为什么生物认血缘亲疏，血缘远不是基因多样性更好，更有利于种群稳定？
你这个问题触及到了生物繁衍和种群演化中一个非常核心的矛盾：近亲繁殖与基因多样性之间的取舍。简单来说，生物“认血缘”的倾向，其实是在漫长演化过程中权衡和选择的结果，而“血缘远基因多样性更好”的说法，虽然在某些方面是对的，却忽视了近亲繁殖在特定环境下的生存优势。
咱们一步一步来捋一捋这背后的逻辑。
首先，生物“认血缘”是怎么回事？
“认血缘”这个说法，放到生物学里，其实是指生物个体在选择配偶时，倾向于避开近亲，而更倾向于选择远亲或非亲缘个体。这可不是什么“情感”上的认同，而是由一系列内在的生理机制和后天学习所驱动的。
1. 嗅觉识别（化学信号）： 这是最普遍、最直接的方式。许多动物，特别是哺乳动物，它们的身体会分泌一系列特殊的化学物质，比如嗅腺分泌物中的挥发性有机化合物（VOCs），这些物质会形成独特的“气味指纹”。个体之间可以通过嗅闻来识别彼此。研究表明，动物能够分辨出自己亲缘关系远近的个体，特别是避开父母、兄弟姐妹的气味。这背后涉及到免疫系统相关的基因（MHC基因，主要负责编码识别外来抗原的蛋白质）的差异。亲缘关系越近的个体，MHC基因越相似，气味也越接近。所以，避开相似气味，实际上就是在避开近亲。
2. 视觉识别（形态特征）： 有些动物也能通过观察对方的外貌来判断其亲缘关系。比如，长得太像自己的后代，或者太像自己的父母，可能会引起动物的警惕或避让。
3. 声音识别（声学信号）： 鸟类、鲸鱼、灵长类等都有复杂的声学交流，它们也可能通过声音来识别亲缘关系。幼鸟可能会模仿父母的声音，而成年动物也能通过叫声来区分亲疏。
4. 社会学习与印随现象： 在一些社会性动物中，年幼时期与谁一同成长，会形成深刻的印记。那些从小一起生活的个体，即使在生理上并非极近的亲缘，也可能在心理上被视为“亲人”，从而产生避让倾向。但更根本的，还是对真正近亲的规避。
为什么会发展出这种“避近”的倾向？
核心原因在于近亲繁殖的巨大风险：
隐性有害基因的表达： 生物体的基因组中，总会存在一些隐性基因（recessive genes）。这些基因本身并没有表现出不良影响，只有当两个这样的基因组合在一起（纯合状态）时，才会显现出致病或有害的表型。在随机交配的种群中，有害隐性基因的纯合概率很低，因为即使一个人携带了某个有害隐性基因，TA更可能与不携带这个基因的个体（杂合子）配对，这样后代就不会表现出问题。
近亲繁殖时，亲缘个体携带相同基因组的可能性大大增加。 父母、兄弟姐妹之间的基因相似度非常高。如果一对近亲（比如近亲兄妹）繁殖，他们有更高的几率同时携带相同的有害隐性基因，从而导致后代同时获得两个该基因，显现出遗传疾病，如白化病、某些先天畸形、甚至严重的免疫缺陷等。
降低适应度： 这种由近亲繁殖带来的问题，会导致后代的健康状况下降，生存能力减弱，繁殖能力降低，总的来说就是降低了种群的适应度（fitness）。
那么，为什么“血缘远、基因多样性更好，更有利于种群稳定”是对的？
这正是生物“认血缘”的根本驱动力。
1. 优势基因的组合与隐性有害基因的掩蔽： 当个体选择与远亲或非亲缘个体交配时，基因组的相似性较低。这意味着：
优势基因的混合： 不同的亲缘个体可能携带不同的有利基因。远亲交配可以促进这些优势基因在种群中的传播和组合，增加后代拥有更优良性状的可能性。
隐性有害基因的稀释： 即使某一方携带某个有害隐性基因，对方不携带该基因的可能性就大得多。这样，后代更可能是杂合子，有害基因的致病作用被掩蔽，不易表达。
