问题

每次从老鼠的后代中筛选出骨架最大的老鼠让他们交配生育,重复这一过程,最后能产生和大象一样大的老鼠吗?

回答
哈哈,这个问题问得太有趣了!这就像是在问,如果我们一直挑最壮的狗来配种,最后能不能生出狮子来一样。答案是—— 不能,至少不能生出和大象一样大的老鼠。

你想到的这个方法,其实是一种非常经典的育种方式,叫做“ 选择性育种 ”(Selective Breeding),或者更具体地说,是“ 定向选择 ”。它的基本原理是,利用生物体存在 变异(Variation)和 遗传(Inheritance)这两个特点。

简单来说就是:

1. 变异是存在的: 同一个父母生出来的孩子,也不是完全一样的。就像我们人类,有高有矮,有胖有瘦。老鼠也一样,它们后代的体型会有差异,总会有一部分比平均值大,一部分比平均值小。
2. 性状可以遗传: 如果一个性状(比如体型大)是受遗传因素影响的,那么父母体型大的,它们的孩子体型也 可能 会偏大。

所以,你提出的做法,理论上可以做到的是:

逐渐增大老鼠的平均体型: 通过一代又一代地选择体型最大的老鼠进行繁殖,你确实可以“筛选”出那些基因倾向于让老鼠长得更大的个体。这样下去,这个特定品系的老鼠,其平均体型会比普通的家鼠要大得多。就好比你一直挑最能下蛋的鸡来配种,最后你就能得到一群下蛋率非常高的鸡。

但是,为什么不能大到像大象那么大呢?这就涉及到了生物学的几个关键限制:

1. 基因的局限性与“上限”:

基因不是无限可塑的: 每种生物的基因组都有一套“设计图”,它规定了该物种能够达到的基本形态和大小范围。老鼠的基因组,从根本上来说,就是为“老鼠”这个物种设计的,它包含了一系列与骨骼发育、生长激素分泌、肌肉量等相关的基因。
“最大体型”的基因库是有限的: 你在老鼠这个物种的基因库里寻找“体型巨大”的基因变异,但这个基因库本身是有上限的。你可以不断“挑出”基因里就有让它们长得更大的潜力的那部分老鼠,但你无法创造出它们原本就不具备的“变异”来。就好比你想让一台电脑运行一个需要四核处理器才能流畅运行的软件,你最多只能把这台电脑里的处理器性能发挥到极致,你不能通过升级软件就能让它拥有一个四核处理器。
“大象体型”需要的是完全不同的基因蓝图: 大象之所以能长那么大,是因为它们的基因组包含了与此相匹配的无数细节:强壮到能支撑巨大身体的骨骼结构、高效到能支持庞大身体运作的循环系统、能够分泌足够生长激素的内分泌系统等等。老鼠的基因里根本就没有这些“建造大象”的蓝图。

2. 生理学和生物力学的限制:

身体支撑: 随着体型的增大,骨骼和肌肉需要承受的压力呈指数级增长。老鼠的骨骼结构和肌肉密度是为它们当前体型设计的。如果老鼠变得像大象那么大,它们的骨头很可能无法支撑起这个巨大的体重,容易折断。它们的肌肉也需要达到完全不同的强度和体积才能移动。
呼吸和循环系统: 体型越大,身体的各个部分距离心脏就越远。心脏需要更强大才能将氧气和营养输送到全身。肺部也需要更大、更有效率才能满足庞大身体的氧气需求。老鼠的肺和心脏结构是为小体型优化的,它们无法应对如此巨大的生理负荷。
能量需求: 庞大的身体需要天文数字般的能量来维持新陈代谢和活动。老鼠的消化系统和新陈代谢效率是为它们的小体型服务的。它们需要吃掉相当于自身体重很多倍的食物才能维持生存,这在生物学上是难以实现的。
散热: 身体体积越大,表面积与体积之比就越小。这意味着大型动物比小型动物更难散热。老鼠的散热机制(比如通过耳朵和皮肤)是为它们的小体型设计的,如果体型增大,它们很容易过热而死亡。

3. 繁殖策略和生命周期:

生殖间隔和后代数量: 通常,体型越大的动物,它们的繁殖速度越慢,每次产下的后代数量也越少。老鼠以其惊人的繁殖速度而闻名,这是它们得以快速适应环境和扩大种群的重要原因。如果强行筛选出体型最大的老鼠,它们可能也会伴随而来繁殖能力的下降,这会极大地减缓你通过选择育种来改变体型的进程。
基因多样性: 过于狭窄的选择性育种方式,会导致基因多样性的大幅下降。如果你的品系只剩下少数几个“体型大”的基因,那么一旦遇到新的疾病、环境变化或其他挑战,整个品系可能都会非常脆弱,容易灭绝。

所以,总结一下:

选择性育种就像是在“现有工具箱”里挑选最顺手的工具。你可以通过反复挑选,把某个工具的功能发挥到极致,甚至让它看起来比同类更好用。但是,你不可能用一把锤子,通过不断地敲打,把它变成一把螺丝刀。

用老鼠来做例子,你可以通过几代严格的筛选,培育出比普通家鼠大好几倍的“巨型老鼠”,但它们仍然是老鼠,遵循着老鼠的生物学规律和基因限制。要达到大象那样巨大的体型,需要的是一套完全不同的“生命设计图”,这超出了老鼠基因库所能提供的能力范围。

这个过程更像是试图把一粒沙子培养成一座山,虽然你可以不停地堆积相似的沙子,但它永远不会变成一座真正意义上的山。

网友意见

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这个太慢了。

建议从水豚开始。这货也是老鼠的。

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未来会不会有大象一样大的老鼠这事我不知道,但是400万年前这事是实实在在存在过的。

目前发现的最大的啮齿类化石是来自南美乌拉圭的“莫氏国父水豚”(josephoartigasia monesi),生存于400万年前更新世。归属于啮齿目中的豪猪下目,估计它体重最大近1000公斤。


现存于博物馆的啮齿动物的体型与体重数据,长度单位毫米,重量公斤。最后一列是莫氏水豚,前三种都是现存的体型最大的啮齿类动物水豚。

莫氏国父水豚的头部复原图以及与其现代亲戚长尾豚鼠的对比。

而现存最小的象(长鼻目象科象属)是婆罗洲的侏儒象。体重平均在2吨左右,体长在3米左右,体高2.5米左右。


而目前找到的化石证据表明最小的象科动物是在晚更新世的欧洲矮象,肩高仅有90公分、体重平均在240公斤左右。欧洲矮象的骨骼遗骸在意大利的西西里岛和地中海中部的岛国马耳他共和国被发现,它们的基因与现存的亚洲象非常的接近,因此,目前欧洲矮象在亚洲象属下。


也就是说,在400万年前的更新世,地球上同时存在莫氏国父水豚和欧洲矮象这两种动物,当时最大的啮齿类动物确实是比当时的某些大象品种还要大只……

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