雜交技術(shù)從一出現(xiàn)就飽受爭議,特別是動物雜交,從19世紀至今,人類從來沒有對其放棄過。在探索自然物種的問題上,雜交向人類解釋了不同物種之間是無法完成結(jié)合的。
地球物種的多樣性
雜交問題一方面給人帶來困擾,一方面又讓人看到了生物技術(shù)的新方向。事實結(jié)果是怎樣的呢?
現(xiàn)代雜交不限于物種繁衍探索的問題上,通過雜交或許能夠獲得更強大的基因,優(yōu)秀的基因會得到繼承延展。醫(yī)學(xué)方面主要用于探索基因編輯這種強大的生物技術(shù),通過糅合不同基因片段,來完成混合。除了人為干擾,自然界也會有野生動物存在這樣的雜交行為。
雜交或許能獲得更優(yōu)秀的基因
雜交會給動物帶來哪些改變?為什么雜交可能會產(chǎn)生出一個新的物種?雜交到底是好是壞?野生動物的雜交受到哪些因素的限制?
本文將從生物雜交和雜交技術(shù)這兩個方面來解答這些問題,接下來一起看看會有哪些野生動物會出現(xiàn)雜交?它們的后代究竟有多慘?動物雜交應(yīng)該被禁止嗎?
雜交水稻為人類提供了更多的糧食
尷尬的雜交物種
一般來講,野生動物之間很少會出現(xiàn)雜交的行為,雜交行為多數(shù)是在人為干預(yù)下才有的。不過這種情況在自然界中確實會有發(fā)生,例如雜交界中最常見的騾子,幾乎只要提及雜交,就會出現(xiàn)它。
由于混合了馬和驢的基因片段,在騾子身上我們能夠看到它們共同的影子。騾子頭短而粗,耳朵較長,四肢較細,蹄子小而窄,整體比較偏向驢。但是驢子在肌肉的健壯程度上卻有著馬一般的力量,骨骼也比驢偏大。
馬和驢的后代:騾子
達爾文認為,像騾子這樣的生物無論從父本還是母本的基因選擇來看,它都應(yīng)該比它的父母擁有更多的認知能力、記憶能力、壽命等。從實際情況來看,它也確實如此,因此騾子經(jīng)常會出現(xiàn)在各種重物托運的工作中。因為無論從耐力還是力量上來講,騾子都要優(yōu)于馬和驢,唯獨它的速度不夠快。
騾子幫助人們馱重物
但是騾子的最大問題在于它不能進行生育,無論它的基因片段是來自父本還是母本,騾子的染色體始終只有63條。很明顯,奇數(shù)目的染色體是無法完成有效地配對和成功產(chǎn)生胚胎,這就導(dǎo)致大多數(shù)騾子最終只能孤獨死去。偶爾會有例外,但是最終會在染色體配對這塊出現(xiàn)問題,因此騾子始終無法成為一個有效的物種。
娃娃魚
另外還有一種雜交大鯢,也稱作娃娃魚。這種大鯢是由日本大鯢和中國大鯢雜交而成,由于繼承了父母間的基因,它有著比自己父母更加優(yōu)秀的偽裝色調(diào),能夠更好的與環(huán)境融為一體。
不過這種大鯢數(shù)量十分稀少,而且對環(huán)境要求非常高。日本研究學(xué)者推測這種大鯢應(yīng)該是在20世紀70年代通過水路航運被帶到日本的,而且這種大鯢還會時常與其他物種發(fā)生地盤爭奪。所以它們的生存處境岌岌可危,目前除了專門劃分圈養(yǎng)地之外,很難對它們進行有效的繁殖工作。
馬和斑馬的后代
野生動物雜交的名單中還不乏有貓科動物、蛇類、鳥類、兩棲類、爬行動物的雜交后代。其中大多數(shù)雜交后代都很難逃過夭折的命運,又或是無法生育的命運。
其中如獅虎獸這樣的動物,有著老虎和獅子的特征和能力,但自身的軀體卻無法支撐起這樣強大的基因,它們的幼崽通常都會面臨頭部過大,腿部畸形以及發(fā)育不良等問題,當它們逐漸長大時,不協(xié)調(diào)的軀干和四肢便會嚴重影響行動,因此也根本談不上任何捕獵能力。
獅虎獸
為什么雜交動物的命運都會面臨很慘的境地呢?
