为什么不同的物种之间存在与人类没有生殖隔离的生物？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2024-05-03 08:34 标签： 与人类没有生殖隔离的生物

2024-03-03 09:47
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新鲜旅行事呀发布于：江苏省
地球上的生物多样性是一个惊人的奇迹，这种多样性的存在主要归功于生物进化过程中的自然选择和遗传变异。然而，这种多样性并非随机发生，而是受到一系列复杂的生物学机制的影响，其中最重要的就是生殖隔离。那么，为什么地球上的生物会有生殖隔离？如果没有生殖隔离，世界会发生什么？什么是生殖隔离？生殖隔离是生物学中的一个概念，指的是一种阻止不同物种或者种群之间进行有效繁殖的机制。生殖隔离可以通过多种方式实现，包括生态位的分隔、行为习性的差异、生理结构的不同以及时间上的分离等。生殖隔离是生物进化的重要驱动力，它使得不同的物种或者种群能够独立地演化，形成各自独特的特征和特性。为什么需要生殖隔离？生殖隔离的存在主要是为了保护物种的基因库的独立性和稳定性。在一个没有生殖隔离的环境中，所有的物种或者种群都会进行频繁的交流和混合，这将导致基因流动的增加，进而可能导致一些有害的突变在种群中迅速传播。此外，生殖隔离还可以避免近亲交配，近亲交配会增加有害突变的风险，同时也可能导致生育能力的降低。因此，从生物学的角度来看，生殖隔离是一种重要的保护机制。如果没有生殖隔离，会发生什么？如果地球上的生物没有生殖隔离，那么生物多样性可能会大幅度减少。首先，由于基因流动的增加，可能会导致一些有益的突变被稀释，而一些有害的突变则会迅速传播。其次，近亲交配的风险会增加，这会导致生育能力的降低，甚至可能导致一些物种的灭绝。最后，由于缺乏有效的保护机制，一些物种可能会面临过度捕猎和环境破坏的威胁。然而，即使没有生殖隔离，生物仍然可能通过其他方式来保护自身的基因库。例如，一些物种可能会通过地理隔离来防止基因流动，或者通过行为习性的差异来避免近亲交配。此外，自然选择也可以作为一种替代机制来促进物种的演化。总的来说，虽然生殖隔离是保护生物多样性的重要机制，但是即使在没有生殖隔离的情况下，生物也有可能通过其他方式来适应环境的变化和保护自身的基因库。生殖隔离与人类的社会文化除了对生物多样性的保护作用外，生殖隔离还有一个重要的影响——它对人类的社会文化产生了深远的影响。在人类社会中，生殖隔离表现为种族、宗教和文化的差异。这些差异在很大程度上形成了我们的身份认同和社会结构。如果人类没有生殖隔离，那么我们的社会和文化可能会变得更加单一和同质。例如，语言、艺术、习俗和信仰等文化元素可能会失去其独特性，变得模糊不清。同时，由于人类具有高度的适应性和学习能力，我们可能会迅速接受并融合各种不同的文化元素，从而导致社会的快速变革和不确定性。然而，尽管生殖隔离可能导致一些社会问题，如歧视和排斥等，但我们不能忽视它在保护文化多样性和维护社会稳定方面的重要作用。在全球化的背景下，我们需要找到一种平衡的方式——既尊重和保护各种文化的独特性，又推动文化交流和理解的发展。返回搜狐，查看更多
