其實并不是人類之間存在生殖隔離,全球N個人種之間并沒有出現生殖隔離,所謂的人類生殖隔離指的是其他物種和人類之間,即使是和人類最接近的類人猿之間也有一條生殖隔離的鴻溝,但我們知道不是同一個屬的馬和驢,以及獅和虎之間都可以生殖,盡管后代可能無法生育,為什么人類即使和最接近的物種之間也會隔離呢?
生殖隔離的關鍵:染色體是怎么發(fā)現的
在大家印象中都是牛的黃牛和水牛,生殖隔離是非常徹底的,這是因為水牛的染色體是30對,黃牛的染色體是24對,兩者之間在體型和基因層面都存在著巨大的差異,因此兩者并不能繁殖成功!而且還有比較好事的相關專家將受精的黃牛和水牛胚胎人工培育,但受精卵分裂到8個細胞時即告失敗。這表明盡管可以受精,但兩者無法成功發(fā)育。
染色體決定了兩個物種間能否生殖,那么染色體是怎么發(fā)現的呢?
染色體是真核生物(有細胞核的單細胞和多細胞生物總稱)獨有的特征,由雙股螺旋的去氧核糖核酸和5種被稱為組蛋白的蛋白質構成,是基因的主要載體!
染色體是細胞內包含了深度遺傳性質的壓縮體,有點像電腦文件中的壓縮包!染色體這個名詞來自于印染行業(yè),早先對細胞觀察時為方便區(qū)分和標記,將細胞染上了顏色,但觀測發(fā)現,細胞核中有一片顏色比較深的絲狀物,特別容易被堿性染料染成深色,這就是染色體的來歷。
1879年德國生物學家華爾瑟·弗萊明將這種能被染色的絲狀物正式命名為染色體,并且猜測其可能與遺傳有關。
1902年博韋里和薩頓指出,染色體在細胞分裂中的行為與孟德爾的遺傳因子平行,兩者在體細胞中成對稱在,但在生殖細胞中則單獨存在。成對的染色體在細胞減數分裂時進入不同的細胞中,不同對的染色體可以自由組合,因此博韋里和薩頓認為,染色體就是遺傳因子的載體。
1951年詹姆斯·沃森跟一同在卡文迪許實驗室工作的克里克,兩人使用X光衍射的數據構建了DNA模型,在1953年提出了DNA的雙螺旋結構,這是二十世紀最偉大的發(fā)現之一。
1980年后根據脫氧核糖核酸雙鏈互補的原理,應用已知序列的DNA探針進行熒光原位雜交可以識別整條染色體、染色體的1個臂、1條帶甚至一個基因,因此極大的提高了染色體識別的準確性,
2000年6月26日人類基因組計劃宣布完成人類基因序列框架圖。總共的基因組有3-3.5萬個。
- 關于人類的染色體
人類的染色體總共有23對,分成兩種,一種是常染色體22對,另一種性染色體1對,在每個細胞中粗存在46個染色單體,當然還有數百個線粒體染色拷貝!
基因突變與染色體
物種的演化與發(fā)展中,基因并不是一成不變的,它存在兩種演化方式:
- 遺傳變異
- 自然選擇
基因變異在生物體中是比較常見的,比如歐洲復制蝦就是這個新近出現的特殊案例,假如這個突變更適合環(huán)境,那么這個特征就會保留下來,反之環(huán)境就能將其淘汰,這就是自然選擇的來歷!而在某次基因的變異中可能會增加染色體數量,那么當這個物種在某個獨立環(huán)境中時間足夠久時,那么它們將可能會與早期隔離的物種之間存在生殖隔離。地域隔離并不一定會導致生殖隔離,但會提供生殖隔離的基礎,未來的發(fā)展可能會走向生殖隔離。
人類演化的歷史
人類的染色體是23對,黑猩猩的染色體是24對,很多朋友認為人類是從猩猩進化來的,怎么在數百萬年里就丟1對,其實更準確的說類人猿與人類之間的生殖隔離并不是最近發(fā)生的,而是可能發(fā)生更久遠的數百萬年前,因為從最早可以被稱為人的南方古猿開始就已經和類人猿存在相當大的差異了!
類人猿是靈長目猿科動物的通稱,分有兩大科:長臂猿科(較小的類人猿:長臂猿和合趾猿)和猩猩科(較大的類人猿:黑猩猩、猩猩和大猩猩)
現代人類(左)和南方古猿(中)和黑猩猩(右)
現代人和南方古猿的骨架除了形態(tài)上差異比較大以外,直立行走等相關差異并不大,但和黑猩猩的骨架相比差異十分巨大,從骨架上我們可以判斷,這兩個物種早在600萬年前早已完成了分化,因此人類和黑猩猩之間的染色體數量其實沒啥關系,更沒有繼承關系。
生殖隔離的意義
盡管生殖隔離是無意中發(fā)生的,但生殖隔離無疑對物種是一種保護行為,比如生殖隔離的幾個比較明顯的后果是雜交不育和雜種衰弱等,比如獅虎獸是病態(tài)的,騾子是不育的,而人類和黑猩猩之間則屬于配子隔離(有親緣關系的種群間難以自然狀態(tài)下交配,即使交配也不能懷孕和生育后代的隔離機制)
即人類即使和黑猩猩發(fā)生關系,也會因為卵子和精子無法結合完成受精,當然直接影響就是無法生育后代。更深層次的原因人類的2號染色體其實是兩條類人猿的染色體演化而成的,還有9條染色體和猩猩的染色體是反轉的,因此多種因素之下,兩者不可能形成有效的生育機制。
所以生殖隔離從某個層面上可以看成是一個物種的自我保護機制。