2. 增强免疫系统的多样性： 如前所述，MHC基因（或HLA基因在人类中）对免疫系统至关重要，它们编码的是识别病原体的蛋白质。MHC基因的多样性越高，个体识别和应对各种病原体的能力就越强。近亲繁殖会导致MHC基因相似，免疫系统对新出现的病原体或变异的病原体就可能束手无策，种群更容易遭受大规模疾病的冲击。远亲交配则引入了更多样化的MHC基因，为种群构建了更强大的免疫“武器库”。
3. 提高对环境变化的适应能力： 生存的环境总是在变化的。拥有更丰富基因多样性的种群，就像拥有更多样化的“工具箱”。当环境发生变化（例如气候变化、出现新病毒、食物来源改变等），种群中总会有一些个体由于其基因组合而更适应新的环境，从而有更大的几率生存和繁殖，保证了种群的延续。如果种群基因单一，一旦环境剧变，可能全军覆没。
为什么生物会这样做？“认血缘”不是一种“选择”，而是一种“演化出来的本能”。
生物界不存在一个中央的“大脑”来思考“为了基因多样性我们应该找远亲”。这种“认血缘”的倾向，是通过自然选择一步步塑造出来的。
那些在选择配偶时能有效避开近亲的个体，它们的后代因为大大降低了近亲繁殖的风险，所以更有可能健康、有活力，并且不容易受到遗传疾病的困扰。
这些后代在竞争中更有优势，更容易生存下来并繁殖下一代。
它们会将这种“避近”的倾向（通过遗传的生理机制或行为模式）传递给它们的后代。
经过无数代的筛选和强化，这种避近的倾向就成为了生物界广泛存在的本能和行为模式。
但是，话又说回来了，为什么“血缘远”就一定“更好”呢？这里面也有一些精妙的平衡和例外情况。
你提出的“血缘远就是基因多样性更好”这个说法，虽然在大多数情况下是对的，但生物演化往往不是简单的“非黑即白”。这里面存在一个“最佳亲缘度”的问题。
1. 近交衰退（Inbreeding Depression） vs. 异交优势（Outbreeding Depression）：
近交衰退： 就是我们上面说的近亲繁殖导致的问题，适应度下降。
异交优势： 极端的远亲或非亲缘交配，有时也会出现问题，被称为“异交优势不足”或“异交衰退”。这是因为：
“协同适应的基因组组合”丢失： 许多基因并非孤立地工作，而是形成协同作用的基因组“包”（gene complexes）。在近亲群体中，这些协同作用的有利基因组合可能已经高度优化，能够很好地适应当地环境。极端的远亲交配会打乱这些已经适应的组合，引入不兼容的基因，导致后代适应度下降。
生殖隔离的进化： 如果两个种群因为地理隔离或者其他原因分化了很长时间，它们在基因组水平上可能已经产生了生殖隔离的苗头。这时，如果强行让它们交配，后代可能存在发育异常、生殖能力低下等问题。
2. 环境因素的影响：
在某些极端或稳定的环境中，近亲繁殖的风险可能被“可控”： 如果一个环境非常稳定，没有太多新的病原体出现，也没有剧烈的环境变化，那么携带特定适应性基因的近亲繁殖后代，可能反而比引入了不确定基因的远亲后代更有优势。当然，这种情况非常罕见，且风险依然存在。
高密度环境 vs. 低密度环境： 在种群密度很低的区域，个体可能难以找到合适的非亲缘配偶，此时为了繁衍，不得不进行一定程度的近亲交配。而种群密度高、个体分散的环境，则更容易实现远亲交配。
总结一下，生物“认血缘”并避开近亲，是为了避免近亲繁殖带来的近交衰退，从而最大化后代的健康、生存和繁殖能力，最终保证种群的长期稳定和演化潜力。这背后是自然选择的强大力量。
而你说的“血缘远基因多样性更好，更有利于种群稳定”，这是正确的，并且是驱动生物“认血缘”的根本原因。但是，演化也告诉我们，“最适合”的亲缘度并不是无限远的陌生，而是在“不引起近交衰退”和“不打乱已有的适应性基因组合”之间取得一个微妙的平衡点。 所以，生物更倾向于与“适度远缘”的个体交配，这恰恰是维持种群健康和适应性的最有效策略。这就像吃饭，既不能饿着（基因太单一），也不能撑死（异交衰退），得找到那个刚刚好的量。
咱们一步一步来捋一捋这背后的逻辑。
