【{$randkws}】狮虎、斑马马与北极灰熊:动物为什么会杂交? - {$web_name} PHOTOGRAPH BY PHILIPPE CLEMENT

随着气温上升,灰熊(一种棕熊亚种)与北极熊的分布范围日益重叠,二者的杂交种「北极灰熊」或许也将愈加普遍。PHOTOGRAPH BY PHILIPPE CLEMENT,ARTERRA,周末全面票房排行UNIVERSAL IMAGES GROUP,GETTY

在2020年之前,科学上从未有过玫胸白斑翅雀与猩红比蓝雀的杂交纪录。PHOTOGRAPH BY JOEL SARTORE,NATIONAL GEOGRAPHIC PHOTO ARK

科学家们最近确定在美洲有七种各异的斑臭鼬(spotted skunk),例如图中的东部斑臭鼬(eastern spotted skunk)。PHOTOGRAPH BY JOEL SARTORE,NATIONAL GEOGRAPHIC PHOTO ARK

在印度尼西亚西爪哇的野生动物园(Taman Safari)中有只雄非洲狮与雌老虎生下的杂交种「狮虎」(liger)。PHOTOGRAPH BY JOEL SARTORE,NATIONAL GEOGRAPHIC PHOTO ARK

2002年杜拜骆驼繁殖中心(Camel Reproduction Centre)站在母亲身旁的卡米拉(Kamilah),是一只由雄单峰骆驼与雌骆马生下的「骆马驼」(cama)。PHOTOGRAPH BY REUTERS,ALAMY

