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  • 1 # 鍾銘聊科學

    提到回交,總是會有人會曖昧一笑,認為是見不得人的事情。我們之所以這樣想,是因為帶入了人類的倫理觀,事實上回交是育種師們在育種時經常會用到的一種手段,這種手段可以鞏固一些基因突變的性狀,運用得當的話,可以大大提高生物的商品效率,而且我們吃的生物中,就有許多是回交育種而來。

    比如:小麥。育種師在培育小麥時,如果發現某一株小麥因基因突變導致抗白粉病能力增強,那麼這種小麥就非常具有商業價值。我們知道,性狀是由兩個基因共同控制的,這叫做等位基因,等位基因如果一致,叫做純合子;等位基因不一致叫做雜合子。

    如果抗白粉病的能力是由雜合子控制的,那麼它生出的後代肯定有抗病,也有不抗病,這不利於農民種植該品種。

    為了獲得較為穩定的性狀,育種師會將它的後代與自身回交,回交2-3次之後就可以加強某個單個基因,同時還有可能具有超親性狀基因,之後再經過雜交或自交等方式,即可完成育種。中國的小麥品種鄭州831小麥就是回交而來的品種,該品種抗病強,多花多粒。

    除了小麥之外,我們經常還經常食用回交水稻、回交豬、回交雞、回交蔬菜等等。

    回交除了可以育種之外,還可以拯救瀕危物種。

    回交與瀕危物種

    加拉帕戈斯象龜一共有11個亞種,其中一個叫做平塔島象龜,不幸的是自從1971年平塔島象龜被發現以來,就只有一隻象龜,被人們命名為“孤獨的喬治”。

    喬治是一隻雄性象龜,由於平塔島象龜只剩下這一隻,沒有同類型的雌龜可以和它繁殖後代,所以科學家們不得不從與該象龜較近的物種伊莎貝拉島象龜進行繁衍,之後再讓繁衍來的後代與喬治回交,經過6-8代回交之後,該後代就可以與喬治相似度達96%以上,雖然不是純種平塔島象龜,但無限接近平塔島象龜,這樣可以把孤獨的喬治從瀕危中拯救出來。

    可惜的是,孤獨的喬治對繁衍不感興趣,唯二的兩次繁殖記錄也沒有留下後代,最終導致回家計劃失敗,當2012年孤獨的喬治死亡後,平塔島象龜隨機也被宣佈滅絕。

    雖然平塔島象龜沒能透過回交留下後代,但伍德蘇鐵留下了後代。伍德蘇鐵是一種裸子植物,該樹雌雄異體,然而該物種目前只有一顆雄樹,為了保護伍德蘇鐵,科學家為它找到了一位新娘內塔爾蘇鐵。因為兩者還沒有形成生殖隔離,所以它們成功地繁殖出了後代。

    目前科學家正在做的事情,就是不斷地讓它們的後代與伍德蘇鐵回交,直到該後代性狀與伍德蘇鐵無限接近。

    回交的壞處?

    儘管回交可以幫助育種師育種,幫助科學家保護瀕危動物,但是回交就是一把雙刃劍,如果運用不得當則會對生物造成危害,尤其是動物。

    我們知道,狗和貓作為寵物陪伴了人類很多年,為了迎合人們的喜好,許多寵物育種師會利用各種手段培養一些新奇的品種,其中就包括回交。

    和豬育種不同的是,豬育種是為了獲得更抗病、更優質的基因變異,而寵物育種是為了獲得更“好看”“奇特”的基因變異,至於該基因是否會引起寵物生病,育種師們並不關心。這就導致許多寵物都有基因疾病,最嚴重的要數折耳貓,這種貓的耳朵並不像其他貓直立,而是折耳,看起來非常軟萌可愛。

    然而這種折耳基因,會導致貓咪呼吸不暢,像是有人緊緊掐著你的脖子,雖然給你留了一絲呼吸的空間,但你這輩子都不能暢快的呼吸一次。

    折耳貓的尾巴會變得非常僵硬,許多折耳貓的尾巴都無法搖動,或者搖動很困難。四肢骨骼非常疼痛,可以說大多數折耳貓活著的每一天都是受罪。

    除了折耳貓之外,還有許多寵物都遭受著各種基因疾病,然而一些人們為了獲得可愛的外表,仍在不管不顧地讓它們近親繁殖、回交繁殖。

    總結

    提到回交,很多人關心回交是否違反了倫理道德,關於這一點我們必須要說:動植物並沒有倫理道德,尤其是植物,因為它們可以自交。對於動物而言,它們會避免近親繁殖以及回交,但在人工養殖的環境下,回交也是繁殖的一種手段,運用得當的話可以培養出具有高品質的後代,甚至可以拯救瀕危生物。但是運用不當的話,可能會對生物造成嚴重的傷害,尤其是動物,因為動物具有感知疼痛的能力。

