物種雜交形成多樣化生物界

【資料簡介】

今年8月，我國中國臺灣地區(qū)一家農(nóng)場誕生了3只公獅和母虎的混血寶貝——“獅虎”，其中2只存活了下來，它們的毛色似獅卻有虎的花紋。九月二十七日，海南熱帶野生動植物園誕生了一對雙胞胎“虎獅獸”。

雖然不同物種搭配打破了動物世界里的道德界限，但奇妙的組合也讓我們再次審視其背后是否存在進(jìn)化機制的動力。

不同物種之間雜交，會產(chǎn)生新的基因組合，某些組合可能會讓后代比父母雙方更好地適應(yīng)環(huán)境，自然界有很多這樣的例子。當(dāng)前的DNA分析技術(shù)，能讓生物學(xué)家探測過去發(fā)生的雜交事件，更加清晰地追溯物種進(jìn)化的歷史。正是各種雜交行為貢獻(xiàn)了新的基因，才提高了生物的環(huán)境適應(yīng)能力，形成了包括人類在內(nèi)的多樣化的生物界。

物種間雜交：比預(yù)想更頻繁

早在1985年，美國夏威夷海洋公園就誕生過一只的鯨豚——由雌性寬吻海豚和雄性偽虎鯨共同的混血兒，它綜合了父母雙方的特征，有66顆牙齒，而它媽媽有88顆、爸爸有44顆。小鯨豚早在2004年底也有了自己的孩子。人工飼養(yǎng)動物的雜交后代，一般都能健康成長，比如斑馬和馬、野牛和牛、馬和驢。

然而，野生動物雜交就不是那么幸運，很多不利因素導(dǎo)致它們很難留存下來。zui大的障礙就是，即使不同動物能夠交配，由于過大的基因差異，或染色體數(shù)目不同，其后代通常無法生存或不能生育，就像馬驢的后代騾子那樣，進(jìn)化到此就走進(jìn)了死胡同。其次，雜交后代在數(shù)量和競爭能力上都很難和雙親中的任何一個相比。

在過去的250年間，忍冬花侵入美國東北部。上世紀(jì)末，賓夕法尼亞州立大學(xué)的布魯斯·麥克費倫領(lǐng)導(dǎo)的一項研究顯示，這種入侵的忍冬花被一種特殊的果蠅，稱為忍冬果蠅的種類所寄居。DNA分析確定了它們的家譜，卻發(fā)現(xiàn)這是兩種比較接近的蠅類——藍(lán)莓果蠅和雪莓果蠅的雜交后代。

忍冬果蠅更喜愛它們的忍冬寄主，而不是藍(lán)莓或雪莓；而它們的父母雖然也能接受忍冬，卻更偏愛自己的植物。研究人員推測，它們的雙親很可能是在野生忍冬上邂逅的，這種植物做了兩種果蠅間的媒人，導(dǎo)致其后代更加偏愛忍冬。

這向生物學(xué)家提出了挑戰(zhàn)：兩個物種之間的雜交是否更頻繁？

生物學(xué)家估計，大約有10%的動物和多達(dá)25%的植物，可能由于各種偶然機會，和其他物種產(chǎn)下后代。其重要意義不在于偶爾的交配產(chǎn)子這一事件本身，而在于后代的生存能力。雜交后代能否在自然界中形成*不同的第3個物種？

向日葵屬植物中，就有經(jīng)過雜交來適應(yīng)環(huán)境的好例子。英國哥倫比亞大學(xué)的勞倫·H·萊斯伯格和研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，兩種廣泛分布的向日葵品種，普通向日葵和北美草原向日葵，至少3次雜交產(chǎn)生了后代：沙地向日葵、沙漠向日葵和奇異向日葵。

親本的向日葵在美國中西部的潮濕土壤中更加繁茂，但雜交后代卻只能生存在更加的環(huán)境。沙地向日葵只在猶他州和亞利桑那州北部的沙丘生長，而奇異向日葵則分布在得克薩斯州西部和新墨西哥州較惡劣的鹽沼地。這種分布顯示，雖然親本在雜交后代的環(huán)境也有一定的生存能力，但后代能在雙親難以生長的環(huán)境中更加適應(yīng)。

向日葵的例子讓研究人員思考，如果后代能在進(jìn)化樹中開拓出屬于自己的生態(tài)位，它們就有可能成功。

人種間混合：為了適應(yīng)變化的環(huán)境

zui近研究人員分析了60%的尼安德特人（穴居人）基因組序列，發(fā)現(xiàn)了奇怪的兆頭：人類的祖先很可能跟這個在進(jìn)化中早已分道揚鑣的表親發(fā)生過基因混合。

根據(jù)尼安德特人和現(xiàn)代人的全面基因距離分析，人類有99.84%的基因和尼安德特人相同，這微小的差距表示兩者在大約27萬年—44萬年之前成了兩個互相獨立的分支。而化石證據(jù)顯示，尼安德特人只生存在歐洲和亞洲，而智人起源于非洲。他們走出非洲之后，約10萬年前到達(dá)了中東一帶，在4萬5千年前到達(dá)歐洲。這個時段里，他們可能邂逅了尼安德特人。

對古生物學(xué)家、考古學(xué)家和古遺傳學(xué)家們來講，zui關(guān)鍵的問題是兩個人種之間發(fā)生了什么？我們和他們曾經(jīng)共存了1萬多年，期間是發(fā)展出了一段不倫之戀呢？還是將他們直接屠殺？或是兩者兼有。

今年5月份的《科學(xué)》雜志，刊載了德國馬克斯·普朗克人類進(jìn)化研究院斯文特·帕博及其研究小組的論文，他們獲得了更多尼安德特人的基因組并進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，歐洲人和亞洲人，不包括非洲人，有1%—4%的DNA序列由尼安德特人和智人混合提供，這大概形成于5萬—8萬年前的中東地區(qū)。他們推測，可能是尼安德特人的某些基因使現(xiàn)代人適應(yīng)了新的氣候環(huán)境。

這些歷史，迫使生物學(xué)家們改變過去將物種視為獨立單元的看法。兩個物種之間的障礙并沒有想象的那么巨大，它并非是一道不可逾越的天塹。有時候，偶然的交叉會帶來奇跡般的后果。