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各大洲人種分開那麼久,為什麼沒有生殖隔離?

2021-08-05由 星辰大海路上的種花家 發表于 農業

亞種之間有生殖隔離嗎

各大洲人種分開那麼久,為什麼沒有生殖隔離?

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

按二十世紀常見分類法(由美國人類學家卡爾頓·S·昆提出),全世界人種有如下幾種:

剛果人種,即黑色人種

高加索人種,即白色人種

蒙古人種,即黃色人種

澳大利亞人種,即棕色人種

開普敦人種(居於非洲南部,因在特徵上和傳統的“黑色人種”有別,而分列出來)

各大洲人種分開那麼久,為什麼沒有生殖隔離?

但習慣分法有黃色人種,白色人種和黑色人種三種,也有加一個棕色人種的四種,或者如上述分法,但這僅僅是顏色區別,如果按嚴格意義上來區分,那麼現代所有人類都是幾十萬年前智人的後代,儘管現代人大都含有1。5%(歐洲人)2。5%(東亞人)的尼安德特人基因,但在之人群體內部,並沒有形成生殖隔離(不孕不育不在生殖隔離範圍)。

怎麼樣才算是生殖隔離?

在生物學上生殖隔離指的是物種不同類群之間無法交配,或者無法受精或者受精後無法發育,或者容易夭折的隔離機制,一般都用生殖隔離用來定義物種的差異,兩個生殖隔離之間用亞種用以區分,一旦生殖隔離形成,那麼可以定義為一個新的物種!

各大洲人種分開那麼久,為什麼沒有生殖隔離?

生殖隔離是外在表現,真正的因素是染色體差異,比如我們常見的黃牛和水牛,儘管同屬牛,但它們之間是生殖隔離的,黃牛染色體24對染色體,水牛則有30對染色體,兩者結合54/2=27對,無法形成減數分裂產生配子,因此黃牛和水牛的受精卵無法分裂。比如相關研究表明,體外受精的黃牛和水牛胚胎髮育在分裂到8個細胞時即告失敗。

各大洲人種分開那麼久,為什麼沒有生殖隔離?

當然並不是說能湊成減數分裂的染色體就能成功受精分裂成長,因為生殖隔離有很多種,按其機制發生的先後可以分為:

交配前隔離

交配後隔離

合子前隔離

合子後隔離

交配前隔離即可不能發生交配行為,比如活動地域原因或者時間隔離或者行為和器官隔離等等,比如鴨子和兔子很明顯是不能發生交配行為的。

交配後合子前隔離:交配後無法形成受精卵

合子後隔離即受精卵無法形成減數分裂或者發展到幾個階段就停止發育,或者容易夭折。

各大洲人種分開那麼久,為什麼沒有生殖隔離?

另外還有內在隔離:兩個個體在雜交後會透過上位作用互相干擾造成個體無法發育,外在隔離則是能正常發育但不適應外部環境,容易被天敵消滅。

怎麼樣才會導致生殖隔離

由於地域隔離,兩個物種在演化過程中的基因突變和染色體變異等多種原因,在各自的種群內發生了可以被遺傳的基因變異,但更兩個種群的基因變異累積到一定程度後,比如上文中染色體差異到無法形成減數分裂時就形成了生殖隔離!

各大洲人種分開那麼久,為什麼沒有生殖隔離?

大部分起生殖隔離都是地域隔離引起的,但地域隔離並不一定會導致生殖隔離,比如像現代世界各地之間的人類之間通婚程度!當然另一個因素是時間,一個高等物種之間要形成生殖隔離,據相關研究至少需要4000-5000年的獨立發展,但根據人類演化的程度來看,這個時間可能高達十萬年以上,但由於現代交通的聯絡便利性,地球已經史前的遠在天涯成了近在咫尺,因此未來人類想要生殖隔離,估計已經不太可能了!

各大洲人種分開那麼久,為什麼沒有生殖隔離?

有一個有趣的問題是人和猿類之間的生殖隔離,其實它們的祖先和南方古猿時期就已經獨立發展,形成了兩個獨立物種,再經過將近600萬年的發展,人類和猿類之間的染色體不僅數量不一樣,而且染色體之間差異極大,但兩者之間僅能形成合子前隔離或者合子後隔離,畢竟誰都沒法限制某個狂人的行為是吧!

智人和尼安德特人的生殖隔離

根據對現代人基因的測定,現代人大約有1。5%-2。5%的尼人基因,另有0。2%的丹尼索瓦人的基因,但比較奇特的是尼人和丹人的Y染色體和線粒體都沒有保留下來,再根據尼人和智人的DNA測序發現,兩者在50萬年前的演化就已經開始分化,兩者之間已經存在部分生殖隔離,尼人的Y染色體攜帶的若干“次要組織相容性抗原基因”會遭到智人女性免疫系統的攻擊。

各大洲人種分開那麼久,為什麼沒有生殖隔離?

因此智人女性和尼人通婚後無法生下男孩,只能是女孩,而且容易不孕不育!從這個角度來看,合子後隔離已經逐漸開始產生,但還不能完全生殖隔離。否則在尼人消失以前,可能會在智人身上留下更多的尼人基因,但比較可惜的是,為什麼尼人的大眼睛基因沒有繼承過來呢?要不然大家都有一雙閃閃發亮的超級大眼,不是很好看麼!