首先，生物“认血缘”是怎么回事？
“认血缘”这个说法，放到生物学里，其实是指生物个体在选择配偶时，倾向于避开近亲，而更倾向于选择远亲或非亲缘个体。这可不是什么“情感”上的认同，而是由一系列内在的生理机制和后天学习所驱动的。
1. 嗅觉识别（化学信号）： 这是最普遍、最直接的方式。许多动物，特别是哺乳动物，它们的身体会分泌一系列特殊的化学物质，比如嗅腺分泌物中的挥发性有机化合物（VOCs），这些物质会形成独特的“气味指纹”。个体之间可以通过嗅闻来识别彼此。研究表明，动物能够分辨出自己亲缘关系远近的个体，特别是避开父母、兄弟姐妹的气味。这背后涉及到免疫系统相关的基因（MHC基因，主要负责编码识别外来抗原的蛋白质）的差异。亲缘关系越近的个体，MHC基因越相似，气味也越接近。所以，避开相似气味，实际上就是在避开近亲。
2. 视觉识别（形态特征）： 有些动物也能通过观察对方的外貌来判断其亲缘关系。比如，长得太像自己的后代，或者太像自己的父母，可能会引起动物的警惕或避让。
3. 声音识别（声学信号）： 鸟类、鲸鱼、灵长类等都有复杂的声学交流，它们也可能通过声音来识别亲缘关系。幼鸟可能会模仿父母的声音，而成年动物也能通过叫声来区分亲疏。
4. 社会学习与印随现象： 在一些社会性动物中，年幼时期与谁一同成长，会形成深刻的印记。那些从小一起生活的个体，即使在生理上并非极近的亲缘，也可能在心理上被视为“亲人”，从而产生避让倾向。但更根本的，还是对真正近亲的规避。
为什么会发展出这种“避近”的倾向？
核心原因在于近亲繁殖的巨大风险：
隐性有害基因的表达： 生物体的基因组中，总会存在一些隐性基因（recessive genes）。这些基因本身并没有表现出不良影响，只有当两个这样的基因组合在一起（纯合状态）时，才会显现出致病或有害的表型。在随机交配的种群中，有害隐性基因的纯合概率很低，因为即使一个人携带了某个有害隐性基因，TA更可能与不携带这个基因的个体（杂合子）配对，这样后代就不会表现出问题。
近亲繁殖时，亲缘个体携带相同基因组的可能性大大增加。 父母、兄弟姐妹之间的基因相似度非常高。如果一对近亲（比如近亲兄妹）繁殖，他们有更高的几率同时携带相同的有害隐性基因，从而导致后代同时获得两个该基因，显现出遗传疾病，如白化病、某些先天畸形、甚至严重的免疫缺陷等。
降低适应度： 这种由近亲繁殖带来的问题，会导致后代的健康状况下降，生存能力减弱，繁殖能力降低，总的来说就是降低了种群的适应度（fitness）。
那么，为什么“血缘远、基因多样性更好，更有利于种群稳定”是对的？
这正是生物“认血缘”的根本驱动力。
1. 优势基因的组合与隐性有害基因的掩蔽： 当个体选择与远亲或非亲缘个体交配时，基因组的相似性较低。这意味着：
优势基因的混合： 不同的亲缘个体可能携带不同的有利基因。远亲交配可以促进这些优势基因在种群中的传播和组合，增加后代拥有更优良性状的可能性。
隐性有害基因的稀释： 即使某一方携带某个有害隐性基因，对方不携带该基因的可能性就大得多。这样，后代更可能是杂合子，有害基因的致病作用被掩蔽，不易表达。
2. 增强免疫系统的多样性： 如前所述，MHC基因（或HLA基因在人类中）对免疫系统至关重要，它们编码的是识别病原体的蛋白质。MHC基因的多样性越高，个体识别和应对各种病原体的能力就越强。近亲繁殖会导致MHC基因相似，免疫系统对新出现的病原体或变异的病原体就可能束手无策，种群更容易遭受大规模疾病的冲击。远亲交配则引入了更多样化的MHC基因，为种群构建了更强大的免疫“武器库”。
3. 提高对环境变化的适应能力： 生存的环境总是在变化的。拥有更丰富基因多样性的种群，就像拥有更多样化的“工具箱”。当环境发生变化（例如气候变化、出现新病毒、食物来源改变等），种群中总会有一些个体由于其基因组合而更适应新的环境，从而有更大的几率生存和繁殖，保证了种群的延续。如果种群基因单一，一旦环境剧变，可能全军覆没。
