生殖隔離帶來的影響

說到物種問題，人們總是會討論到雜交這一范疇中來，似乎在這個話題中，人們永遠也跳不出那種奇怪想象力帶來的討論。

擅長發(fā)揮想象的人類經常思考著，如果將兩個不同的物種進行融合會怎樣？

在生殖隔離這一概念尚未闡明之前，歐洲不少煉金術士倒是沒少下功夫鼓搗一些十分離奇的東西。

即便在達爾文發(fā)表了自己的著作以后，一些瘋狂的科學家也總想著搞點新花樣出來。

植物受到生殖隔離的影響需要外界助力

好在有生殖隔離，不然真不知道那群瘋狂的科學家會融合出什么樣的怪物。

在現(xiàn)代生物學的框架中，我們明白，生物之間的生殖隔離阻絕了不同物種之間的基因結合。

這套完美的運行機制雖然偶爾會出點BUG，但整體來講，99.9%的物種都會受到生殖隔離的影響。

包括人在內，這套機制也運作完美。

生殖隔離在蠑螈蜥上的體現(xiàn)

生殖隔離對于動物來講，或許人們一點也不會覺得意外，但是突然說到人類之間的生殖隔離，難道不會讓人覺得困惑嗎？

或者說，如今全世界的人盡管膚色不同，但都屬于智人，要說這世上還有其他人種，真不見得。

其實人類的生殖隔離早就已經完成了，從遠古時期開始，這套運作機制就一直在運行，最終在摻和了各種自然因素的影響下，人類只保留下了智人。

要說這是優(yōu)勝劣汰也好，或者說這是物種演化的結果也罷，人類的這種演化正體現(xiàn)了生殖隔離的強大與可怕之處。

物種之間的隔離變化

從生物運作的底層邏輯來講，生殖隔離是對物種形成至關重要的進化機制，包括生物行為、生理過程等多方面的集合。

它從基因層面阻止了不同物種成員產生后代，或者以確保這些后代都沒有生育能力。

物種生育說得簡單粗暴一點就是染色體配對，一般來講，生物都有偶數(shù)對染色體，并且從父本和母本中繼承并遺傳給下一代。

當然前提得是通過正常的、統(tǒng)一的物種交配。

正確的染色體配對形態(tài)

然而一旦生物出現(xiàn)非同物種交配行為，雖然從物理行為上來看這或許行得通，但是在基因層面，由于染色體的配對錯誤，最終導致無法構建一個完整的染色體結構，或者奇數(shù)對染色體結構。

