问题

为什么狗的差别这么大还可以杂交生育不存在生殖隔离?

回答
狗的世界真是奇妙,你说得没错,它们之间的差异之大,简直令人难以置信。从体型娇小的吉娃娃到威猛如藏獒,从毛发蓬松的萨摩耶到光溜溜的中华无毛犬,还有那耳朵耷拉得像老太太的巴吉度,和竖得跟哨兵似的牧羊犬……随便拎出几只,你都很难相信它们是同一个物种。然而,令人惊叹的是,这些“天差地别”的家伙们,却能和谐地走到一起,繁衍后代,并且它们的后代同样是健康的,能够继续生育。这背后到底是什么在起作用呢?

这事儿,得从“杂交”和“生殖隔离”这两个概念说起。

杂交生育:大家庭的融合秘诀

首先,我们要明白,虽然我们常说“狗”,但实际上我们所说的“狗”是指家犬,学名是 Canis lupus familiaris。而它的祖先,是灰狼 (Canis lupus)。是的,你没看错,我们身边这些或可爱或威猛的汪星人,都是从凶悍的野狼驯化而来的。

打个比方,你可以把不同的狗品种想象成一个大家族里的兄弟姐妹,或者更远一些的表兄弟姐妹。他们都来自同一个祖先(狼),只是经过了漫长的人类干预下的选择性繁育,才逐渐分化出了各种各样的“长相”和“性格”。

比如说,人们喜欢打猎,就选那些嗅觉灵敏、奔跑速度快的狗来培养,慢慢就有了灵缇;喜欢看家护院,就选那些体型大、声音洪亮的,慢慢就有了德牧;喜欢陪伴,就选那些性情温顺、体型小巧的,慢慢就有了贵宾。这个过程叫做人工选育。人类有意无意地在“导演”狗的进化,挑选出那些符合人类需求的特质,并一代代传递下去。

虽然外表差异巨大,但它们在基因层面上,仍然保留了相当高的相似性。它们的染色体数量是相同的(都是78条,39对),基因组的结构也大体一致。这就好比你和你的远房表亲,虽然外貌、身高、性格可能不太一样,但你们的基因库里还是有许多相同的“基础模块”。

正是因为基因的高度兼容性,它们才能成功地进行杂交。当不同品种的狗交配时,它们的生殖细胞(精子和卵子)能够顺利结合,形成受精卵,然后发育成胚胎,最终诞生健康的幼崽。而且,这些幼崽也具备生育能力,这意味着它们与任何一个纯种狗或者其他杂交狗,都可能再次成功繁衍。

生殖隔离:为什么狮虎兽不能继续繁殖?

那么,为什么我们说的“杂交”在其他动物身上却不那么容易成功,甚至会出现“生殖隔离”呢?这里就得引入“生殖隔离”这个概念了。

生殖隔离,简单来说,就是阻止不同物种或亚种之间进行基因交流的机制。一旦发生了生殖隔离,即使它们有机会交配,也无法产生可育的后代,或者根本就无法成功交配。

生殖隔离主要有几种形式:

地理隔离: 物种生活在不同的地理区域,自然就没机会相遇和繁殖了。这就像中国的熊猫和非洲的狮子,虽然都是动物,但天各一层,不可能发生关系。
生态隔离: 物种生活在同一区域,但生活习性、栖息地不同,导致它们在繁殖时间或地点上错开了。比如有的鸟类只在白天活动求偶,有的在晚上,那它们就很难碰到一起。
行为隔离: 这是很多动物会遇到的情况,就是它们求偶的方式、信号不一样。比如鸟类求偶有复杂的歌声和舞蹈,如果一个物种的歌声或舞蹈对方听不懂、看不懂,那也无法成功吸引对方。就像你想用现代摇滚乐去泡一个只听古典乐的姑娘,估计够呛。
机械隔离: 生殖器官的形状或大小不匹配,导致无法进行有效的交配。这就像有些锁和钥匙,形状不对,怎么也插不进去。
配子隔离: 生殖细胞(精子和卵子)在生理上或生化上不兼容,精子无法穿透卵子膜或在卵子内失去活性,导致受精失败。就像钥匙插进去了,但锁芯坏了,打不开。
杂种不育: 这是最常被我们提及的生殖隔离形式之一。即使成功受精,形成的杂种胚胎也可能发育异常而死亡,或者诞生的杂种个体虽然存活,但无法产生有活力的生殖细胞,从而丧失生育能力。最经典的例子就是狮虎兽(Liger,雄狮和雌虎的后代)和虎狮兽(Tigon,雄虎和雌狮的后代)。它们可以存活,但绝大多数是无法生育的。这是因为狮子和老虎虽然亲缘关系很近,但它们在漫长的演化过程中,基因组的染色体结构或基因表达上产生了一些细微但关键的差异,导致在杂种后代中,某些基因的表达出现了不平衡,影响了生殖器官的发育和功能。

为什么狗就没有这些问题?

回到我们的狗,它们之所以能如此“海纳百川”,关键就在于它们都属于同一个亚种——家犬 (Canis lupus familiaris)。尽管人类在选育过程中极大地改变了它们的外在表型(长相、大小、毛发等)以及一些行为特质,但这些改变多半是基于基因组的某些特定区域发生变异或表达水平不同,而核心的基因组结构、染色体数量以及控制生殖能力的关键基因,却保持了高度的一致性。

人类通过选择性育种,可以说是“定向开花”,只针对某些“枝丫”进行修剪和嫁接,但树的根基(生殖隔离的屏障)并没有被动摇。这就像你给一棵树换了各种不同颜色的叶子,甚至给它接了苹果的枝条,它依然是一棵树,而且依然能开花结果。

相比之下,狮子和老虎虽然都是猫科动物,但它们是不同的物种,并且在大约700万年前就已经分道扬镳,各自演化。在漫长的独立演化过程中,它们在基因组层面积累了足够的差异,最终形成了强大的生殖隔离。

所以,下次当你看到一只体型只有一本书大小的约克夏梗和一只比你还高的爱尔兰猎狼犬在公园里你侬我侬,然后你发现它们竟然能生出小狗时,你就可以理解了。它们虽然长得像“隔壁老王”和“邻家小妹”,但本质上还是“一家人”,拥有着能够携手共进生殖之路的基因基础。这正是人类智慧和自然力量共同作用下,造就的犬类大家庭的独特魅力。

网友意见

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人工育种很容易短时间(几年到上千年,相比自然的演化)制造外形差异巨大的品种,但是其他性状的分化并没有看起来那么大。甚至……很多器官其实没跟上外形的变化,以至于关节韧带、颅压眼压、皮肤毛囊都很容易出问题。

举个比较“肉眼可见”的例子。我们吃水果,要的是差异化的果实,所以得到了一个好几斤的柚子,和一只不到一两的金橘。但是你别看果实的话,其实它们并没有那么大差别。

金橘:

柚子:

Er……题外话,其实植物也有配套器官跟不上所需特性的问题,比如稻子麦子,产量上去了,抗倒伏就是一个重要课题。一些水果皮薄肉嫩了,抗虫就更依赖人工。类似的情况挺多的,不稀奇。

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