为什么生物会这样做？“认血缘”不是一种“选择”，而是一种“演化出来的本能”。
生物界不存在一个中央的“大脑”来思考“为了基因多样性我们应该找远亲”。这种“认血缘”的倾向，是通过自然选择一步步塑造出来的。
那些在选择配偶时能有效避开近亲的个体，它们的后代因为大大降低了近亲繁殖的风险，所以更有可能健康、有活力，并且不容易受到遗传疾病的困扰。
这些后代在竞争中更有优势，更容易生存下来并繁殖下一代。
它们会将这种“避近”的倾向（通过遗传的生理机制或行为模式）传递给它们的后代。
经过无数代的筛选和强化，这种避近的倾向就成为了生物界广泛存在的本能和行为模式。
但是，话又说回来了，为什么“血缘远”就一定“更好”呢？这里面也有一些精妙的平衡和例外情况。
你提出的“血缘远就是基因多样性更好”这个说法，虽然在大多数情况下是对的，但生物演化往往不是简单的“非黑即白”。这里面存在一个“最佳亲缘度”的问题。
1. 近交衰退（Inbreeding Depression） vs. 异交优势（Outbreeding Depression）：
近交衰退： 就是我们上面说的近亲繁殖导致的问题，适应度下降。
异交优势： 极端的远亲或非亲缘交配，有时也会出现问题，被称为“异交优势不足”或“异交衰退”。这是因为：
“协同适应的基因组组合”丢失： 许多基因并非孤立地工作，而是形成协同作用的基因组“包”（gene complexes）。在近亲群体中，这些协同作用的有利基因组合可能已经高度优化，能够很好地适应当地环境。极端的远亲交配会打乱这些已经适应的组合，引入不兼容的基因，导致后代适应度下降。
生殖隔离的进化： 如果两个种群因为地理隔离或者其他原因分化了很长时间，它们在基因组水平上可能已经产生了生殖隔离的苗头。这时，如果强行让它们交配，后代可能存在发育异常、生殖能力低下等问题。
2. 环境因素的影响：
在某些极端或稳定的环境中，近亲繁殖的风险可能被“可控”： 如果一个环境非常稳定，没有太多新的病原体出现，也没有剧烈的环境变化，那么携带特定适应性基因的近亲繁殖后代，可能反而比引入了不确定基因的远亲后代更有优势。当然，这种情况非常罕见，且风险依然存在。
高密度环境 vs. 低密度环境： 在种群密度很低的区域，个体可能难以找到合适的非亲缘配偶，此时为了繁衍，不得不进行一定程度的近亲交配。而种群密度高、个体分散的环境，则更容易实现远亲交配。
总结一下，生物“认血缘”并避开近亲，是为了避免近亲繁殖带来的近交衰退，从而最大化后代的健康、生存和繁殖能力，最终保证种群的长期稳定和演化潜力。这背后是自然选择的强大力量。
而你说的“血缘远基因多样性更好，更有利于种群稳定”，这是正确的，并且是驱动生物“认血缘”的根本原因。但是，演化也告诉我们，“最适合”的亲缘度并不是无限远的陌生，而是在“不引起近交衰退”和“不打乱已有的适应性基因组合”之间取得一个微妙的平衡点。 所以，生物更倾向于与“适度远缘”的个体交配，这恰恰是维持种群健康和适应性的最有效策略。这就像吃饭，既不能饿着（基因太单一），也不能撑死（异交衰退），得找到那个刚刚好的量。
网友意见
基因多样性对种群的生存能力未必有正面贡献，即使真的“有利于种群稳定”，对个体、血亲群体（“亲属”）来说几乎没有好处可言，无法期待其反作用于种群的基因频率。“种群稳定”更不代表“种群灭绝率下降”。
题目谈到的“狮子杀其他狮子的后代”，通常属于“性冲突导致的杀婴”：作为凶手的雄狮会成为受害者之母亲的性伴侣。由于包括狮子在内的很多哺乳动物在哺乳期不会排卵，杀婴可以停止哺乳并允许雌狮再次怀孕。这提升了凶手的适应度，降低了受害者父母的适应度，降低了凶手后代要面对的种内竞争，增加了父母对凶手后代的投资[1]。只要这有助于传播凶手的基因，促进此类杀婴行为的基因就会在种群中蔓延。