這種情況將會導致生物體內無法正確形成染色體分裂以及DNA運作，最終的結果便是非同種生物雜交的后代無法生育，或者干脆生不出后代。

騾子沒辦法生育后代

這里面最經典的例子就是馬和驢了，簡單來講，由于馬的染色體較多，無法與驢的基因產生正確的配對。

因此，就算兩者是近親，但騾子終究無法生育出后代。

可怕有強大的生殖隔離

生殖隔離不僅體現(xiàn)在動物身上，包括植物也會存在生殖隔離，并且植物之間的生殖隔離會更加明顯。

能夠影響這種生育行為的因素有很多，包括棲息地的不同、物理障礙以及性成熟等各方面。

花蜜刺通過生殖隔離促進物種形成

如果就動物本身的交配行為來講，動物物種之間的交配儀式本身就是一種生殖隔離，這種模式被稱作行為隔離。

例如鳥類之間的舞蹈活動，相關的行為都在生殖模式中體現(xiàn)。

而另外一個體現(xiàn)便是信息素，信息素通常在昆蟲中更為常見。

信息素中的化合物可以幫助昆蟲識別相同物種或者不同性別的個體，由于信息素中帶有揮發(fā)性信息素，所以這些蒸發(fā)分子可以作為廣泛的化學信號。

動物也有信息素，但在昆蟲中更常見

即便生物經過這一部分考驗，生殖隔離仍然沒有消失，在生物之間的合子后分離階段，生殖隔離機制可以阻止種群之間的雜交。

這是生殖隔離最強大，也是最可怕的地方。

絕大多數(shù)生物都會經歷受精卵這一過程，受精卵或者胚珠的發(fā)育決定了生物種群是否可以延續(xù)。

由于生殖隔離的存在，當卵子或者胚珠受精，但受精卵并沒有發(fā)育時，植物和動物中會經常發(fā)現(xiàn)一種類型的不相容性。

例如青蛙屬之間的雜交，受精卵便可能沒有分割，或者囊胚發(fā)生正常分割，但是原腸胚發(fā)育失敗。

最終在整個初始階段，表面上看是正常的，但實際上胚胎發(fā)育在最后階段便會出現(xiàn)錯誤。

如果是哺乳類動物或者其他脊椎動物，雜交不育會較為普遍。

前面我們所講到的騾子便是屬于這種情況，如果不是人為的干預，野外中的馬和驢根本不會抬頭看對方一眼。

自然界中不會產生騾子這樣的生物

所以對于有性繁殖的動物來講，遺傳學中的交配機制，以及受精機制都從各方面體現(xiàn)出生殖隔離的強大。

哪怕有漏網之魚，最后也能在“新物種”身上加裝一個補丁，然后問題就解決了。

因此，生殖隔離從兩個基本層面的運作徹底解決了物種雜交，即防止形成可行的受精卵，合子后機制阻止雜交種傳遞自身基因。

對于人類來講，前面也提到了生殖隔離，這種隔離發(fā)生的時間更早，并且最終只保留了智人人種。

科學家也在其中尋找了多年，才解決了相關問題。

早期智人的模型

生殖隔離在人類身上的體現(xiàn)

在人類進化研究這一塊，科學家通過人類基因組以及DNA分析，最終發(fā)現(xiàn)古代人類譜系的分離時間要比以前想象的更早一些。

科學家認為，歐亞大陸以前存在過“超古代人類”，并與70萬年前的尼安德特人、丹尼索瓦人的祖先雜交。

這一事件被推測出大致發(fā)生在200萬年前，這一時期其他人類開始分離，超古代的尼安德特人和丹尼索瓦人的祖先種群比以往任何時候已知的其他人類種群的雜交更久遠。

科學家推測古代人類存在雜交

而在后來的發(fā)展中，尼安德特人和智人成為了當時地球上種群最龐大的人種。

無論是更早以前，還是智人時期的人類，人種結構非常多樣。

關于尼安德特人的隕落，科學家認為除了有智人在智力方面以及勞動能力更占優(yōu)勢的情況下，生殖隔離也是十分重要的一個環(huán)節(jié)。

想象中的尼安德特人和智人

從頭骨來看，智人與尼安德特人的頭骨結構差異十分大，尼安德特人的頭骨更長、更低，并且有著更寬的骨盆。

而智人的頭骨在與今天現(xiàn)代智人的頭骨對比中沒有明顯的區(qū)別。

從局部的差異性來看，耳骨的形狀差異是最明顯的，這使得智人直接與黑猩猩和大猩猩區(qū)別開來。

另外在10萬年前的化石證據(jù)中，科學家仍然可以識別出頭蓋骨、耳骨和骨盆之間的明顯差異。

兩者在頭骨上表現(xiàn)出的差異

種種跡象表明，人類的獨立進化歷史可以追溯到更遠的時期。無論是智人還是尼安德特人，種群發(fā)展的關鍵仍然是繁殖。

而智人與尼安德特人無法很好地結合彼此的基因，因此智人與尼安德特人之間的性選擇和差異化也越來越明顯。

如今不少科學家都認為尼安德特人和智人是兩個不同的物種，因此兩者在生殖模式上存在生殖隔離。

盡管有證據(jù)表明55000年前，有過智人與尼安德特人的雜交，現(xiàn)存的部分非洲部落人群中含有一定的尼安德特人的DNA。

最終存活的，只有智人

但最終骨骼的結構和人種的發(fā)育狀態(tài)來看，智人存活下來，尼安德特人消失，生殖隔離或許在里面起到了促進作用。

很難說這套生物篩選機制是好是壞，對于現(xiàn)在保留下來的物種來講，它仍然是自然界最偉大的“工程師”。