2013年,一只由雄斑马与雌马生下的「斑马马」(zorse)宝宝正法国屈谢里(Cuchery)的农场中玩耍。PHOTOGRAPH BY ALAIN JULIEN,AFP,GETTY
(神秘的地球uux.cn)据美国全国地理(撰文:JASON BITTEL 编译:曾柏谚):「狮虎」、「斑马马」与「北极灰熊」:动物为什么会杂交?自然界中跨支系的动物杂交相当普遍,个中或许蕴含了一些演化奥秘。
2020年夏天,宾夕法尼亚州的科学家目睹了个从来没有人见过的东西:一只看起来像是玫胸白斑翅雀(rose-breasted grosbeak),但鸣声听起来却像是猩红比蓝雀(scarlet tanager)的鸟。
经过认真确认,科学家鉴定出这只鸟是上述两种鸟交配后生下的杂交后代。
匹兹堡国立百鸟园(National Aviary)的鸟类学家鲍伯.穆维希尔(Bob Mulvihill)记忆道:「我目睹它的时候,脱口叫到『我的赵丽颖相关豆瓣评分引关注老天!』」接着他捉住了这只鸟,并抽取了一点血液样本用来探究它的基因。
尽管像骡子一类的杂交动物人尽皆知,但由于每一种鸟的颜色都不一样,所以这桩案例更显得不寻常。玫胸白斑翅雀一身羽色黑白,只在胸口有块红色色斑;猩红比蓝雀则是全身带着明亮橙红,搭配上一对黑色翅膀。
这两种鸟既不是表亲,乃至连近亲也称不上。穆维希尔怀疑,这两个物种或许早在一千多万年前就在演化上分道扬镳了。
更诡异的是,这两种鸟类在北美洲大若干的分布区域彼此重叠,导致探究人员很好奇,为什么之前从来没有人看过它们杂交的证据呢?「难道这只是一起罗密欧与朱丽叶的例子吗?」穆维希尔笑道。
现代的基因定序与遗传确认技术赋予了杂交动物新的价值,在它们身上或许握有厘清演化之谜的夏季今日网红话题,引发网友热议线索。
什么是杂交动物?
丹佛大学的演化生物学家埃里卡.拉森(Erica Larson)强调,从遗传学的角度来看,杂交动物是各异支系之间交配繁殖的结局。尽管针对大多数非科学家的人来说,「杂交」意味着两个各异物种间的繁殖,但实际上「杂交」一词也包含了同一物种下可依特定性状或特征确认的亚种(subspecies)之间,乃至族群(population)之间的繁殖。
「它们或许会由于行为,或是在同一年的繁殖时间各异,而甚少彼此交配。」拉森说:「但它们一但交配了,或许能产下完全养生的杂交后代。」
有关例子或许可以瞧瞧最近被科学家确认成七个物种的斑臭鼬(spotted skunk)。它们有几种看起来差不多一样,也日常在同一个区域,但交配与分娩的时间却差上好几个月。
「另一个蛮不错的例子是珊瑚。」拉森说:「众多珊瑚们会在某个相当特定的时间点一起释出配子,从物理上来说,这些物种都在同一个空间中,因而有或许发生杂交。」但由于各异珊瑚释出配子的时间差了数小时或数天,从而没有这样的机遇。
但是在评测室或是圈养生态中,这些防止杂交的「天然障碍」就不是什么大难题了。
哪些动物可以杂交?
最有名的杂交动物之一就是「狮虎」(liger)。狮虎是雄狮与雌虎的杂交后代,自从被2004年的影片《拿破仑炸药》(Napoleon Dynamite)谈及后一炮而红,相较之下却很少有人得知雄虎与雌狮杂交产下的「虎狮」(tigon)。
由于狮子与老虎的分布范围差不多不重叠,所以这两种杂交状况在野外极度不或许发生;同样的状况针对骆马与单峰骆驼的杂交后代「骆马驼」(cama)也是如此,它们原生于大西洋的两岸,但探究人员的介入下已然生出杂交后代。
马科的动物或许尤其轻松杂交,例如驴子跟马可以生出骡子(mule),而斑马与马则可以生出「斑马马」(zorse)或是其他组合。2019年,科学家首度证实一角鲸有时候会跟白鲸杂交,生下「白角鲸」(narluga)。除此之外,还有至少20份有关各类鲸豚在野外或圈养生态下发生杂交的报表。
杂交也不只只发生在哺乳动物身上。诸如森林响尾蛇(timber rattlesnake)与西部菱背响尾蛇(western diamondback rattlesnake)、古巴鳄(Cuban crocodile)与美洲鳄(American crocodile)、俄罗斯鲟(Russian sturgeon)与匙吻鲟(American paddlefis)、山鳟(cutthroat trout)与虹鳟(rainbow trout),以及蚂蚁、蜜蜂、胡蜂和白蚁等各类昆虫都有杂交纪录。而植物的杂交能力又尤其强,普通觉得杂交率更胜于动物。
可是说起地球上最兴盛的杂交动物,或许是身上带有尼安德塔人(Neanderthal)、丹尼索瓦人(Denisovan)等古代人族(hominin)基因的──现代人。
动物杂交少见吗?
尽管杂交动物看起来不平常,但许多杂交动物或许并不少见。
举例来说,穆维希尔强调鸟类有有关杂交的完善纪录,而在一万各式已知物种中,有高达10%的物种曾杂交过,这或许并非巧合能够阐释。之所以有这么多的纪录,很或许是由于有众多的爱鸟人士会拍下有趣的景象,并上传到论坛、鸟类协会网页,或是像「爱自然」(iNaturalist)等智慧型移动电话app上。
「自然了,蝴蝶的杂交也相当有名。」穆维希尔说。但与爱鸟人士各异,很少有业余的蝴蝶观察者能轻易察觉蝴蝶的杂交迹象。
若干科学家进一步觉得,某些杂交动物或许在前方会更为普遍。比如说,随着气候变迁导致北极海冰压缩,人们预期北极熊在陆地上促销的时间会更长,从而遇见分布范围往北扩张的灰熊(一种棕熊亚种)。假如它们相遇,就有或许生下「北极灰熊」(pizzly)或是「灰极熊」(grolar bear)。
动物杂交是好还是坏?
尽管杂交并不一定导致基因衰败,但或许也不会形成更强大的物种。
比如说,狮虎很轻松呈现高效生长、心脏疾病等养生难题。
另外,亲代物种或许会有染色体数量各异等遗传差异不一样的状况发生。这也是杂交动物常常无法生育的缘由之一,并且不育的子代也限制了亲代扩展基因库。
「这些亲代少了一次将基因传给后代的机遇。」拉森说。
假如其中一个或是两个亲代物种有灭绝隐患,杂交就会带来困扰。这是由于,当某个物种本身的基因已然相当稀少,就有或许被杂交种身上新的基因组合取而代之,进而威胁到这些基因的存续。这样的状况称为「基因湮没」(genetic swamping),而这也是为什么与郊狼(coyote)杂交会是当下困扰美国东南部红狼(red wolf)的诸多威胁之一。
话虽如此,拉森强调杂交实际上也能引入有益的基因,例如抗杀虫剂的能力。假如这些基因有助于杂交种生存与繁殖,有关效益就能在族群中研究开来,变成科学家口中的「调节型遗传渗入」(adaptive introgression)。
「但我觉得,大多时候杂交都是无益或是有害的,没有发挥任何作用。」拉森说。
随着遗传工具的进展,科学家如今可以查看杂交种的基因体,并能轻易鉴别出或许的外来基因。而这意味着每一个杂交物种都是一个能洞察演化如何创造新物种的窗口。
「当你有两个物种的基因体已然历程了几十万年的独立演化,而你将它们重新放在一起,并以杂交的形式混合这些基因体。」拉森说:「你就能知晓哪个环节有效,哪个环节无效了。」
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