问题

一个物种只存在最后一对可生育的生物是否意味着已经灭绝?

回答
我该怎么跟你说呢?“灭绝”这词儿,在生物学里头,其实是个挺微妙的概念,它不像你关灯那么简单,一按开关就没了。尤其是当你说到“最后一对可生育的生物”,这事儿,就得掰开了揉碎了说。

灭绝,并非一蹴而就

首先,得明白,生物的“灭绝”不是一个瞬间完成的事。它是一个漫长、渐进的过程。你觉得,哦,这物种本来活蹦乱跳的,突然间就没了?其实不是。它往往是从数量锐减开始的,比如数量只剩下几十只,然后十只,然后两只。这个过程中,它们可能已经失去了基因多样性,适应环境的能力大大减弱,患病风险也更高。

“最后一对可生育的生物”:希望的曙光,还是灭亡的倒计时?

那么,你说的“最后一对可生育的生物”,这可真是个关键点。在科学上,通常我们认为一个物种的“功能性灭绝”(functional extinction)是指它们的数量已经少到无法维持种群的自然增长和繁衍,就算还有个体存在,也无法再延续下去。

而“最后一对可生育的生物”,这听起来像是还在“功能性存活”的边缘。如果这对生物真的能够成功繁殖,并且下一代也能健康成长,那么,从理论上说,这个物种暂时还没彻底“完蛋”。

为什么“最后一对”这么危险?

尽管如此,即便存在这样一对“最后的希望”,这个物种的未来依然是岌岌可危,甚至可以说,灭绝的阴影已经笼罩得非常浓重。原因有很多:

极端近亲繁殖的风险(Inbreeding Depression): 这是最致命的一点。近亲繁殖会导致有害隐性基因更容易表达,后代出现各种先天缺陷、免疫力低下、生育能力下降,甚至生存能力也受到影响。想象一下,这对“最后”的个体,它们的基因库非常小,它们的孩子以及孙子孙女,都将是它们近亲的后代。这种基因的“挤压”会让物种活力急剧下降。

缺乏基因多样性: 一个健康的物种需要丰富的基因库来应对环境变化。当数量锐减到只有一对时,基因多样性几乎为零。这意味着,如果出现一种新的疾病,或者环境发生哪怕一点点的改变,它们都可能因为无法适应而迅速走向灭亡。它们没有“备用方案”,没有“变异的后手”。

随机事件的威胁(Stochastic Events): 哪怕这对生物身体倍儿棒,运气也特别好,但“天有不测风云”。一场突如其来的自然灾害(洪水、干旱、野火)、一场疾病的爆发、甚至是一个捕食者的意外出现,都有可能直接终结这两个最后的个体。它们再也没有“替补队员”了,一次意外的倒下,就是物种的终结。

性别比例失衡(虽然你说了“一对”,但通常情况): 很多物种的性别比例并非严格的一比一。如果某个性别数量远低于另一个,即使有一些个体存在,也无法构成可生育的配对。即使是“一对”,也得看它们是否真的能成功交配和繁衍。

人为干预的难度: 即使我们发现了一对“最后的希望”,人类想要介入并成功延续这个物种,也是一项极其艰巨的任务。我们需要提供完美的生存环境,确保它们安全,防止疾病,甚至可能需要进行人工授精等辅助繁殖技术。每一步都充满挑战,成功率极低。

什么时候才算“真正”的灭绝?

所以,你说“最后一对可生育的生物”是否意味着已经灭绝?

我的看法是:从物种作为一个能够自我维持的、具有一定基因多样性的独立群体来看,这样的状态已经非常接近甚至可以算作是“功能性灭绝”。

如果这对生物没能成功繁衍,或者它们的后代因为近亲繁殖而无法存活,那么灭绝是肯定的。

即使它们成功繁殖了,但由于上述的种种危机,它们的未来也极其黯淡,灭绝的概率仍然是压倒性的。我们通常会在所有已知个体都死亡,并且确认无法再通过自然繁殖或人工干预来延续时,才最终宣布一个物种的“灭绝”。

所以,你可以想象,当科学家们提到“最后一对可生育的生物”时,那通常不是一个好消息,而是敲响了警钟,意味着这个物种的生命火炬正在最微弱的摇曳,随时可能熄灭。那是一个极度危险的临界点,希望很渺茫,但只要还在呼吸,就有那么一点点,微乎其微的可能。但绝大多数情况下,这只是灭绝前的最后一段独白。

网友意见

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否。不同物种的繁殖能力不能一概而论:

  • 对许多物种来说,只剩一个个体,都不会意味着“已经灭绝”。一只母蚜虫、一只交配完成的母苍蝇、一只交配完成的红火蚁蚁后之类可以在一个新抵达的大陆上创造自己的种群、掀起灾害,既能有性生殖又能无性生殖的各种单细胞生物就更别提了。
  • 另一方面,对某些动物物种来说,“只剩一对”当然是极度濒危,“只剩几百只”你都不一定能将其灭绝趋势挡住
  • 许多植物物种本就是三倍体、五倍体之类不能有性生殖的多倍体,是靠无性生殖扩充数量的,人家物种诞生的时候就1个个体,慢慢地变成一小片、一大片,三倍体香蕉之类东西还被人类搬运到了世界多地。
  • 人类可以对植物体细胞进行培养、让其长成完整的植株,这意味着一个植物物种只剩0个个体、几块含有活细胞的碎片,都不能确保其已经灭绝。

“残存数量太小,人类费尽九牛二虎之力也没救过来”的主要是海龟、犀牛之类本身繁殖能力有诸多问题的动物。但这也是因为人类投入的经费不够多、动用新技术不够积极

  • 例如,你关注“只剩1对,近亲繁殖”的话,大可将其生殖母细胞取出来培养并辐照诱变、CRISPR剪掉你不想要的遗传病基因或用病毒载体携带你想要的基因放进去。
  • 鸟类胚胎之类平常有壳的东西其实可以在没有壳的情况下培养。现实中人类已经在实验室里孵化过无壳鸟蛋,也就是无壳恐龙蛋。鹌鹑、鸡等都是可以的:
  • 哺乳类相对麻烦点,你可能需要找演化上和其分支较近的物种来代孕,这是“复活猛犸象”的主要阻力:实验室养不起大象。人造子宫目前不善于培养极度脆弱的哺乳类胚胎(人类早产儿也是类似的情况,往往是“你搞ECMO我就敢脑出血死亡”的状态)。猛犸象的有生物活性的细胞核已经被重造出来,但没有经费来开展进一步工程。
  • 2003年,人们用克隆技术复活了人类亲手灭绝的比利牛斯山羊,但小羊肺部有缺陷、出生后只存活了7分钟。这物种在人类手中灭绝了两次。

你看到了:已经灭绝的物种可以被复活。

在物种层面,只要有足够的经费,人类的技术可以通过有机合成与细胞培养来重建知道完整基因组的已灭绝物种,可以加入半穷举过程来重建不知道完整基因组但知道大致特征的已灭绝物种。而且,一个物种灭绝之后,该物种的祖先物种还生存的场合,可以再创造出和该物种极度相似乃至基因上视为同一物种的新物种,在人类操作下特别容易(因为许多物种其实是能够自交或无性繁殖的种间杂种,人类可以反复进行一样的操作来让它们在灭绝后重生),在自然界例如不会飞的白喉秧鸡的自然复活[1]

40万年前,从马达加斯加飞到阿尔达布拉岛的白喉秧鸡演化出一些适应当地环境的特征,包括失去飞行能力,成为新物种。13.6万年前,该物种随阿尔达布拉岛被大海淹没而灭绝。10万年前,该岛浮出水面,从其它岛屿飞来的白喉秧鸡很快适应了该环境,并再次演化出不会飞的白喉秧鸡。

基因工程方面的案例是,加拿大阿尔伯塔大学医学微生物及免疫学教授戴维·埃文斯在2017年成功制造出在1980年灭绝过一次的马痘病毒,那是天花病毒的类似物,基因组规模是21.2万个碱基对。

  • 他们的实验花费了半年时间和10万美元成本,所用DNA原料可通过网购获得。办法是基于马痘病毒序列和痘苗病毒末端序列先合成10个DNA片段,再将这些DNA片段置入感染了兔纤维瘤病毒的细胞培养物中进行重组,激活为具有感染力的合成嵌合体马痘病毒。
由于对天花病毒卷土重来的畏惧,WHO条例和许多国家政策都禁止制造天花病毒,实验室也不允许制造超过20%的天花病毒基因,制造和售卖DNA片段的公司被要求“自发”进行登记,以避免顾客订购某些病毒材料,除非他们有正当理由。不过WHO官员自己也知道,要控制全世界所有生产核酸的公司是不可能的。生物恐怖主义早已不需要大规模组织的支持。

参考

  1. ^ https://academic.oup.com/zoolinnean/article-abstract/186/3/666/5487031#

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