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科学家在研究自然界中千奇百怪的杂交动物时发现,不同物种之间的“基因差别”或许并不是“无法逾越的巨大障碍”,动物们某些自发的“混血”可能会产生奇迹般的“震撼效果”,并且在保持濒危动物基因上发挥重要作用。杂交物种的发现和对过去杂交过程的检测有可能迫使生物学家们改变将物种视为独立单元的固有看法。
1 不同物种进行杂交并不罕见
1985年5月15日,夏威夷海洋公园一只雌性灰宽吻海豚生下一头通体黝黑的小海豚。人们惊讶地发现,这个小家伙竟然是海豚和伪虎鲸的混血儿:它长有66颗牙齿。宽吻海豚有44颗牙齿,而在海豚科中数量最多的伪虎鲸则拥有88颗牙齿。
2006年,一位猎人在加拿大的北极地区射杀了一只奇怪的熊,它的皮毛如同北极熊一般呈现出白色,但夹杂着褐色斑点,长爪子和弓起的背部又表现出灰熊的特征来。DNA分析证实了这只怪熊是北极熊和灰熊的杂交产物。
2 不同物种之间的杂交在生物进化中的意义
对于某些道德洁癖者来说,这种怪胎的出现是动物王国道德沦陷的最好例证,但事实证明,不同物种之间的杂交并不是什么罕见的奇观。一些生物学家估计,有多达10%的动物物种和25%的植物物种会偶尔和不同物种进行。这种暧昧关系的重要作用并不在于制造后代,而在于利用杂交的优势产生第三种和亲代完全不同的物种。
人为繁育杂交动物的成功案例有很多,其中圈养类就包括斑马马(斑马和马的杂交后代)、皮弗洛牛(北美野牛和肉牛的杂交后代)以及众所周知的骡子(驴和马的杂交后代),但在自然状态下发生的动物杂交行为却有很多不利因素,这些因素阻碍了这种模式的长期成功。其中最主要的障碍在于,即便不同物种之间的某些成员成功,但由于物种间的遗传差异过大或携带了不同数目的染色体,其产生的后代通常无法存活或无法生育(如斑马马和骡子),进化走入了死胡同。另一大障碍在于杂交物种在数量和竞争能力上都无法和双亲的物种相匹敌。尽管如此,由于物种杂交实现了基因的新组合,有可能让杂交后代产生对环境更强的适应能力,而在这样的环境中,它的双亲却无法存活。在自然界中这样的例子已有不少为^类所知。
普通的向日葵为我们提供了一个通过杂交产生适应性的绝佳例证。不列颠哥伦比亚大学的洛伦・里瑟博格和他的同事发现了两种广泛存在的向日葵品种:普通向日葵和具柄向日葵。这两种向日葵至少杂交了3次,并产生了3种杂交后代:沙地向日葵、沙漠向日葵和奇异向日葵。亲本向日葵在美国中部和西部的大多数湿性土壤中都可以茁壮成长,但杂交种对产地却有严格限制,以沙地向日葵为例,它只能生长在犹他州和亚利桑那州北部的沙丘之中,而奇异向日葵则偏爱以德克萨斯州西部和新墨西哥州的盐沼平原为家。这种物种分布结果表明,杂交种可以在在亲本无法生长的环境中茁壮成长。最近的野外试验也证实了亲本向日葵在杂交向日葵适宜的栖息地中生长较差,而且反过来也是一样,沙地向日葵虽然可以在沙丘地上生根发芽,但一被移到湿性土壤中就表现糟糕。同样,在盐碱条件下,奇异向日葵比亲本要长得更旺盛。
在动物杂交物种上,也发现了同样的现象。在过去的250年中,陆续有各种各样的忍冬属植物被移植到美国东北部。20世纪90年代后期,宾夕法尼亚州立大学的布鲁斯・麦克费隆所领导的研究小组发现,这些侵入的忍冬属植物被一种名为忍冬蝇的特别果蝇所感染。研究人员对忍冬蝇的DNA进行分析,以确定它们和其他果蝇之间的亲缘关系,结果相当令人惊讶,忍冬蝇竟然是蓝莓蝇和雪莓蝇这两种关联果蝇物种的杂交后代。通过室内实验,研究者们发现忍冬蝇偏爱以忍冬作为寄生植物,同样,其亲本果蝇也有各自偏爱的寄生植物,但同时它们也不排斥忍冬属植物。研究人员认为,亲本果蝇很可能是在野外的忍冬植物上邂逅的,这种新近侵入的野草成为了两种果蝇结合的催化剂,并导致了偏爱寄生性杂交后代的形成。
向日葵和忍冬蝇的例子提出了这样一个问题:物种之间的杂交频度可能远远比生物学家们预测的更高。人类也可能在漫长的历史长河中,与其他“类人物种”发生过某种奇特的“婚姻现象”。其结果就是,通过混血所产生的基因让现代人类逐渐适应了新气候和新栖息地。一项最新分析报告表明,经过对尼安德特人60%以上的基因组序列进行分析后发现,我们的祖先可能与这位一直以来与现代人类分道扬镳的表亲发生过混血。来自德国莱比锡马普进化人类学研究院的斯万特・帕珀和同事通过对更多的尼安德特人DNA分析后发现,欧洲人和亚洲人(不包括非洲人)的DNA序列中有1%至4%是由与古人类混血的尼安德特人贡献的,这种杂交过程可能发生在5万至8万年之前的中东地区。有可能是某些尼安德特人的基因让现代人类适应了新气候和新栖息地。