生殖隔离,是指不同物种杂交不亲和的现象,具体表现为两个不同物种无法交配,或者交配无法产生可育后代。生殖隔离是保障物种稳定的一道屏障,一种动物只有与其他动物都有生殖隔离,才能确保自己的基因库不被污染,使自己的特征性状稳定遗传给后代。
传统观点认为生殖隔离是新物种形成的标志,但现在有学者认为新种形成不一定要以生殖隔离为必要条件。例如,北极熊和棕熊各自有稳定的基因库和性状,通常被认为是不同物种,但它们可以自由交配产生可育后代,不存在任何形式的生殖隔离。
棕熊和北极熊杂交后代
那么人类是不是和现存其他所有动物都有生殖隔离呢?答案是肯定的。今天的人类都属于智人这个物种。智人,即解剖学上的现代人,属于哺乳纲—灵长目—人科—人属。智人是今天人属仅存的唯一物种,与现存其他动物的亲缘关系都很疏远。
生殖隔离的产生是由于两个物种分化太久远,基因的差异已经足够大。人类现存最近的亲戚是黑猩猩,与人类分化已有700万年。尽管人类和黑猩猩的DNA序列有98.8%都是相同的,但1.2%的差异已经够大,足够人和黑猩猩之间产生生殖隔离了。
人类现存最近的亲戚:黑猩猩
20世纪二三十年代,前苏联生物学家伊万诺夫和法国巴斯德研究所合作进行了实验,用人类精子对雌性黑猩猩和大猩猩进行授精,多次实验均以失败告终。之后苏联方面提出了第二套方案,将猩猩的精子注入妇女体内,伊万诺夫在没有法国资金支持下坚持进行了几次尝试,也没有取得任何进展。可见,人类和黑猩猩、大猩猩的配子均已无法亲和。
人类现存第二近的亲戚:大猩猩
狮子和老虎分化约300-400万年,它们还可以交配产生狮虎兽和虎狮兽——虽然不可育。人和猩猩分化时间更久,生殖隔离也更彻底。
人类与其他动物的生殖隔离是何时形成的呢?原来,在大约100万年前,人类先祖发生了一次关键性的变异,24对染色体中有两对发生了融合,形成了今天的23对染色体。从那以后,人类先祖便无法和仍保留了24对染色体的史前猿类自然杂交了。因为他们杂交产生的后代将有47条染色体,无法再进行减数分裂产生正常配子。就像马(32对染色体)和驴(31对染色体),它们的后代是63条染色体的骡子,骡子就是没有生育能力的。
人类祖先南方古猿:约420万年前
因此,100万年前的这次染色体变异,使我们人类祖先彻底与猿类分道扬镳。由于生殖隔离的形成,低智力的猿类再也无法污染我们先祖的基因库了,人类祖先从此踏上了高智力进化之路的快车道,最终成为地球的统治者。
人与其他动物的生殖隔离,意味着我们智人已经是一个相当独特而且稳定的物种,我们在智慧和文明的进化道路上已经走得很远,不可能再回头了。
智人祖先直立人,约200万年前
值得一提的是,那次关键的变异发生之后,也就是最近100万年来演化出来的人属其他物种,和现代人是没有生殖隔离的。例如,早期直立人如元谋直立人、北京直立人等,他们在200万年以前就和智人分道扬镳了,与现代人应该是存在生殖隔离的。但尼安德特人,他们同样是那群染色体融合的猿人的后代,与智人分化只有74万年,他们就和智人没有生殖隔离。
尼安德特人是我们最近的亲戚,曾经雄踞欧亚20万年。大约6万年前,我们的祖先走出非洲,入侵了尼安德特人世代居住的西亚和欧洲,经过一万多年的较量,尼安德特人消失了。他们中有的在与智人的战争中被淘汰掉了,也有的与智人发生了通婚。据测定,欧洲和亚洲的现代人基因库内有1-4%的尼人基因,因此我们身上都多少流着一些尼人的血。
研究证实尼人男子曾与智人女子通婚
尼安德特人消失后,我们智人再也没有近缘物种了,成为地球上最“孤独”的动物,与此同时,我们也成为唯一也无可争议的地球统治者。
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