自然界的完美規(guī)則
雜交行為的失敗歸根到底是因為有生殖隔離這樣的機制存在,還好自然界有這套運作機制,否則這世界不知道得亂成什么樣,也許有一只飛在天上的青蛙都說不定。
減數(shù)分裂示意圖
盡管雜交是通過兩個物種的某個個體交配來完成,后代會表現(xiàn)出父母雙方的特征和體態(tài),但通常都是不育的。前面我們講到騾子的不育是因為染色體數(shù)目不對稱導(dǎo)致,因為染色體結(jié)構(gòu)的差異會阻止減數(shù)分裂中的配對與分離。
減數(shù)分裂被破壞后,就不會形成有活力的精子或者卵子。因此這也就使得像騾子這樣的動物永遠也不可能壯大自己的族群。此外,還有多種機制會限制雜交的成功,其中包括物種之間的遺傳差異,例如形態(tài)差異、生育時間、交配行為等等,這些繁殖活動都會影響交配過程中的變化。
精子卵子結(jié)合形成受精卵
總之,成功的雜交物種被人類發(fā)現(xiàn)后會被利用起來,用作人類的工具或者其他用途,而失敗的雜交物種會被自然所拋棄,甚至不會有人注意到它們。雜交物種的命運就是這么悲催,這也是為什么今天的自然界是如此穩(wěn)定的原因之一。
雜交物種的危害性不僅體現(xiàn)在物種自身,還會反饋在自然界,特別是人類培育出來的雜交種。通常人為雜交會對生殖繁育這塊進行細致處理,以此保證后代可以一直幸存下去。
科學(xué)家需要進行無數(shù)次實驗來獲得成果
從自然界的整體性來講,當引入能夠改變生態(tài)型的新等位基因或者基因時,無論它是否有意還是無意,區(qū)域發(fā)展的生態(tài)環(huán)境可能會面臨滅絕的威脅。這種威脅被稱作基因混合滲入。
它可能會自然發(fā)生在自然界中,如果雜交種更適合生存,那么新的遺傳物質(zhì)可能會導(dǎo)致局部基因型的替換,并且比本土生態(tài)中的物種更具備育種優(yōu)勢。這就會使得以前的物種被孤立,遺傳混合的雜交物種最終會影響整個種群,以至于原有的原始遺傳不會在種群中留下。
DNA雙鏈結(jié)構(gòu)
當然,這種自然發(fā)生的你也可以把它理解為舊的不去,新的不來。給它一點時間,自然生態(tài)又會得到新的改變。但是人類搞出來的雜交種就不一般了,因為人為選擇很大程度上在自然界中根本就不會發(fā)生。
如果對殺人蜂有印象的人一定知道,這種蜜蜂當初培育出來不小心逃離了實驗室,結(jié)果迅速在自然界中傳播開來。不僅危害到本土蜜蜂種群,其較高的攻擊性和毒性使得殺人蜂每年都會奪去數(shù)百人性命,這也是它名字的由來。
不過動物雜交是否應(yīng)該被禁止,這個問題恐怕需要從多個方面來看待。
攻擊力很強的殺人蜂
如何看待雜交技術(shù)?
壞的一方面我們已經(jīng)知道了,那么動物雜交好的一面在哪兒呢?這里的良性雜交并不是對于不同物種之間的強制結(jié)合,而是親本之間的基因結(jié)合。通過人為的基因選擇,親本基因會形成新的基因型,由此可以豐富動物的遺傳類型。
例如肉?;蛘呷庋虻碾s交,通過人為選擇可以讓它們比一般牛羊能夠產(chǎn)出更多肉量,可以幫助畜牧養(yǎng)殖產(chǎn)生更高的經(jīng)濟。另外一點在于,這種人為選擇強化了親本動物之間的抗病害能力,同時還可以彌補原來物種的缺點,另外也不會對它們造成危害。
人類培育比利時藍牛用來食肉
其實雜交對于人類社會而言,更多地體現(xiàn)在好的一面,動物雜交、植物雜交幫助人類在糧食生產(chǎn)問題上得到突破。得益于雜交技術(shù)的開展,科學(xué)家們還能夠通過這個過程進一步了解物種的基因,如果遇見動物種群出現(xiàn)生存問題,通過基因改良可以幫助它們渡過難關(guān)。
動物雜交的關(guān)鍵地方在于它是否能被自然界接受,而不是更多地服務(wù)于我們?nèi)祟悺H绻麅H是為了人類一己私欲去進行雜交,那么這將造成嚴重的生態(tài)災(zāi)難,因此科學(xué)界看待雜交技術(shù)也會有多方面的考慮。
雜交水稻之父:袁隆平院士
另一方面這種基因融合在不斷地挑戰(zhàn)自然界的底線,一旦人類掌握了可以從根本上改變物種生育的力量,我們又該如何去選擇,如何去利用?這樣的問題值得所有人去思考。