  • 2 # 量子科學論

    人類讓生物的子代和兩個親本之間任意一個進行雜交的過程就稱為回交,在人類自身看來這種做法難以接受,因為這涉及到了倫理道德問題,其實回交也是近親雜交的一種,所以回交的方法也就具有一定的風險,可能導致後代中的某些個體透過遺傳獲得缺陷的基因,並且在性狀上表現出來,因此在人類社會中近親雜交是從科學和道德上不被允許的。

    但是回交這種近親雜交育種的方法在植物園藝、農業生產、畜牧業養殖上被廣泛的應用,並且培育出了許多優良的品種。我們知道生物在進化繁育的過程中,基因的複製和傳遞會發生極小機率的錯誤,這種錯誤就是基因突變,有些突變是好的,有利於生物的生存和適應環境,有些不利於生物的生存,由於突變是隨機發生的,所以在一個生物體內就具有好的基因,也具有不好的基因,而基因就決定了一個生物的性狀。

    例如某種農作物在繁殖的過程中,基因突變就造成了這種作物中的某些個體表現出了具有抗倒伏、顆粒飽滿、產量大、抗旱、生長週期短的特性,這些都是比較好、受人喜愛的性狀,但是它可能還具有一些不好的性狀表現,例如:抗蟲害的能力比較差。

    還有生物的性狀是由兩個基因共同作用的,也就是我們常說的顯性基因和隱形基因,例如:AA、aa、Aa,如果以上生物個體的良好性狀抗倒伏是由Aa控制的,那麼在它們的後代中就會就會有一些作物具有抗倒伏和不抗倒伏的特徵,那麼這種作物就不利於農業生產。如果它們不抗蟲害的特性是由aa控制的,那麼在它們的後代中將有很大的可能不會獲得抗蟲害的特性。

    因此在沒有人為干預的情況下下,這種作物的良好基因就不能完全傳遞給下一代,而且還有可能在下一代中表現出其他不利於生存的性狀,也就是丟失了本親的一些良好基因。為了讓一個作物具有本親所有的良好性狀,並且這些性狀都是由AA控制的,那麼就需要人為的干預,讓子一代與本親進行回交,使得良好基因更加純正。

    具體的做法就是,先解決作物不具備抗蟲害的基因!以小麥為例,讓具有抗蟲害的小麥A和具有以上良好基因的小麥B雜交,在它們的後代中選擇出具有抗病害能力的小麥C,然後用小麥C與本親小麥B進行雜交來加強各種良好性狀的基因,回交數次就會獲得純種的具有所有性狀的、並且完全由顯性基因控制的優良品種。

    不過在回交的過程中會產生很多的廢品,對於植物來說,我們可以直接將其廢棄不管,但對於動物來說就略顯殘忍了。因為回交育種也被應用在了養殖業以及寵物身上,已讓它們獲得人們喜愛的性狀特徵。養殖業肯定追求的是,個體成長速度快,肉多,繁殖能力強、產奶量大、下蛋速度快。而寵物界肯定追求的是可愛、呆萌、腿短等特性。

    為了保持寵物的這些性狀能夠穩定的遺傳下去,人類就讓寵物進行回交,並創造出各種各樣的新品種,大家在生活中可以經常看到很多寵物狗和寵物貓,它們的性狀完全不利有個體在自然界生存,但是因為人類的審美它們也被創造了出來,其中還有些是病態的基因,例如折耳貓的肋骨變形,導致呼吸不暢。

    所以在動物的近親雜交中,比植物的風險更大,一些成功的品種繼承了本親所有的特徵,而且自身也具有了一些本親沒有的良好特徵,而在一些失敗的個體中,它們卻獲得了遺傳性疾病,那麼這些個體將會被人為廢除掉。還有一些動物一直在帶著病態的基因活著,只是為了滿足人類奇怪的審美。

    因此,在動物界進行回交,雖然沒有道德倫理的限制,但是它們和植物不同,植物可以隨意地廢棄,但動物是一個可以感受到疼痛地生命。

  • 3 # 星球上的科學

    一聽父母與後代繁衍後代,我們腦子中第一反應就是不道德,而且這種繁衍後代的方式還是近親繁殖,難道不會有風險嗎?