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众所周知，鱼和鱼恋爱，鸟和鸟婚配，不曾听闻山鸡配凤凰，蚂蚁配大象...物种们似乎决定以一种拒绝基因交流的方式，来使得彼此间“老死不相往来”。但是，生物们为什么要这么做呢？伟大科学家达尔文出生在英国的医学世家，父亲和祖父都是当地有名气的医生，他的父亲希望他能子承父业。于是，16岁的达尔文就被送到了当时顶尖医学院——爱丁堡大学医学院进行医学知识学习。但是，达尔文似乎对医学并不感兴趣，他对动植物知识、自然历史等充满了兴趣。在当时，这些知识都属于博物学，而博物学隶属于神学范畴。即宗教的神父们希望通过“神造万物”的圣经信条中，以领悟上帝的“神迹”和“旨意”。达尔文在爱丁堡大学的3年里，经常跟随着博物学的老师们奔波在野外的动植物采集活动中，并乐此不疲。结果可想而知，当他的父亲知道之后，非常失望和气愤，认为他“不务正业”“游手好闲”，将来会给家族蒙羞。但是，倔强的达尔文并不屈服于父亲的种种威逼之下，毅然为自己的兴趣爱好而坚持。最终，他的父亲虽然非常失望，但是无可奈何，只能妥协。于是，达尔文又被送到了剑桥大学神学进行学习，他父亲的初衷是既可以让达尔文从事博物学研究，同时将来可以“成为一名受人尊敬的牧师”而不至于让家族蒙羞。但是，理想很完美，现实很骨感。剑桥大学是当之无愧的大师云集的地方，达尔文很快在这里结识了著名植物学家J.亨斯洛等一批有着丰厚科学素养的学者，虽然就沉浸在对动植物、地质等知识的研究中。而神学的那些宗教知识熏陶早已被他抛到了九霄云外。1831年，时年22岁的年轻小伙达尔文，心中充满着对博物学知识的激情，随贝格尔号军舰进行了5年的环球考察。在考察期间，他进行了大量的动植物、地质样本等的采集，训练有素的达尔文对样本的各种特征进行详细描述和记载。随着他对样本的记录越来越多，他隐约之中，就感觉到很多“有意思而又奇怪”的东西。比如，当他对一些大洋上海岛的鸟雀进行记录时，他就惊讶地发现，这些雀类虽然鸟喙、体型存在差异，但是它们其他形状都是相似或相同的。于是，达尔文就对这种现象进行了思考，最终他认为，这些海岛的雀类其实都是“兄弟姐妹”。即它们有着一个共同的祖先，但是，随着它们在各自不同的海岛环境生活很长时间后，它们开始为了适应环境，发展出了不同的特点。达尔文的笔记从那之后，达尔文就一直在系统地对这些知识进行梳理，最终在1859年发表了《物种起源》。即认为物种间其实存在一个共同的祖先，随着生存环境的改变，而相互间一点点积累差异，最终变成不同的物种。达尔文开创性改变了人们对世界、对物种、（尤其是）对人类自身的认识。人们通过他的视角看到了物种间的连续性，也看到了物种间的进化特质。即同一物种的种群如果在不同的地理环境下，生存很长时间，差异会一点点逐渐累积（突变），最终量变到质变，有着共同祖先的两种不同环境下的种群相互间无法再进行婚配和基因交流，即生殖隔离形成，两种物种就产生了。产生生殖隔离的“原料”达尔文在其观点中，将地理隔绝当作是生殖隔离的原因，而实际上导致生殖隔离的原因比这要复杂的多。20世纪进化生物学领军人物恩斯特·梅尔，在大量研究证据的基础上，将生殖隔离的原因分为两大类：合子前隔离和合子后隔离。恩斯特·梅尔何为合子？合子指的是精子与卵子的合体，即我们常认为的受精卵。合子前隔离合子前隔离其大致意思指的是，物种生活习性、身体构造等的不同所导致的杜绝性基因交流障碍。举例来讲，人身上的虱子根据寄生位置不同，可分为头虱、体虱和阴虱。头虱体虱阴虱这三种虱子其实有着共同的祖先，实验室条件下，三种虱子相互间是可以交配产生后代的，尤其是头虱和体虱，它们直接产生后代的难度更低，而且现代基因学证据表明体虱是在头虱基础上进化来的。