在这之外，季节性繁殖物种可以通过特定时机的杀婴保存母体的资源，提高下一个繁殖期的繁殖成功率。一些鸟等物种的雄性个体会照顾后代，雌性可以杀死其他雌性的后代（包括破坏其他雌性的蛋）来争夺那些雄性。你在人类中也会遇到类似的情况。
至于“对这个物种不利”，没那么简单。基因多样性对物种的作用不是一句“越多越好”能概括的。2020 年，一项新研究反对“更高水平的遗传多样性能改善物种的环境适应度和长期生存前景”的传统观点[2]。科学家们证明了中性遗传多样性与物种灭绝风险之间不存在简单的一般关系。
- 看来，我们需要更好地理解功能性遗传多样性、数量变化史和生态关系，来制定和实施有效的物种保护策略。
全人类现有的基因多样性是非常低下的，任意取两个健康人，基因相似度在 99.9% 以上。全基因组单核苷酸多态性显示现代人的遗传多样性指数和现存大熊猫相近，种内基因差异比人们在非洲考察过的 6500 只黑猩猩之间的差异还小，且这点差异主要由中性突变和漂变贡献。你觉得现在濒临灭绝的是人还是黑猩猩呢。
- 2010 年发表的一项研究测序了来自凉山和岷山亚群的数只大熊猫，在二倍体基因组中发现超过 270 万个杂合单核苷酸多态性，全基因组的常染色体杂合率估计约为人的 1.95 倍[3]。
- 2013 年发表的一项类似研究测序了 34 只大熊猫，发现了 13020055 个全基因组单核苷酸多态性，算出的遗传多样性指数与人类接近[4]。
按照化石记录，地球上生存过的多细胞生物至少有 98% 业已灭绝，那里面既有在结构上就无法有效攻击同类的，也有牙印显示同类间打得头都爆了的，看不出哪个行为方式对物种延续更好。
题目所称的“最后只剩近亲的危险”若关注遗传病，人类之间三代以外的旁系血亲交配造成遗传病的概率不比随机抽两个人高。而且，显然没有什么物种能在三代内杀崩其他所有个体的后代，除非这物种本来就没几个个体了。
另外，若是某种动物真有那么猛，杀猎物的效率大抵允许它们急速增加数量，靠变异堆多样性。
参考
- ^ https://doi.org/10.1086/203169
- ^ https://arxiv.org/abs/2007.02569
- ^ Li, R., Fan, W., Tian, G. et al. The sequence and de novo assembly of the giant panda genome. Nature 463, 311–317 (2010). https://doi.org/10.1038/nature08696
- ^ Zhao S, Zheng P, Dong S, Zhan X, Wu Q, Guo X, Hu Y, He W, Zhang S, Fan W, Zhu L, Li D, Zhang X, Chen Q, Zhang H, Zhang Z, Jin X, Zhang J, Yang H, Wang J, Wang J, Wei F. Whole-genome sequencing of giant pandas provides insights into demographic history and local adaptation. Nat Genet. 2013 Jan;45(1):67-71. doi: 10.1038/ng.2494. Epub 2012 Dec 16. PMID: 23242367.
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