“杂种”的美丽新世界 物种间障碍并非是不可逾越的天堑

今年8月，我国台湾地区一家农场诞生了3只公狮和母虎的混血宝贝——“狮虎”，其中2只存活了下来，它们的毛色似狮却有虎的花纹。虽然不同物种搭配打破了动物世界里的道德界限，但奇妙的组合也让我们再次审视其背后是否存在进化机制的动力。
　　不同物种之间杂交，会产生新的基因组合，某些组合可能会让后代比父母双方更好地适应环境，自然界有很多这样的例子。当前的DNA分析技术，能让生物学家探测过去发生的杂交事件，更加清晰地追溯物种进化的历史。正是各种杂交行为贡献了新的基因，才提高了生物的环境适应能力，形成了包括人类在内的多样化的生物界。
　　物种间杂交：比预想更频繁
　　早在1985年，美国夏威夷海洋公园就诞生过一只著名的鲸豚——由雌性宽吻海豚和雄性伪虎鲸共同制造的混血儿，它综合了父母双方的特征，有66颗牙齿，而它妈妈有88颗、爸爸有44颗。小鲸豚早在2004年底也有了自己的孩子。人工饲养动物的杂交后代，一般都能健康成长，比如斑马和马、野牛和牛、马和驴。
　　然而，野生动物杂交就不是那么幸运，很多不利因素导致它们很难留存下来。最大的障碍就是，即使不同动物能够交配，由于过大的基因差异，或染色体数目不同，其后代通常无法生存或不能生育，就像马驴的后代骡子那样，进化到此就走进了死胡同。其次，杂交后代在数量和竞争能力上都很难和双亲中的任何一个相比。
　　在过去的250年间，忍冬花侵入美国东北部。上世纪末，宾夕法尼亚州立大学的布鲁斯·麦克费伦领导的一项研究显示，这种入侵的忍冬花被一种特殊的果蝇，称为忍冬果蝇的种类所寄居。DNA分析确定了它们的家谱，却发现这是两种比较接近的蝇类——蓝莓果蝇和雪莓果蝇的杂交后代。
　　忍冬果蝇更喜爱它们的忍冬寄主，而不是蓝莓或雪莓；而它们的父母虽然也能接受忍冬，却更偏爱自己的植物。研究人员推测，它们的双亲很可能是在野生忍冬上邂逅的，这种植物做了两种果蝇间的媒人，导致其后代更加偏爱忍冬。
　　这向生物学家提出了挑战：两个物种之间的杂交是否更频繁？
　　生物学家估计，大约有10%的动物和多达25%的植物，可能由于各种偶然机会，和其他物种产下后代。其重要意义不在于偶尔的交配产子这一事件本身，而在于后代的生存能力。杂交后代能否在自然界中形成完全不同的第3个物种？
　　向日葵属植物中，就有经过杂交来适应环境的好例子。英国哥伦比亚大学的劳伦·H·莱斯伯格和研究团队发现，两种广泛分布的向日葵品种，普通向日葵和北美草原向日葵，至少3次杂交产生了后代：沙地向日葵、沙漠向日葵和奇异向日葵。
　　亲本的向日葵在美国中西部的潮湿土壤中更加繁茂，但杂交后代却只能生存在更加极端的环境。沙地向日葵只在犹他州和亚利桑那州北部的沙丘生长，而奇异向日葵则分布在得克萨斯州西部和新墨西哥州较恶劣的盐沼地。这种分布显示，虽然亲本在杂交后代的环境也有一定的生存能力，但后代能在双亲难以生长的环境中更加适应。
　　向日葵的例子让研究人员思考，如果后代能在进化树中开拓出属于自己的生态位，它们就有可能成功。
　　人种间混合：为了适应变化的环境
　　最近研究人员分析了60%的尼安德特人（穴居人）基因组序列，发现了奇怪的兆头：人类的祖先很可能跟这个在进化中早已分道扬镳的表亲发生过基因混合。
　　根据尼安德特人和现代人的全面基因距离分析，人类有99.84%的基因和尼安德特人相同，这微小的差距表示两者在大约27万年—44万年之前成了两个互相独立的分支。而化石证据显示，尼安德特人只生存在欧洲和亚洲，而智人起源于非洲。他们走出非洲之后，约10万年前到达了中东一带，在4万5千年前到达欧洲。这个时段里，他们可能邂逅了尼安德特人。
　　对古生物学家、考古学家和古遗传学家们来讲，最关键的问题是两个人种之间发生了什么？我们和他们曾经共存了1万多年，期间是发展出了一段不伦之恋呢？还是将他们直接屠杀？或是两者兼有。
　　今年5月份的《科学》杂志，刊载了德国马克斯·普朗克人类进化研究院斯文特·帕博及其研究小组的论文，他们获得了更多尼安德特人的基因组并进行分析后发现，欧洲人和亚洲人，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，这大概形成于5万—8万年前的中东地区。他们推测，可能是尼安德特人的某些基因使现代人适应了新的气候环境。
　　这些历史，迫使生物学家们改变过去将物种视为独立单元的看法。两个物种之间的障碍并没有想象的那么巨大，它并非是一道不可逾越的天堑。有时候，偶然的交叉会带来奇迹般的后果。
常丽君 科技日报 2010-09-21

关键词 科技  创新  生态  生物多样性  生物技术  野生动物  植物资源  图片