干預(yù)下,總是有能成功懷孕的驢或者馬,然后騾子就產(chǎn)生了。
但是,騾子并不是驢和馬打破了生殖隔離,因?yàn)轵呑邮且环N高度不育的雜交種,它們幾乎是不可能讓其他異性懷孕,同時(shí)它們也幾乎是不可能懷孕的,因此,騾子的產(chǎn)生也符合生殖隔離的定義。
不過,驢和馬雖然能生騾子,豬和牛就絕對(duì)不可能產(chǎn)生后代,而且不用說豬和牛,就是水牛和黃牛都無法產(chǎn)生后代,這也是生殖隔離的結(jié)果。但是,許多小伙伴可能不明白,為什么同樣是生殖隔離,驢和馬就能生,豬和牛就不行呢?我們一起來系統(tǒng)地了解一下生殖隔離。
什么是生殖隔離?生殖隔離的定義是即使兩個(gè)地緣關(guān)系相近的物種,也不會(huì)互相交配或者不易成功交配的隔離機(jī)制。簡(jiǎn)單地說就是兩種動(dòng)物在野生環(huán)境下,即使經(jīng)常相遇,也不會(huì)有交配行為,比如細(xì)紋斑馬和平原斑馬在非洲大草原上經(jīng)常相遇,但是二者是沒有交配行為的。
而“不易成功交配”是指即使交配精卵細(xì)胞也極難結(jié)合或者結(jié)合后也無法產(chǎn)生正常的后代,比如獅子和老虎的精卵細(xì)胞結(jié)合的幾率就只有萬分之一,這就是精卵細(xì)胞極難結(jié)合,其實(shí)驢和騾子也是如此,只是它們成功受孕的幾率比獅虎稍微高一些而已。
結(jié)合后無法產(chǎn)生正常的后代也很簡(jiǎn)單,就是說后代不正常,這里的不正常通常是指繁殖能力,因?yàn)殡s交種幾乎都不具備正常的繁殖能力,所以無論是騾子還是獅虎獸都不能算是一個(gè)正常的物種,只能叫做雜交種。(下圖為斑馬和驢的雜交種-斑驢)
同樣是生殖隔離,為何有的物種能產(chǎn)生后代,有的不能?在自然界中,所有的物種之間都存在生殖隔離,這是物種之間的生殖屏障,它是自然形成的,沒有任何的外力。生殖隔離的形成其實(shí)是與物種形成的必要條件。
眾所周知,動(dòng)物都有著共同的祖先,比如哺乳動(dòng)物的共同祖先是吳氏巨顱獸(Hadrocodium wui),這是一種生活在距今約2億多年前的侏羅紀(jì)的一種原始的哺乳動(dòng)物,它逐漸的開枝散葉才形成了如今6400多種不同的哺乳動(dòng)物。
吳氏巨顱獸復(fù)原圖
那么,一種動(dòng)物是如何變成幾千種不同的動(dòng)物的呢?首先,同一種動(dòng)物在不斷地繁殖的過程中,會(huì)產(chǎn)生遷徙,遷徙的路上和目的地都與原生環(huán)境不同,此時(shí)生殖隔離的第一步地理隔離產(chǎn)生了。
其次,地理隔離產(chǎn)生之后,同一種動(dòng)物在不同環(huán)境下生存沒有了基因交流,由于不同環(huán)境會(huì)產(chǎn)生不同方向的基因突變,這些基因突變又會(huì)被自然選擇給篩選,適合物種生存的變異會(huì)被保留,這樣物種基因的差異性就形成了。
基因差異性就像一條條小河,隨著逐漸的匯聚,物種之間的差異性越來越大,此時(shí)亞種形成了。隨著亞種基因差異化的繼續(xù)加大,物種就形成了,以此類推,逐漸地形成了不同屬,不同亞科,不同科,甚至是不同目、綱的動(dòng)物。
通過生殖隔離的產(chǎn)生和物種的形成,我們就能發(fā)現(xiàn)不同物種為何有的能產(chǎn)生后代,有的無法產(chǎn)生后代的原因,這是因?yàn)槲锓N之間的基因差異性不同。
驢和馬、獅和虎之所以能夠一定幾率的雜交產(chǎn)生后代,原因是它們是同科同屬下的物種,分化時(shí)間較短,基因相似度又比較高,所以在大量的人為干預(yù)下,它們是有幾率產(chǎn)生后代的。
而豬和牛無法雜交產(chǎn)生后代的原因主要是因?yàn)樨i是因?yàn)樗鼈儚膩喣烤鸵呀?jīng)開始分化了,它們都屬于偶蹄目,但是豬屬于豬形亞目,而牛屬于反芻亞目,它們連同科動(dòng)物都不是,分化的時(shí)間太久了,基因差異也太大了,所以即使把全世界的牛和豬放到一起,它們也生不下“一兒半女”。
在開始我們說過即使水牛和黃牛也無法雜交,這是因?yàn)樗鼈儚膶倬鸵呀?jīng)分化了,黃牛屬于牛屬,水牛屬于水牛屬,它們的差異就像是獵豹和貓一樣,基因差異雖然沒有豬和牛大,但也足夠讓它們無法正常的繁殖了。
除了基因的差異外,牛和豬還有行為隔離,所謂的行為隔離是指不同物種之間的繁殖行為、生殖器官等存在較大的差異,從而導(dǎo)致即使進(jìn)入發(fā)情期,二者也完全沒法繁殖的一種隔離機(jī)制。
總結(jié)物種之間的生殖隔離并不是單指不同物種無法繁殖后代,還包括了無法產(chǎn)生正常的后代,因?yàn)槲锓N之間基因越接近,在繁殖時(shí),就越容易繁殖成功,但是,既然形成了不同物種,它們后代的染色體就是異源染色體,異源染色體是極難正常分裂和結(jié)合的。
這導(dǎo)致了即使驢和馬是同科同屬的動(dòng)物,它們的后代騾子都高度不育,更不用說是基因差異更大的牛和豬了。
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