雜交技術(shù)從一出現(xiàn)就飽受爭(zhēng)議,特別是動(dòng)物雜交,從19世紀(jì)至今,人類從來(lái)沒(méi)有對(duì)其放棄過(guò)。在探索自然物種的問(wèn)題上,雜交向人類解釋了不同物種之間是無(wú)法完成結(jié)合的。
地球物種的多樣性
雜交問(wèn)題一方面給人帶來(lái)困擾,一方面又讓人看到了生物技術(shù)的新方向。事實(shí)結(jié)果是怎樣的呢?
現(xiàn)代雜交不限于物種繁衍探索的問(wèn)題上,通過(guò)雜交或許能夠獲得更強(qiáng)大的基因,優(yōu)秀的基因會(huì)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(qiáng)大的生物技術(shù),通過(guò)糅合不同基因片段,來(lái)完成混合。除了人為干擾,自然界也會(huì)有野生動(dòng)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(huì)給動(dòng)物帶來(lái)哪些改變?為什么雜交可能會(huì)產(chǎn)生出一個(gè)新的物種?雜交到底是好是壞?野生動(dòng)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(gè)方面來(lái)解答這些問(wèn)題,接下來(lái)一起看看會(huì)有哪些野生動(dòng)物會(huì)出現(xiàn)雜交?它們的后代究竟有多慘?動(dòng)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(lái)講,野生動(dòng)物之間很少會(huì)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(guò)這種情況在自然界中確實(shí)會(huì)有發(fā)生,例如雜交界中最常見(jiàn)的騾子,幾乎只要提及雜交,就會(huì)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(zhǎng),四肢較細(xì),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(dá)爾文認(rèn)為,像騾子這樣的生物無(wú)論從父本還是母本的基因選擇來(lái)看,它都應(yīng)該比它的父母擁有更多的認(rèn)知能力、記憶能力、壽命等。從實(shí)際情況來(lái)看,它也確實(shí)如此,因此騾子經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在各種重物托運(yùn)的工作中。因?yàn)?strong>無(wú)論從耐力還是力量上來(lái)講,騾子都要優(yōu)于馬和驢,唯獨(dú)它的速度不夠快。
騾子幫助人們馱重物
但是騾子的最大問(wèn)題在于它不能進(jìn)行生育,無(wú)論它的基因片段是來(lái)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(wú)法完成有效地配對(duì)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(dú)死去。偶爾會(huì)有例外,但是最終會(huì)在染色體配對(duì)這塊出現(xiàn)問(wèn)題,因此騾子始終無(wú)法成為一個(gè)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(guó)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(guò)這種大鯢數(shù)量十分稀少,而且對(duì)環(huán)境要求非常高。日本研究學(xué)者推測(cè)這種大鯢應(yīng)該是在20世紀(jì)70年代通過(guò)水路航運(yùn)被帶到日本的,而且這種大鯢還會(huì)時(shí)常與其他物種發(fā)生地盤爭(zhēng)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(duì)它們進(jìn)行有效的繁殖工作。
馬和斑馬的后代
野生動(dòng)物雜交的名單中還不乏有貓科動(dòng)物、蛇類、鳥(niǎo)類、兩棲類、爬行動(dòng)物的雜交后代。其中大多數(shù)雜交后代都很難逃過(guò)夭折的命運(yùn),又或是無(wú)法生育的命運(yùn)。
其中如獅虎獸這樣的動(dòng)物,有著老虎和獅子的特征和能力,但自身的軀體卻無(wú)法支撐起這樣強(qiáng)大的基因,它們的幼崽通常都會(huì)面臨頭部過(guò)大,腿部畸形以及發(fā)育不良等問(wèn)題,當(dāng)它們逐漸長(zhǎng)大時(shí),不協(xié)調(diào)的軀干和四肢便會(huì)嚴(yán)重影響行動(dòng),因此也根本談不上任何捕獵能力。
獅虎獸
為什么雜交動(dòng)物的命運(yùn)都會(huì)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?yàn)?strong>有生殖隔離這樣的機(jī)制存在,還好自然界有這套運(yùn)作機(jī)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(shuō)不定。
減數(shù)分裂示意圖