但是，这三种虱子却在野生状态下，“老死不相往来”，即自然状态下，三种虱子不会离开自己的归宿地而跑到别人的场所进行活动，并产生“爱情火花”。虱子为什么会这么选择，主要的原因是它们早已适应了自己的生活环境下的温度和湿度，而变的对其他的环境非常不适应了。虱子是一种对温度非常敏感的生物，比如头虱会根据温度的变化，时而躲在发根，时而跑到发端。所以，这三种虱子会严格根据自己的生存环境特点，而牢牢地呆在自己的地方。这种生活习性的不同，直接导致了彼此不会主动找到对方进行基因交流，也就慢慢间产生了生殖隔离。再比如，美国蟾蜍和福勒蟾蜍，光从这两种蟾蜍的花纹你就知道它们是兄弟姐妹。美国蟾蜍福勒蟾蜍实验室环境下， 这两种蟾蜍可以产生可育的健康后代，但是，在自然状态下，两种蟾蜍却是不交配的。因为它们的繁殖期出现了差错，美国蟾蜍习惯在早夏时节进行繁殖，而福勒蟾蜍则喜欢在晚夏时节进行婚配。所以，这种繁殖期的不同，也会导致种群的基因无法得到交流之后，渐渐相互间差别越来越大，进而出现生殖隔离。当然，这种例子数不胜数，比如鸟类的舞蹈、动物的不同叫声，这些都是可能导致生殖隔离的重要原因。因为“信息交流不通”无法让它们的另一半“来电”，也就无法正常进行基因交流。除了合子前隔离，合子后隔离是物种间生殖隔离形成的另一个原因。合子后隔离顾名思义，合子后隔离，指的是即便精子和卵子相遇之后，形成了合子，但是这种合子没有存活力，很快就在胚胎发育期自行死亡了。而人们比较了解的，比如像骡子、狮虎兽等奇葩物种，就是合子后隔离的例子。马骡（即俗称骡子）是由公驴和母马杂交后的产物，但是这可不是一个新物种，因为马骡是不育的。骡子由公驴和母马杂交所得我们评价一个物种，至少物种之间是可繁殖的，像马骡这样的产物是不健康的。公驴配母马生成马骡，那么公马配母驴呢？实际上，公马配母驴也是可以产下后代的，但是这种情况往往比较少见，它们产下的后代被叫做驴骡。驴骡：公马和母驴杂交所得驴骡要比马骡小，因为它更多继承了驴子的特点。历史上据说是匈奴人最早培育出驴骡这种奇葩品种的。驴骡和马骡一样一般是不育的。但是，上世纪末期，据报道出现了一头能生育的马骡。这是一只母马骡，此外它还与另一头雄驴杂交又产下了一只被命名为“驹”的雄性后代。但是，该报道就能说马骡是一种新物种了吗？实际上，这是不可以的，至于原因文章后面会讲。和上述原则一样，人们还尝试将老虎、狮子和豹等大猫进行过杂交，结果也得到了一些诡异奇葩的产物。比如，狮虎兽是由公狮子和母老虎进行杂交后的产物。狮虎兽由于避开了限制其体型的基因，结果可以长得非常大，是地球上目前知道的体型最大的猫科动物。狮虎兽：地球上体型最大的猫科动物除了狮虎兽，自然也有虎狮兽，甚至曾经有一头母狮虎兽与公狮子产下一种叫做狮狮虎兽的夸张品种。虎狮兽狮狮虎兽当然，也有公豹与母狮产下的杂交产物，豹狮兽。豹狮兽即便老虎、狮子、豹之间能够产生一些奇葩的产物，但是这种情况一般都比较少见。更别提那种叫做狮狮虎兽的奇葩产物。一般情况，这种动物也是不育的，即便有个例能产下后代的情况，但是，这并不能说明其是一个新物种。无论是马驴的爱情结晶，还是大猫们的婚配产物，合子后的隔离似乎规定了这种策略下的行径是没有前途的。因为这些物种无法产生稳定健康的后代，是没有希望的动物。霍尔丹定律在合子后隔离中，我们讲述了两个特例，即那只会生育的马骡和会生育的狮虎兽。我们不是说，马和驴，狮子和老虎是两个物种嘛？它们的后代是不可育的嘛？怎么还可以如此“开挂”？而实际上，这种情况早在科学家的预料之中。