-
1 # 星辰大海路上的種花家
-
2 # 科學黑洞
地球上的生命發展進化了38億年,目前已經有數百萬個物種形成,每個物種之間都有著非常嚴格的天然限制,那就是生殖隔離的存在。這讓不同物種之間無法進行基因上的交流,保證物種自身的獨特性和地球物種的多樣性。
但即使生殖隔離嚴格存在,也會有一些特例的出現,最典型的就是獅子和老虎之間的雜交,可以生出獅虎獸或者虎獅獸,農村家裡養的馬和驢之間雜交可以誕生騾子,還有海洋館中的寬吻海豚和偽虎鯨雜交可以誕生鯨豚獸,以及斑馬和驢之間的雜交可以誕生斑驢等等…
但是,上邊列舉的這些例子都有著共同的特點,那就是雖然親本都是不同物種,但是在進化之路上分化的歷史較短,換句話說就是親緣關係較近,勉強可以誕生後代,但並非是真正意義上的基因交流,因為它們的後代都是不可育的,交流的基因不會遺傳下去,只會“二代而亡”。
其實可以看到兩個物種要想交配併產生後代,需要親緣關係比較近,至少在進化的歷史上分化的時間比較短。
但是有這樣兩個物種它們分別是俄羅斯鱘魚(Russian sturgeon)和美國匙吻魚(American paddlefish),這兩個物種分佈在不同的區域內,俄羅斯鱘魚主要生活在西伯利亞、歐洲以及中東的一些河流裡,它們是生活了上億年的魚類,因此又被稱為活化石,是頂尖美食魚子醬的來源之一。
俄羅斯鱘魚 而美國匙吻魚自然存在於美國的河流裡,它們的發展進化歷史也非常漫長,至少上億年,也被稱之為活化石。就是這兩種遠古魚類,它們分化的時間超過億年,在正常情況下親緣關係比較遠。
但就是這樣兩個物種,它們竟然可以交配,同時產生了後代。這兩個物種再加上中國的中華鱘都是嚴重瀕危的物種,屬於最瀕危的那幾類動物了。因此科學家一直都在想辦法,解決目前的困境,對於這類活化石類物種,如果滅絕就非常可惜。
在此前歐洲的科學家開始了一項俄羅斯鱘魚的拯救計劃,主要的方式是雌核發育(gynogenesis),找一種魚類的精細胞,刺激雌性俄羅斯鱘魚的卵核發育,但是雄魚的DNA並不會參與進來,只起誘導發育的作用。後來尋找工具雄魚的時候,科學家想到了美國匙吻魚,同樣的目的下科學家把美國匙吻魚的精細胞和俄羅斯鱘魚的卵放到一起。
奇蹟就是在這樣的情況下發生了,俄羅斯鱘魚的卵受精成功並且已經發育到了胚胎階段,這讓科學家非常驚訝和震驚不已,因為在進化之路上已經分離了1.8億年的兩種遠古魚類,形態、生活習慣等等都發生了改變,樣子也有很大的區別。但就是這樣的兩個物種,竟然“交配成功”。
最後甚至孵化出了數百尾雜交的小動物,科學家把它們命名為“sturddlefish”,從外貌上來看一些個體和俄羅斯鱘魚比較相像,而另外一些個體和美國匙吻魚比較類似。從DNA上來分析,這些雜交小魚的確含有兩個遠古魚類的混合基因。
當然這樣的雜家魚類對於俄羅斯鱘魚和美國匙吻魚的瀕危處境是完全沒有意義的,因為科學家認為它們可能和獅虎獸等一樣,都是不可育的。以後它們科學團隊也不會在主動的去做這樣的實驗,已經孵化的100多尾“sturddlefish”,它們會一直養下去。
後來科學家分析了這種狀況,提出了可能的原因,雖然俄羅斯鱘魚和美國的匙吻魚在進化之路上分離了1.8億年,但是它們的進化速度太慢了,這也導致分離一億多年的兩個遠古魚類在親緣關係上還是很近的。
一般而言,可以被稱為活化石的物種,都是在進化之路上一脈相承並且進化程度較小的動物。一場意外,科學家竟然讓兩個跨域上億年光陰的遠古魚類,雜交誕生了後代,這是令人想不到的,當然也讓我們瞭解的更多。
回覆列表
跨越億年的雜交,科學家意外創造出不應該存在的生物!你怎麼看?
匈牙利科學家在《基因》期刊上發表了一篇論文,他們成功將兩種在侏羅紀時代就分道揚鑣的,瀕臨滅絕的俄羅斯和美國兩個魚種以外的成功雜交,創造出了一種新的魚,也許將為人類提供一種高產的魚子醬來源!