盡管雜交是通過(guò)兩個(gè)物種的某個(gè)個(gè)體交配來(lái)完成,后代會(huì)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?yàn)?strong>染色體數(shù)目不對(duì)稱導(dǎo)致,因?yàn)?strong>染色體結(jié)構(gòu)的差異會(huì)阻止減數(shù)分裂中的配對(duì)與分離。
減數(shù)分裂被破壞后,就不會(huì)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(dòng)物永遠(yuǎn)也不可能壯大自己的族群。此外,還有多種機(jī)制會(huì)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(shí)間、交配行為等等,這些繁殖活動(dòng)都會(huì)影響交配過(guò)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(huì)被利用起來(lái),用作人類的工具或者其他用途,而失敗的雜交物種會(huì)被自然所拋棄,甚至不會(huì)有人注意到它們。雜交物種的命運(yùn)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(huì)反饋在自然界,特別是人類培育出來(lái)的雜交種。通常人為雜交會(huì)對(duì)生殖繁育這塊進(jìn)行細(xì)致處理,以此保證后代可以一直幸存下去。
科學(xué)家需要進(jìn)行無(wú)數(shù)次實(shí)驗(yàn)來(lái)獲得成果
從自然界的整體性來(lái)講,當(dāng)引入能夠改變生態(tài)型的新等位基因或者基因時(shí),無(wú)論它是否有意還是無(wú)意,區(qū)域發(fā)展的生態(tài)環(huán)境可能會(huì)面臨滅絕的威脅。這種威脅被稱作基因混合滲入。
它可能會(huì)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(huì)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(shì)。這就會(huì)使得以前的物種被孤立,遺傳混合的雜交物種最終會(huì)影響整個(gè)種群,以至于原有的原始遺傳不會(huì)在種群中留下。
DNA雙鏈結(jié)構(gòu)
當(dāng)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(lái)。給它一點(diǎn)時(shí)間,自然生態(tài)又會(huì)得到新的改變。但是人類搞出來(lái)的雜交種就不一般了,因?yàn)?strong>人為選擇很大程度上在自然界中根本就不會(huì)發(fā)生。
如果對(duì)殺人蜂有印象的人一定知道,這種蜜蜂當(dāng)初培育出來(lái)不小心逃離了實(shí)驗(yàn)室,結(jié)果迅速在自然界中傳播開(kāi)來(lái)。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(huì)奪去數(shù)百人性命,這也是它名字的由來(lái)。
不過(guò)動(dòng)物雜交是否應(yīng)該被禁止,這個(gè)問(wèn)題恐怕需要從多個(gè)方面來(lái)看待。
攻擊力很強(qiáng)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(dòng)物雜交好的一面在哪兒呢?這里的良性雜交并不是對(duì)于不同物種之間的強(qiáng)制結(jié)合,而是親本之間的基因結(jié)合。通過(guò)人為的基因選擇,親本基因會(huì)形成新的基因型,由此可以豐富動(dòng)物的遺傳類型。
例如肉?;蛘呷庋虻碾s交,通過(guò)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(jì)。另外一點(diǎn)在于,這種人為選擇強(qiáng)化了親本動(dòng)物之間的抗病害能力,同時(shí)還可以彌補(bǔ)原來(lái)物種的缺點(diǎn),另外也不會(huì)對(duì)它們?cè)斐晌:?/strong>。
人類培育比利時(shí)藍(lán)牛用來(lái)食肉
其實(shí)雜交對(duì)于人類社會(huì)而言,更多地體現(xiàn)在好的一面,動(dòng)物雜交、植物雜交幫助人類在糧食生產(chǎn)問(wèn)題上得到突破。得益于雜交技術(shù)的開(kāi)展,科學(xué)家們還能夠通過(guò)這個(gè)過(guò)程進(jìn)一步了解物種的基因,如果遇見(jiàn)動(dòng)物種群出現(xiàn)生存問(wèn)題,通過(guò)基因改良可以幫助它們渡過(guò)難關(guān)。
動(dòng)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?。如果僅是為了人類一己私欲去進(jìn)行雜交,那么這將造成嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難,因此科學(xué)界看待雜交技術(shù)也會(huì)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(wèn)題值得所有人去思考。