1922年，英国著名进化生物学家霍尔丹就提出：当异种动物相互交配产生的杂种一代中有某一性别的个体不能成活或不育的话,那一定是异配的性别。换言之，比如在XY性别决定体系的动物（比如果蝇、哺乳类）中，不能成活或不育的就是雄性杂种(XY)。而在ZW性别决定体系的动物（比如蝴蝶、鸟类）中，则是雌性杂种（ZW）。该结果是在实验室里，经过大量论证之后得出的结论。比如，XY性别决定体系中，科学家们早已用果蝇这种繁殖周期短的动物，进行过大量的试验，当不同种的果蝇进行杂交之后，那些不能成活或不育的都是些雄性杂种后代。这是因为当杂交后代在产生配子时，如果是雄性的话，它产生配子时往往会因XY性染色体组成的差异，导致其产生的配子可能存在分配缺陷，以至于基因无法正常重组。而如果是雌性的话，因为XX染色体的均分一致性，可以避免这种缺陷，所以可能暂时性产生后代。所以，这也解释了为什么那只可生育马骡是母的，而那只可生育的狮虎兽也是母的。“臭味相投”的魅力在上述的部分杂交现象中，其实强加了人为的意志在里面。是我们出于特定目的，将不同物种进行了杂交尝试，而得到一些诡异产物。而在自然状态下，这种情况是极少发生的。但是，有科学家就好奇，如果这种极小概率事件发生，是不是意味着一种新的物种就逐渐产生了。1950年，一位叫做考夫曼的科学家，模拟了自然状态，进行了这项研究。他强行将温度设定在某一水平，然后让两种不同的果蝇（可交配产生可育后代）进行杂交，结果得到了杂交后代。然后，在培养皿中放入一半左右的杂交后代，放入一半的原始品种。结果看到，杂交后代经过5代之后，就跌倒了几乎可以忽略的数量。这似乎在说明，杂交后代被选择性地抛弃，它们正在渐渐消失。除此之外，也有一位叫做黛安·多德的科学家，做了类似的试验。它将同一品种的果蝇随机分成两组，两组果蝇喂食不同的食物，它们各自产生后代后，继续维持食物类型。相同的果蝇，分组进行不同食物喂养，经过几代以后，同一食物喂养的果蝇更容易产生“爱情”经过几代以后，他将两组中的果蝇后代放入同一环境之中，观察其择偶情况。结果，同一“食物偏好”的果蝇更倾向选择相互间婚配。这两个试验都在某种程度上，模拟了物种生殖隔离产生的机制。尤其后者，它在某种程度上说明了，不同物种的产生可能是种群间各自“臭味相投”之后的产物。即原本相同两个种群，在经过各自“环境熏陶”之后，只选择具有“共通特质”的种群成员相互联系而产生“共鸣”，以便维持这些特质在种群中得到稳定的继承。当然，这一切可能都是以”适应环境“为前提的。结语虽然现在还没有直接证据证明地球上所有的生命都来源于同一个始祖，但是，随着科学的进一步发展，人们总隐隐约约似乎又看到了那个“共同母亲”。地球上多如牛毛的物种，看似相互间独立，其实在某种程度上是各自对“生存、发展”而作出的策略和选择。生殖隔离是什么？它似乎是一本大自然法典，维持着物种间稳定性。在大自然中，物种（基因）具有突变性，这种突变性可以为其带来更多生存策略，不至于“迂腐至死”。但是，如果一味讲究可变性，而忽视稳定性，那么物种自身将失去赖以生存的基础。所以，物种的发展往往是“稳扎稳打”的，它慢慢地“改变”，将每一点改变吸收消化，最终产生差异巨大的不同“生命体系”。生殖隔离是这种差异的巨大体现，但是也是生命在不同“环境适应”策略下的结果。通过生殖隔离，我们仿佛看到了“宇宙生命信息流动的影子”，但是，我们还对此一知半解！

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