兩種瀕臨滅絕的魚和跨越1.84億年的雜交
俄羅斯格氏鱘也稱鑽石鱘魚或多瑙河鱘魚,在俄羅斯和東歐廣泛分佈,在裡海也有被發現,這種魚最長可以到2米以上,體重超過115千克。它們是一種洄游魚類,會順著流入大海的河流逆流而上,到上游產卵區繁殖,而隨著現代水壩以及人類活動區域的擴張,使得這種魚類的數量急劇減少,它們生長緩慢又極易捕撈,已經出現在了極度瀕危的紅色名錄上!
俄羅斯格氏鱘是高階魚子醬的重要提供者,因此它的瀕危將會使得一個產業消失!
美國匙吻鱘則是生活在密西西比河流域的一種魚類,這種大型淡水魚類可以長到2米,體重100千克以上,匙吻鱘的槳型吻裡有神奇的感應器,可以提供捕獵以及遷徙時導航,匙吻鱘主要以浮游生物以及甲殼類和雙殼類生物為食!
匙吻鱘可能是匙吻鱘科的唯一物種,因為另一種長江上的白鱘可能已經滅絕,而匙吻鱘也到了易危的級別!
兩種十萬八千里的魚是怎麼搞到一起的?
匈牙利漁業和水產養殖研究所高階研究員阿提拉·莫茲薩爾稱這絕對是個意外,因為他們根本就沒想過讓兩個物種雜交!因為這兩種魚類在1.84億年前演化就開始分化了(它們的最近的共同祖先在1.84億年前,那是妥妥的早侏羅紀時代,恐龍到處耀武揚威),而且地域和時間上完全可以讓兩者朝著完全不同的路線演化,因此它們之間的生殖隔離可能是必然的!
而事實上也如此,研究人員正試圖透過稱為雌核生殖(一種無性繁殖)的過程,在圈養條件下繁殖俄羅斯格氏鱘,在雌核發育過程中,精子會誘發卵子的發育,但並沒有融合到格氏鱘的卵核上!匈牙利水產研究所的團隊用了匙吻鱘的精子作為誘發卵子發育的精子!
但意外發生了,匙吻鱘的精子進入了格氏鱘的卵子,產生了同時具有兩種魚類基因的新魚種,團隊總共取得了100尾活的魚苗,它們中的特徵有各佔50%左右,也有的更像格氏鱘,不過它們的食肉特性沒有任何改變!
匈牙利漁業和水產養殖研究所的研究人員稱他們並沒有打算將這些特殊的魚類迴歸大自然,因為在一般情況下,這種雜交魚可能會比親本更強悍,一旦失控將會威脅格氏鱘和匙吻鱘更加狹窄的生存空間!
但據常見的跨物種案例表明,這樣的物種並不能繼續繁育,比如馬和驢的雜交產物騾子,獅子和老虎的獅虎獸等,它們的染色體是奇數,無法減數分裂!不過如果這種魚類如果能打破兩者生長緩慢的劣勢,作為魚子醬的優秀提供者,那麼可能將造福人類!
這個案例能代表未來可以實現跨物種雜交?
吃瓜群眾不僅關心有沒有質優價廉的美味魚子醬吃,沒事的時候也特好奇能不能跨物種繁衍,比如培育出貓狗,或者鸚鵡貓,甚至飛行狗等等,這比魚子醬重要多了,要是能有這樣的寵物,明顯更強大!
但從理論上來看,匈牙利漁業和水產養殖研究所的研究並不足以實現這個級別的雜交,他們只是走了狗屎運,儘管這個物種在1.84億年前就開始分化,但它們的演化非常慢,導致到現在兩者還只是合子後隔離,也就是說在比較特殊的條件下仍然能受孕,但它們的後代也許無法再生殖!
那麼怎麼實現這種跨越物種的雜交呢?
從人類第一隻克隆羊開始,從理論上來看,跨物種的雜交在理論上就被突破了,但後期進展明顯要比早期的克隆羊多莉更迅速,而且在為跨物種雜交上開創了一條新的道路!
2008年英國紐卡斯爾大學的萊爾·阿姆斯特朗將人類面板細胞中的DNA插入已經被去掉了細胞核的牛卵中來產生胚胎!2019年日本使用的誘導多功能幹細胞(iPS細胞)實驗,將人類細胞植入大鼠發育!
當然這並非是要製造出人與動物的雜交,而是要讓動物長出人體器官,如果這個技術實現,未來將為人體器官移植提供優秀的自體器官來源(因為可以使用自體細胞培育)!當然假如將這個技術應用到寵物行業,未來的前景可能十分廣闊,培育出貓狗,或者狗貓也許並不是啥大事情!
不過想要將兩者DNA完美融合在一起,可能在技術上還要有很大的提升才可以!