    其實不然,這種繁衍後代的方式是回交,由於動物與人類文明社會有著十分大的區別,所以我們一聽到這種繁衍後代的方式會有點奇怪的聯想。但事實上,回交是一種育種手段,應用於培育優良品種上。

    回交育種是培育新品種的一種常見方法,也屬於雜交育種。

    孟德爾豌豆雜交實驗。

    這是孟德爾最著名一個實驗,由於豌豆是自花授粉,就是在花還沒開完的時候就已經完成了授粉,避免了與其他品種的豌豆雜交授粉,可以保持絕對純種,還有就是豌豆具有形狀容易辨認、繁殖時間短的特點,所以孟德爾選擇了豌豆來進行實驗。

    在此實驗中,孟德爾選用了七組不同性狀的豌豆,進行了雜交實驗,我們以一組高莖豌豆和矮莖豌豆為例,首先孟德爾對高莖和矮莖這兩種不同的形狀的豌豆進行了雜交,結果是子一代都是高莖豌豆。

    後來又對這些高莖豌豆,進行了第二次種植,讓其進行自交,結果有2/3的豌豆都是高莖,由此孟德爾提出了分離定律(在生物的體細胞內,控制同一個性狀的遺傳因子都是成對存在,不會相互融合,但在繁衍後代時,成對的遺傳因此會發生分離,分別進入不同的配子當中從而遺傳給下一代)。

    而回交就是在子一代親本中,與父本或者母本再次重複進行雜交實驗,由於其一再重複與親本進行雜交,所以被稱回交。

    以生物遺傳規律來認識一下回交。

    假使父本的遺傳基因為AA,母本的為aa,而A的遺傳因子是我們所需要的,要使A越多越好,那麼由孟德爾的遺傳定律可以發現,F(第一代雜交實驗)的結果全部是:Aa。

    如果進行第一次回交實驗Aa*AA,那麼F1結果是=1Aa:1AA,再進行第二次回交實驗Aa和AA*AA,而F2結果為3AA:1Aa,再重複進行第三次回交實驗:3AA:1Aa*AA,F3的結果是=AA:7AA:1A。

    為什麼要進行回交育種呢?

    在育種工作中,利用回交的方法可以加強雜種個體中某一親本的性狀表現;可以用來改良性狀的個別缺點,從而保持其優良性狀,是抗病育種的有效手段;在雜種優勢育種中,可以用於遠緣雜交,克服雜種不育,和分離世代過長等問題……

    舉個例子來說,1號水稻品種的性狀是抗病蟲害,抗倒伏,而2號水稻品種的性狀是不抗病蟲害,高產,理論上如果進行雜交之後的子一代應該是高產,抗倒伏,抗病蟲害,但實際上很有可能是高產,不抗病蟲害,抗倒伏。

    而如果我們現在要將1號的水稻品種與子一代進行回交的話,就可以加強下一代的抗病蟲害基因,最終獲得高產,抗倒伏以及抗病蟲害的水稻種子了。

    回交是一種近親繁殖,沒有道德倫理嗎?

    在人類的世界觀裡,近親繁殖這種行為是要被嚴厲批評的,因為從基因角度來說,近親繁殖出現基因變異的可能性非常大,在生物學中也被稱為純合(對後代生存不利的有害基因相遇與集體)。

    也就是說近親繁殖會加重有害基因對子代的危害,不管怎樣後代的健康程度也相對於其他正常交配的人差,像這樣的後代是很難生存下去的,所以儘量避免近親繁殖是生物的本能,特別是那些後代數量稀少,主張優生優育的動物。

    但由於植物的回交是沒有所謂的近親繁殖一說,因為大多數植物屬於一年生的,尤其我們使用回交物件一般都是水稻等糧食作物或經濟作物,所以不存在什麼倫理道德。

    但如果動物要進行回交的話,會帶來一定的近親繁殖造成的畸形後代的後果,所以在自然界中,動物們並不會主動進行回交,甚至還會避免回交。

    比如在非洲的一片大草原上,當獅群中誕生了公獅和雌獅,獅王就會把它們趕走去另一群與其沒有血緣關係的獅群中,避免因為回交出現後代畸形的後果。

    但回交不一定是完全不能進行的,適當的對動物進行回交,並且親本要選用沒有基因缺陷的個體,也是能培育出具有優良性狀的動物品種。

    比如回交在動物中最普遍的應用就是在寵物育種方面,就像無毛貓,在1966年,有人在一個短毛貓的後代中看到了一個毛髮稀疏的小貓。

    在自然條件下,這種毛髮稀疏的貓非常容易被淘汰。於是利用回交這種育種方式,作為寵物,無毛貓就可以生存下來。

    為什麼不能進行近親繁殖呢?

