衆所周知,馬和驢可以交配産生雜交後代騾子,而騾子不具備正常的生殖能力,此現象被稱為“生殖隔離”,當然,肯定也包括無法交配和交配不能産生後代的情形。生殖隔離的存在,維系了物種之間相對穩定的邊界,使得生物世界不會陷入一片混亂。
圖一:騾子
騾子為何不能生崽?這個問題可能困擾過很多人的童年。常見的解釋隻是從染色體數目上抓哏,很容易理解。馬的染色體為2n=64,驢為2n=62,騾子的染色體則是半馬半驢,共63條;63為奇數,無法進行正常的減數分裂,故不能生育。此說看似順理成章,實際上卻經不起推敲。随手就是一個反例:普氏野馬的染色體為2n=66,說起來和家馬的2n=64也應該“隔離”,然而它倆卻可以産生可育的後代。這上哪兒說理去?
圖二:野豬
還有,全球的野豬可劃分為27個亞種,亞種間和亞種内核型都存在着差異,染色體數(2n)在36~38之間,如西歐野豬2n=36或37,日本野豬2n=38,然而彼此卻沒有繁殖障礙。說好的染色體數目不同導緻生殖隔離呢?以及奇數條染色體就不能減數分裂呢?要知道西歐野豬本身就有2n=37的核型,好像很不科學的亞子。又該怎麼解釋呢?
圖三:沼澤型水牛
再舉一個栗子。家養的水牛可分為河流型和沼澤型兩個類群,我國水牛絕大部分均為沼澤型,隻有雲南的槟榔江水牛屬于河流型。沼澤型水牛的染色體2n=48,河流型水牛是2n=50,按照染色體數目決定論,這倆兄弟也是妥妥的生殖隔離,而事實卻啪啪打臉。沼澤型水牛和河流型水牛之間無生殖隔離,仍然屬于同一個物種的不同亞種,如存在隔離就該自立門戶了。
圖四:槟榔江水牛,河流型
根據研究,沼澤型水牛和河流型水牛的雜交後代染色體為2n=49,減數分裂後能産生兩種正常配子(n=24,n=25)和兩種異常配子(n=24 1,n=25-1),自群繁殖會導緻其子代染色體多态性(2n=50,2n=49和2n=48);其異常配子與正常配子結合,則産生非整倍性,緻其繁殖力降低......如此看來,生命世界遠比我們的想象複雜得多,。僅用染色體數目的奇偶性來解釋生殖隔離是不夠的。即便某個個體的染色體數為奇數,減數分裂時也不會全然懵圈,也有一定幾率産生正常配子。
更令人想不到的是,與水牛類似的現象在人類之中也常有出現。一般來說,染色體數目的變動,可能會招緻嚴重後果,比如多了一條21号染色體而導緻的唐氏綜合征,但這不是絕對的。有一種情況稱之為羅伯遜易位,即染色體近端着絲粒發生易位,而這種羅伯遜易位中的平衡易位,主要遺傳物質不會丢失,個體的智力和外觀均正常。
圖五:羅伯遜易位示意圖
大約有千分之一的人為羅伯遜平衡易位攜帶者(雜合子),擁有45條染色體,外在表現基本與常人無異,隻有在備孕時才有區别。他們所産生的6種配子中,隻有2種配子能與正常人的配子結合産生健康後代,其餘2/3的配子則會以極早期流産而告終。這和雜交水牛的情況非常類似。
天下之大,無奇不有。我國曾報道過一個隻擁有44條染色體的男子,父母皆為羅伯遜易位攜帶者,其本人的14号染色體和15号染色體融合,屬于羅伯遜易位的純合子。盡管染色體數目不同,但該男子的遺傳物質總量并無減少,身體狀況和常人無異,亦無生殖隔離,隻是後代将會成為擁有45條染色體的羅伯遜平衡易位攜帶者(雜合子),易發生流産。這可以認為繁殖能力降低,但并非不育。
我們可以更進一步地想象一下。從理論上說,該男子如能同樣44條染色體的女性婚配,這種獨特的染色體排列方式就能穩定遺傳下去。就像水牛,其河流型和沼澤型之所以核型不同,本質上是因為後者的1号染色體,相當于前者的4号和9号染色體融合易位形成的,和這位44條染色體的奇男子情況差不多。隻不過水牛能因此形成兩個亞種,人類就難了。
再回到騾子身上來。騾子的雄性無動情激素,天生勘破愛欲,五蘊皆空;雌性則有動情激素而無孕激素,可謂“有心無力”,總之就是生不了。事實就是如此,騾子本身不健全,不需要到減數分裂那一步就基本注定不育。真正的原因在于,馬和驢親緣關系較近但還不夠近,二者基因差異過大,導緻後代不育,而馬和普氏野馬基因更為相似,以至于能互相“将就”着用,即便後代染色體數為奇數,也能機會産生正常的配子來繁衍後代。
圖六:人類染色體和黑猩猩染色體對比圖
生命法則是統一的,人類亦複如是。人類擁有23對染色體,而同屬人科的其它物種包括黑猩猩、倭黑猩猩,卻都有24對染色體,這是因為人類的2号染色體,是由兩條染色體組合而來的,正好對應着按長度排序的黑猩猩第12号和第13号染色體。因此,黑猩猩的這兩條染色體又被叫做2A和2B染色體。可以想見,最初擁有46條染色體的人類遠祖,還能和那些48條染色體的近親進行友好或不太友好的基因交流。
圖七:黑猩猩
然而時間是真正的大殺器,在漫長的演化中,最終“人猿相揖别”,徹底隔絕開來。所以,請收起你的大膽想法,現在的人類和類人猿存在生殖隔離,連受孕也不可能。這裡的原因也并不是染色體數目不同,而在于基因差異巨大。特别是黑猩猩的Y染色體已經與人類相去甚遠,“相看兩相厭”,根本無法組合産生新的生命。
綜上所述,染色體排列組合方式并不像我們想象的那麼重要,最關鍵的還是上面所承載的遺傳信息。所謂“奇數條染色體不能進行減數分裂”的說法,用來解釋三倍體無籽西瓜尚可,不能推而廣之。
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