物种之间是什么样的关系?
–基于减数分裂和减数分裂过程中同源重组机制的分子生物学机制
在下面这个图中,我只是“科普”了一下“物种演化”的一般情况,具体介绍了拉马克的“获得性遗传”、达尔文的“优势性状的选择”等主流观点,以及Waddington 的“冲击-接受”和Baldwin的“依据需要的再学习”的物种演变等观点。这些算不上是对“生命起源”的解释。在我看来“生命起源”依然是一个无解的问题。而基于“基因突变”“自然选择”的观点可以用于解释“物种多样性”的产生,但“物种”多样性也不能完全归因于基因的“突变–适应”。
尽管考古学的一些案例试图建立物种之间历史上的相互联系的关系。但直到目前为止,基于形态学的推演均无法完全排除“同构论”的嫌疑。毫无疑问,至今,尚无法通过实验手段把自然界中存在的物种活生生地变成另外一个物种。
有观点表明,世界上最早的“人”叫“露西”,骨骼年龄大约是21岁,死于“关节炎”。据说这个“露西”的特征可以用于支持“种间杂交”产生物种,而不是达尔文的“突变–选择–适应”以及“隔离”(其实隔离也符合达尔文的进化论)(On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life)
不具“种间隔离”的物种杂交产生“物种”虽然有悖生物学对“物种”的定义。但是不同物种之间杂交有可能产生可成活的新个体,乃至新物种。一个最好的例子是“马✘驴”生出的“骡”,这样“马”、“驴”两个物种产生了“骡”就有可能成为第三个物种,当然如果“骡”的染色体是偶数,能够遵守“染色体”在”减数分裂”过程中的“合理分配”,那么“骡”就真的是一个能自我繁殖的新物种。这恰如“露西”的诞生,智人之间“杂交”,甚至“智人”与“猴子”“狒狒”或“猩猩”之间的杂交也会产生新物种(前苏联进行过相关研究,他们试图用猩猩和人杂交制造“无敌战士”,但最终不了了之)。
“有性生殖”是绝大多数物种的繁衍方式,和“无性生殖”相比,它通过“接收”等位基因的差异而维持了基因库的多型性(减数分裂过程中发生在亲代双方等位基因间的同源重组,属于一种通过“交叉”的同源重组,此处的“交叉”实际上被称为“Holliday Junction")。使该物种的个体更能通过“自然选择”瓶颈而存活。但是通常这类有性生殖仅限于同种中不同个体之间,最明显的是它不改变染色体的个数(或核型,或基因组),比如人的46条染色体半数来自父亲,半数来自母亲,但最终依然是46条染色体。而上文所说的马和驴同属不同种,马的体细胞中有64条染色体,即32对,而驴的体细胞中有62条染色体,即31对。经减数分裂产生的生殖细胞中马为32条染色体,驴为31条染色体。 当马x驴交配生出骡时,骡的体细胞内染色体个数为63条,呈奇数。因此当骡通过减数分裂产生生殖细胞时就会出现无法一分为二的问题,因此在制造生殖细胞这一步出现了问题,导致骡一般不育。而这有悖于生物学的物种定义。但是,这并不排除一种可能性,即不同种间个体杂交可以产生”偶数”染色体的基因组。如此这般,就会使得新个体可育,同时又改变了基因组种的染色体个数。
但是如果扩展到“界”,比如植物和人,植物和其他动物,植物和微生物之间,类似的物种间几乎没有“有性”的可能。这就是我们看不到植物和动物杂交产生出能光合作用的动物的原因。
因此,“三界”生物之间显然缺乏相互“杂交”能够产生新“物种”的可能。但必须强调界内种间/亚种间杂交产生新物种的可能是存在的,比如水稻杂交,小麦杂交,这些都已经成功。因此达尔文的“物竞天择,适者生存”产生新“物种”充其量只是一种“物种内演化”。一个物种的基因突变能力是有限的,即致死突变,因此物种无论如何难以跨“界”杂交。我为此用“同构”的观点加以解释,因为我了解在分子水平上三界生物(原核、真核和古细菌)内普遍存在着同样的模式。这个模式的细节是当今分子生物学研究的内容。
基于有性繁殖产生生殖细胞及可生育个体的“同源重组”(分子生物学种的“减数分裂过程中的同源重组”)
Philosophy of life -- the emergence of new species: the contribution of interspecific hybridization to the emergence of new species
基于减数分裂和减数分裂过程中同源重组机制的分子生物学机制
Based upon "Homologous recombination" in forming germ cells, and producing fertile individuals.
Homologous recombination during meiosis: The winning abnormal meiotic recombination