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  • 1 # 獵奇動物社

    生殖隔離是物種形成的前提,因為只有有了生殖隔離,物種間才不會發生基因交流,如此才能保持基因的獨特性和多樣性,因此不同的物種之間是存在生殖隔離的。但是,相信許多小夥伴也發現了,在現實中,不同的物種也能雜交產生後代,比如驢和馬可以生下騾子,獅子和老虎能夠生下獅虎獸。

    那麼,這是不是代表它們不受生殖隔離的約束了呢?我們一起來聊聊這個有意思的問題。

    什麼是生殖隔離?

    生殖隔離是指因為種種原因導致的物種不同類群之間不能交配或者極難交配成功的隔離機制。從生殖隔離發生的時間節點上看,又可以分為合子前隔離、交配後合子前隔離以及合子後隔離。

    合子前隔離又稱交配前隔離,簡單地說就是不會發生交配行為的隔離機制,而導致這一隔離的原因有很多,不過從整體上看,比較常見的有四種:

    地理隔離:地理隔離是指兩個物種因為地理的因素,比如高山阻隔,不同域分佈等原因造成的不可能碰面,自然就形成了合子前隔離。在自然界中,大多數的物種都是先形成了地理隔離後,才慢慢演化成為了不同的物種的。

    時間隔離:時間隔離是指不同的物種間因為發情期時間的不同,造成了合子前隔離,畢竟動物只有在發情期才會排卵。

    行為隔離:行為隔離是指兩個不同的物種因為行為的不同(比如一些動物靠叫聲吸引異性,但是不同動物的叫聲不同)從而形成的隔離機制。

    生態隔離:生態隔離是最常見的一種合子前隔離的隔離機制,它包括了因為食性、生活習性、不同生態位等造成的兩個物種不會碰面或者碰面後也不會有主動的交集。

    交配後合子前隔離比較簡單,就是說兩個物種即使發生了繁殖行為也無法形成正常的受精卵。

    合子後隔離是指兩個不同的物種即使發生了繁殖行為,它們也形成了受精卵,但是受精卵也無法正常發育成生命,或者是發育成生命但無法存活,或者不具備正常的生殖能力

    在自然界中,大多數物種間都是合子前隔離,很少會發生合子後隔離的事情。有了生殖隔離後,原本同族群的物種在不同的環境下產生的變異逐漸的累積,最終才形成了有親緣關係的不同物種。

    獅虎以及馬驢為何能產生後代?

    弄清楚了生殖隔離的定義,這個問題就迎刃而解了,因為無論是獅虎獸還是騾子,它們都有一個共同的特點:幾乎不具備生殖能力。而從生殖隔離的定義看,它們屬於合子後隔離,即後代不具備正常的繁殖能力。

    不過,這裡有幾個問題需要解決一下:第一是獅、虎和馬、驢為何能產生後代?第二個是它們的後代為何不具備繁殖能力?

    首先我們來看一下第一個問題。上面我們說過不同的物種之間存在生殖隔離,而在自然環境下,獅子和老虎要麼是有地理隔離,要麼是存在競爭關係(生態隔離,亞洲獅和孟加拉虎曾同域分佈過,但是沒有它們野生雜交後代的記錄),所以二者根本就不會繁殖。

    而驢和馬也是一樣的,它們雖然是食草動物,但是在野生環境下,它們彼此的族群壓根就不會靠近,所以也存在地理隔離。因此,所謂的獅虎獸和騾子都是人為干預下的產物,至於方法也很簡單,讓兩種動物始終待在一起,在發情期,它們就有機率會發生繁殖行為。

    獅子和老虎以及馬和驢雖然都是不同的物種,但是這兩組動物都有一個共同點:它們是同科同屬下的物種。這就意味著它們兩組物種之間的親緣關係比較接近,在人為的干預下,打破了它們天然的地理隔離,所以在結合時,二者相似的基因是有一定機率的組合在一起的。

    不過,相比較而言,騾子比獅虎獸要常見的多,這是因為一方面以前人們飼養驢和馬比獅子老虎的數量要多的多;一方面是驢和馬的親緣關係比獅虎更近一些,所以,驢和馬結合後產生受精卵的機率(5%以上)要比獅虎產生受精卵的機率(1-2%)要高的多。

    因此,生物學分類越接近的物種,其基因相似度越高,在結合時,融合度就越高,成功產生後代的機率也就越高,反之亦然。

    騾子和獅虎獸為何幾乎不具備繁殖能力?

    相比較獅虎和馬驢,騾子和獅虎獸無論是與什麼動物繁殖(包括獅虎、馬驢以及騾子、獅虎獸),它們產生後代的機率就只剩下了萬分之一,也就是說它們幾乎不具備繁殖能力。這到底是為什麼呢?有兩個主要原因:

    01 染色體數目。我們以騾子為例,騾子體內的染色體一半來自於驢,一半來自於馬,而驢的染色體為62條,馬的染色體數目為64條,這樣騾子染色體數目就是62/2+64/2等於63條。眾所周知,動物想要繁殖,其染色體必須是成對的,這樣才能做正常的減數分裂,而騾子不成對,所以在與其他動物染色體結合時,也就很難完成減數分裂。這是原因之一。

    02 染色體差異。我們以獅虎獸為例,獅虎獸體內也是由獅虎的染色體各一半組成的,這叫做異源染色體。在正常的繁殖中,同源染色體才會結合,而異源染色體是極難結合的,即使結合,它們在分裂時,也必須與同源染色體配對才可能會形成新的受精卵。但是,獅虎獸體內的染色體排列並不是一半一半的(獅子和老虎各一半的染色體),而是互相鑲嵌的,這樣就很難找到與之同源的染色體進行配對。因此,只要是雜交的產物,基本上都面對一個高度不育的問題。

    總結

    生殖隔離的定義並不是說兩個物種完全沒有產下後代的能力,而是說兩個不同的物種之間極難產下後代,這個難度隨著動物生物學分類的差異越大而呈幾何倍的增加,由於獅虎和馬驢是同科同屬下的動物,它們的基因相對比較接近,所以才有了較低的機率剩下了騾子和獅虎獸。

    但是,騾子和獅虎獸體內的染色體是來自於兩種不同的動物,所以再次繁殖時,很難找到同源染色體與之配對,所以它們高度不育。因此,獅虎獸和騾子也是生殖隔離(合子後隔離)的產物。

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