不同物种间的生殖隔离受哪些因素影响科学

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生殖隔离是物种保持基因稳定性的一种方式,也是物种形成的基础,正是有了生殖隔离的存在,不同的物种才开始了单独演化。因此,生殖隔离对地球上的任何生物来说都是至关重要的,为此地球上的生物都在用自己的方式保持着生殖隔离。那么,生殖隔离跟什么有关呢?这是一个比较复杂的问题,我们简单的来分析一下。

生殖隔离的表现

从整体上看,物种间的生殖隔离主要有两个表现:交配前隔离和交配后隔离。交配前隔离简单的说就是两个物种在自然条件下不会发生交配的行为,而交配后隔离简单的说就是两个不同的物种交配后或不会产生后代,或后代不具备生育能力。

而交配前隔离有分多种情况,我们举几个实际的例子,在野生环境下,非洲狮和老虎没有相遇的机会,所以二者自然是不会交配的,这就叫地理隔离。在正常情况下,虽然老虎和花豹在分布上有一定的重合,但是二者相遇不是老虎杀掉花豹,就是花豹逃走,二者即使在发情期对对方也只要猎杀欲,不会发生交配的行为,这就是生态隔离。在自然界中,动物的发情期有一定的差异化,这就是时间隔离。大多数的动物长相都有着较大的区别,这是形态隔离。当然,除了这些外,还有生殖器官隔离、行为隔离等等。在这些因素的影响下,不同的物种极少进行跨物种的杂交。

而交配后隔离,有稍微复杂一点。大多数的交配后隔离是在人工干预下产生的,因为在自然界中的动物大都符合交配前隔离,它们很少“越雷池一步”。但是,在人工干预下就不同了,人们为了获取某一些形状明显的物种会将两个不同的物种杂交,比如骡子就是很典型的人工干预下的杂交产物。在自然界中,野驴与野马是不会交配的,但是在人工饲养下,将发情期的驴和马关在一起,它们就有几率会发生交配行为,由于驴和马都是马科马属的成员,二者的基因相似度较高,所以,它们的结合是有一定几率会产生新的后代-骡子的。

但是,由于马的染色体是64条,驴的染色体为62条,所以二者的染色体在结合后,产生的只能是具有63条染色体的后代,又由于63条染色体不成对不能进行减数分裂,所以,骡子是不具备生育能力的,这就是交配后隔离的一种,即合子后隔离。不过,这只是合子后隔离的一个体现,就是后代不具备生育能力,合子后隔离还有一个体现,那就是后代不能适应环境,比如在原生环境中有两种体色的动物,假定它们是一黑一白,那么它们杂交后产生的后代极有可能是灰色的,而灰色在原生环境中不利于自己的隐藏,容易暴露在天敌的视野中,故很难存活。

当然,交配后隔离大多数情况都是合子前隔离的,简单的说就是即使两种成熟个体的动物交配后,也无法正常形成受精卵,故无法产生后代。举个简单的例子,将一只猫与狗即使是人工干预下,让它们生活在一起,正常的交配,它们也是无法产生后代的。

生殖隔离与什么有关系?

上面我们说过,生殖隔离分为交配前隔离和交配后隔离两种,而决定这两种隔离的因素也不相同。首先,决定交配前隔离的因素主要有:

01栖息环境差异,即两种动物在野生环境下的分布无任何交集;

02生态位差异,即两种动物在野生环境下处于敌对或者竞争的状态下

03外形差异,即两种动物从外观上看有着明显的差异(其实即使两种动物的差异不太明显,它们也能识别对方,有一个很好的例子就是非洲大草原上的细纹斑马和普通斑马,它们在分布上有着高度的重合,但是斑马对斑纹的辨识度极高,因此二者从未发生过杂交的现象)

04发情期差异,即两种动物虽然栖息环境接近,也有一定的相似度,但是二者繁殖期有差异

▲图中细纹斑马和普通斑马的斑纹有差异,因此二者不会杂交

决定交配后隔离的因素就比较简单了,那就是基因。有人说染色体数量是决定两种动物杂交后有无产物的标准,这个说法是错误的,因为即使拥有相同数量染色体的两种动物,它们也会合子前隔离,比如蚕和大象都是拥有28对染色体的动物,但是它们即使交配,染色体也不会结合。根据科学的研究发现,两种不同的动物想要合子后隔离,也就是能产生后代,但后代不具备生育能力,至少要满足两个条件,即:两种动物的基因相对度极高以及两种动物至少有两个基因座被置换成不同的等位基因。这两个条件缺一不可。

总结

生殖隔离是物种形成的基础,它让物种保持了基因的稳定性和唯一性,而生殖隔离是自然条件下,物种本能形成的,因此,从生物学分类上看,物种间的差异越大,基因差异越大,生殖隔离越明显。所以,真正决定生殖隔离的不止是地理、环境、生态位、形态,最主要的是基因。



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