    從遺傳學角度來理解一下,生而為人,我們每個人從出生起都會攜帶一定數量的隱性疾病遺傳基因,攜帶狀態為Aa,而正常人為AA,一般這種基因狀態是表現不出疾病的,但如果基因的攜帶狀態為aa的則會表現出疾病。

    而近親結婚,兩方看似正常,如果都是Aa,這樣結合之後就很容易出現aa的疾病者,但非近親結婚,這種遺傳病出現的機率就大為降低了,由此可見近親繁殖的遺傳病病發率有多高。

    近親交配繁殖出來的後代往往伴隨著遺傳病的出現,而我們人類一直都在避免近親通婚的做法。但是由於人類與自然界的動植物是不同的,所謂的倫理道德在動植物身上是不存在的,所以回交在動植物身上並不存在倫理道德問題。

  • 4 # 桌椅博士說教育

    這是一個被逼無奈的選擇,其中有沒有道德倫理具體要看是如果操作的,就像我們要用動物來做實驗一樣。

    實驗動物的誕生就是為了人類來做實驗,而且大多數以死亡告終。這聽起來要比你說的情況還要慘,但其中依舊是有倫理道德的。

    桌椅對動物倫理這一塊還是有點體會的,因為不僅研究所這邊一直在強調動物倫理的問題,現在整個科研圈都在說動物實驗的3R。

    這裡的3R指的是替代(replace)實驗動物,減少(reduce)實驗動物數量,以及最佳化(refine)實驗程式以減少對動物的傷害。

    這個3R體現的就是一個倫理道德:我們雖然沒有辦法不做這件事情,但是在過程中我們要儘量的減少動物的痛苦。

    桌椅有時候也覺得小白鼠挺可憐的,但這憐憫的情緒也並不能改變什麼。

    因為正如上面所說,我們沒有辦法不做這件事情,人類如果想要攻克癌症,帕金森,老年痴呆這些疾病的話,不進行大量且嚴謹的動物實驗的話,無疑是痴人說夢。

    所以用小白鼠這些動物來進行實驗是我們唯一的選擇。

    桌椅認為:這個世界和我們社會的某些底層邏輯是相同的:沒有付出犧牲,是不會有回報的。

    所以桌椅想:提主說到的這種情況應該和我們拿動物做實驗室也有相通的道理吧,是無奈之下,不得不做的事情。

  • 5 # 科學黑洞

    人類為什麼讓物種的親本和子代繁衍後代,難道沒有倫理道德嗎?為什麼要這樣做?

    一般來講倫理道德是人類額外附加的一種情感上的排斥,雖然在動物世界這種行為是很少見到,但是在植物世界就是比較常見的了,而人類干涉下的這種行為被稱之為“回交育種”。為了避免引起歧義,這篇文章主要用植物來說明。

    什麼是回交?

    回交屬於雜交的一種特殊情況,例如袁爺爺的雜交水稻,最後的目的是為了得到性狀更好的後代,不受蟲害、畝產量更高等等優勢。而回交的目的也是類似的,兩個親本,一個稱為輪迴親本,另外一個稱之為非輪迴親本。整個過程需要輪迴親本不斷的和子一代雜交、子二代雜交、子三代雜交…最後得到含有所有優良性狀的雜合子,這個時候還可以進行自交篩選出後代中的純合子。

    純合子就可以一直被農民伯伯應用了,而不至於育種三年最後只種一次,後代就不可以繼續應用了,因為雜合子可能會丟掉一些優良的性狀。

    回交育種的具體過程

    例如有一種經濟作物我們可以把它設定為水稻A,同時還有另外一種水稻B。綜合來考慮這兩種水稻的優缺點,其中A水稻顆粒飽滿、畝產量高、同時抗蟲病,有著非常好的發展前景,但是可能有一個缺點,稍微旱一點都不行。而B水稻優良性狀可能並不多,但是唯獨比較抗旱。綜合來考慮,農民伯伯希望得到一種可持續發展的水稻C,希望它可以集水稻A和B的優點於一身,並可以長久的應用。

