人類和其他生物都有生殖隔離,意味著什麼?
生殖隔離又被稱為生殖屏障,在生物學上,由於生殖方面的原因,即使兩個物種生活在同一地域之內,物種的不同類群之間不存在自然交配的現象。即使通過某種管道促使兩個物種間的交配,也可能導致交配不成功,或者交配出來的下一代沒有生育能力。
不只是人類,無論是什麼物種,只要不是同一屬列,就存在天然的生殖隔離。
一、所有生物都存在生殖隔離!
生殖隔離是永久存在的嗎?有沒有可能突破?為此有科學家做過以下實驗。
比如雄獅和雌虎在人工的干預下,就通過雜交誕生下獅虎獸。不過雖然能在干預下成功誕生,但雄性的獅虎獸不能生育,雌性有一定生育能力,可以與雄獅或者雄虎交配,但是生下來的下一代生命都很短暫。
此外在上世紀初,印度的動物園也曾讓雄豹和雌獅交配,誕生下豹獅,和獅虎獸的情形一樣,都屬於人工干預下的雜交,其後代要麼沒有生殖能力,要麼壽命短暫。
地球上,人類和黑猩猩雖然是近親,但是因為人類的染色體是23對,黑猩猩的染色體是24對,所以導致人類和黑猩猩雖然是近親,但兩者之間的差异性其實很大。但是否也存在生殖隔離,卻是一個難以證偽的事情。因為,沒有人去嘗試過人與黑猩猩雜交,哪怕通過人工體外授精的管道,迄今為止也沒有達成過這一目的。
現實中,在上世紀20年代,一比特名叫伊裏亞·伊萬諾維奇·伊萬諾夫的前蘇聯生物學家,試圖進行人類和黑猩猩基因雜交的嘗試。不過他的實驗只推進到獲得黑猩猩精子,並準備給五名女性志願者人工授精的階段,就被迫中止了。此後在全世界範圍內公開的報導中,再沒有關於人和黑猩猩雜交的資訊。
拋開倫理因素從純粹的生物學角度看,很多生物學家都認為,人和黑猩猩之間存在生殖隔離,因為染色體數量的不同,這一顯而易見的差异,事實上導致了兩個物種間生物密碼的巨大不同。
此外一個間接的例證是,人工培育的騾子和獅虎獸,雖然成功,但是雜交的一代卻不能生育,這在一定程度上都能表明,即便通過干預的管道實現雜交結合,但生殖隔離的機制還是繞不開。那麼就能大膽推測,即便人類和黑猩猩的基因成功結合,培育出來的物種,也跟騾子和獅虎獸類似,沒有實質的生物學意義。
多少年來,人類試圖解開生殖隔離的意義是什麼,事實上,這是物種進化過程中的一個最優方案。從進化的角度看,如果不存在生殖隔離,那麼通過自然界進化和選擇的機制就會失效,一旦如此,在各物種的基因能輕易結合的情况下,對抗未知的能力便大大下降。甚至於一些基因會在進化的過程中早早的消失。
而生殖隔離機制的存在,就保證物種基因庫的完整和多樣性。在保證了相互不干擾的情况下,物種的演進才能有一個持續的過程。
二、白種人、黑種人和黃種人為什麼沒有生殖隔離?
或許有人感到奇怪,既然存在物種間的隔離,那麼人類各個人種之間,為何沒有生殖隔離呢?
生殖隔離其實就是地域上的隔離,不同地區間的物種彼此間隔不能交流,經過漫長的歲月演化,才能形成彼此真正有差异的基因。人類雖然在膚色上存在差异,但事實上白種人、黃種人和黑種人三者之間真正分開的時間還不到10萬年,從物種演化的角度看,這點時間還不足以形成真正生殖隔離上的機制。
再者,人類誕生以後,無論是原始社會還是有了文明之後,各大洲之間的人類,並沒有做到真正嚴格意義上的相互隔離。亞歐大陸和非洲大陸上的人類,幾萬年間一直彼此有著交流。即使是美洲和大洋洲地區,在冰河時期,也有人類通過白令海峽之間的陸橋到達過美洲。而後再從南美地區,通過散落在太平洋上的島嶼,到達過大洋洲和澳大利亞。各大洲之間不間斷的交流,使得人類並沒有真正演化出生殖隔離機制。
雖然沒有形成生殖隔離,但是不同地區的人類為了適應當地的環境,還是形成了膚色上的差异。
膚色的深淺取決於皮膚中黑素的多少,在高緯度地區因為紫外線强烈,黑素顆粒的數量和大小也會新增,也就是所謂被曬黑了。黑素是人體製造的天然防曬霜,用來吸收陽光中的紫外線。紫外線如果不被遮罩掉,不僅會灼傷皮膚,更嚴重的是,會損害皮膚細胞中的DNA,進而誘發惡性的皮膚癌—黑素瘤。而在高緯度地區,陽光中的紫外線反倒不那麼强烈,如果黑素過多的話,反倒會阻礙人體對維他命D的吸收,所以從低緯度到高緯度地區,膚色就發生了顯著的變化。
延伸閱讀:人類的遠古祖先是非洲人?
現時,很多古人類學家支持人類的遠古祖先是在非洲,這被稱為"非洲起源說",或者人類單地起源說。
"非洲起源說"在1987年由美國加州大學伯克利分校教授正式提出,認為20萬年前非洲的直立人進化而來的早期智人進化為現代人,在約5萬年前這些現代人走出非洲,成為世界各地人類的祖先。
中國科學院院士分子生物學家金力表示,利用分子人類學,並通過遺傳學的工具對非洲、歐洲以及亞洲人種的母系線粒體和父系Y染色體進行分析,發現不同人種共同的祖先距今天的時間為14.3-14.4萬年。早期智人進化為今天的現代人,然後現代人再走出非洲。分子生物學的結論,為‘非洲起源說’提供了强有力的證據。
物種的演化是一個動態的行程,受地域、時空、環境的影響而緩慢發生。即使在當下,不同地區的人類依舊進行著演化,只是因為這個過程漫長,用人類自己的時間維度去衡量,感覺不出來罷了。
參考資料:
[1]人類起源:現代人類"可能來自波劄那"[N].BBC,2019.10.29
[2]膚色深淺的奧秘[N].中國青年報,2009.8.26
[3]現代分子生物學如何力證人類"非洲起源說"?[N].澎湃新聞,2016.8.23
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