    那麼這個時候最好的辦法就是回交育種了,水稻A作為受體和輪迴親本,水稻B作為供體和非輪迴親本。水稻A和水稻B雜交得到子一代,從所有的子一代中尋找帶有水稻B優良性狀的個體把它稱為有效的子一代F1。

    這個時候用子一代F1與輪迴親本水稻A進行雜交最後得到子二代,再繼續從所有的子二代中尋找具備水稻B優良性狀以及水稻A優良性狀的個體,稱之為有效的子二代F2。按照這個過程一直用子代與輪迴親本進行雜交,最終經過6-7次左右,得到的子代就擁有了水稻B的優良性狀,以及幾乎接近水稻A的性狀。到這一步屬於成功了,在進行自交篩選出純合子回交育種就結束了。

    從基因角度來說明回交育種

    我們知道生物的所以性狀全部都是由基因來決定和控制,同時在二倍體生物中,在一對同源染色體上相同位置的等位基因,控制著生物體不同的形狀。舉一個簡單例子,人類的單眼皮和雙眼皮就是相對性狀,由一對等位基因來控制。控制單眼皮的是隱性基因,控制雙眼皮的是顯性基因,那麼也就意味著父母雙方如果都是單眼皮,那麼孩子必然全部都是單眼皮。

    那麼針對大部分生物來說都是如此,它們的相對性狀由等位基因來控制,顯性基因可以用大寫字母來表示,隱性基因可以用小寫字母來表示。

    那麼在回交育種中所選擇的非輪迴親本水稻B,它的性狀最好是由顯性單基因所控制,這樣更加有利於後代的篩選工作。假設水稻A的基因型為CcDdEe,水稻B的基因型為ccddQ,其中可以把Q看成是顯性單基因遺傳。那麼可以在子代中尋找帶有Q基因的個體,在不斷地回交中最後得到CcDdEeQ這樣基因型的個體,在讓它們進行自交,最後所需要的CCDDEEQ純合子就出現了。

    其實可以看到對於植物的回交育種根本不存在倫理道德風險,但是對於動物就不能輕易的應用回交育種了,當然了其實我們可以看到回交育種一般會經歷很多個生命週期,需要成長成熟交配繁殖,但是動物來說就很難了,動物的生長成熟週期還是很長的。

    特殊情況下動物也會進行回交

    動物的回交一般來說目的性都比較強,例如對於一個物種來說,該物種個體成員稀少處於非常瀕危的狀態,為了挽救這個物種,就可能採取回交的方式,得到更多的子代,讓該物種可以更好的發展繁衍下去,當然這種方式先不說是否有倫理道德問題,主要的是這屬於近期繁殖,後代患疾病的機率大大增加。

    科學家1971年在厄瓜多以西東太平洋的平塔島島上發現了一隻象龜,它的性狀和現有的很多象龜都不太相同,科學家認為這是單獨的一個物種,這隻象龜被起名為喬治(西班牙語:el Solitario Jorge),大家都叫它孤獨的喬治。科學家曾嘗試對它進行拯救,因此找來了和它親緣關係較近的加拉帕戈斯龜進行交配,希望得到後代繼續與孤獨喬治進行交配,這就類似於植物的回交育種。希望最後可以得到最接近於孤獨喬治的後代,讓平塔島象龜可以發展繁衍下去。

    但是結果並不好,後代中小龜都不健康難以正常成長,最終2012年6月24日,孤獨喬治死亡了,也預示著平塔島象龜的滅絕。除此之外科學家的實驗“道具”小白鼠,通常會被迫的面臨這樣的遭遇,也就是發生回交,可以說為了人類的科學發展做出了貢獻。

    回交在自然界中並不會自然發生

    回交本質上來說就是近親繁殖的一種,因此生物的進化發展中這種行為自然是會被淘汰掉的,例如在非洲大草原上獅子都是群居的生活在一起,一般一個獅群中可以有1-2只雄獅,6-7只雌獅。為了避免發生近親繁殖,雄性小獅子在兩歲左右就會被驅逐出原來的獅群。

    而雌性的小獅子可以留在家族中,這個時候雄獅的更替正好也避免了回交的可能性,獅王一般在2-3年也就會更替一次,這也很好的避免了親近繁殖。一般來講在自然界中會發生近親繁殖的物種,註定了這個物種無法長時間的發展繁衍,最終就會被自然所淘汰。

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