生殖隔离是什么原理?

1926年,苏联生物学家从非洲黑猩猩体内提取出精子,注入到了5名年轻女性体内。她们既紧张又激动,为了高额的报酬,她们甘愿当做实验者,参与人猿杂交实验。

地球上有几百万个物种,但是不同物种之间存在基因的差异是无法繁殖后代的,这就是因为“生殖隔离”的存在。苏联生物学家进行人猿杂交试验,就是想要冲破“生殖隔离”的禁锢。

疯狂的人猿杂交实验,试图培育出强大的人猿战士

伊万诺夫出生在苏联,他的家庭不错,所以从小就受到了良好的教育。都说兴趣是最好的老师,这在伊万诺夫身上体现得淋漓尽致。

从小伊万诺夫就对各种新鲜事物感兴趣,长大后他喜欢上了生物学,尤其是生殖和基因方面。他大学就读于马尔科夫大学,那时候他整天泡在实验室做研究。

他曾在很多动物之间进行过生殖实验,令他名声大噪的是一次人工授精实验。

当时他将一匹公马的精子提取出来,然后用人工授精的方式,将精子注射到不同的母马体内,成功培育出了500匹小马驹。

随着名气越来越大,伊万诺夫的各种想法也变得疯狂了起来。他觉得既然人和黑猩猩的基因相似度能够达到90%,那么有没有可能培育出人和黑猩猩的杂交后代呢。

念头这东西,一旦产生,只会越来越强烈。尽管当时社会上对杂交实验并不支持,但是伊万诺夫却偏要做这个实验。

由于本次实验需要大量的资金支持,伊万诺夫找到了苏联当局。为了让军方支持自己,他说出了一个恐怖的设想:“一旦能够培育出人猿的后代,这种半兽人很可能会遗传黑猩猩强健的体魄和力量,而且它们智商不高,容易受人控制。可以将这样的半兽人送往战场,这样我们就有勇猛的杂交战士了。”

通过伊万诺夫不断地诉说各种好处,苏联军方最终同意给予一定的资金支持。但是苏联境内并没有黑猩猩,他只能前往非洲进行这项研究。

1926年,伊万诺夫带着实验团队到达了非洲,他们费了好大力气捕捉到了几十头黑猩猩。看到关在笼子里的黑猩猩,伊万诺夫露出了一丝不易察觉的笑容。

随后,伊万诺夫开始了第一次实验。他采取的是移植人类卵巢的方式,将人类的卵巢移植到大猩猩体内,然后再将人类的精子注射进去,试图让大猩猩繁殖出“半兽人”。

但是,由于当时医疗技术并不发达,很多受精卵在黑猩猩体内没能存活下来,做了很多次实验都以失败告终。

这次的失败没有让伊万诺夫丧失斗志,他果断放弃了移植人类卵巢这个思路。

没过多久,他开始了第二次实验。他准备这次采用人工授精的方式,从当地强壮的男人身上提取新鲜的精子,然后将这些精子注入到雌性黑猩猩体内,试图让它们受孕。

但是,“生殖隔离”怎么可能这么容易打破呢。纵使伊万诺夫持续半月不间断地为雌性黑猩猩授精,依旧没能成功让它们受孕。

就这样,杂交实验又一次失败了。同时还有另一个坏消息等着他,那就是实验的资金已经不足了。

疯狂的伊万诺夫没有被失败打倒,他已经想好了下一步的实验。那就是直接以人为试验品,将黑猩猩的精液注入到女性体内。

他的这个想法一出来,立即遭到了社会各方面的反对,当地政府认为这是对人性尊严的践踏,也是对女性的不尊重。 随后,便把他们赶回了苏联,不让他们在此进行实验。

无奈之下,伊万诺夫只能带着捕捉的黑猩猩返回苏联。但是由于路途太过遥远,不少黑猩猩在半路上就死了,回到苏联后,存活下来的只有一小部分。

于是,伊万诺夫开始紧急招募女性志愿者,并且开出了很高的报酬。这种令人难以启齿的事情,本来以为很难找到志愿者,但是在金钱的诱惑下,没几天就有5名女性报名参加了。

随后,伊万诺夫给这5名女性详细讲解了接下来要做的事情,她们表示自愿参加,并签署了协议书。一切商量完毕后,5名女性被带到了实验室进行隔离。

出于人伦道德方面的考虑,也为了维护女性志愿者的自尊,提供精子的黑猩猩被安排了安乐死。至此,这场前所未有的实验开始了。

为了让女性实验者更容易受孕,伊万诺夫给她们提供了不错的生活条件,帮助她们调整好身体状态。

不久后的一天,伊万诺夫觉得时机到了,安排助手将黑猩猩的精子植入到了5位实验者体内。

随后便是长达两个月的观察,伊万诺夫团队尽全力保障好每一个细节,期待着奇迹的发生。

但这次他再次失望了,一连三四个月都没有变化,5名实验者全都没有怀孕的痕迹。

不甘失败的伊万诺夫决定再拼一次,他将高浓度的精子植入到了其中一个女性志愿者体内,并将其隔离起来,悉心照顾。

但是,这名女性依旧没有怀孕,最后实验仍然以失败告终。

女性实验者们拿到了高额的报酬,伊万诺夫也承认了自己的失败,接受了这个结果,疯狂的人兽杂交试验就此结束。

总结来说,伊万诺夫之所以进行此实验,是认为基因相近的物种或许可能会打破“生殖隔离”的机制,但是实验结果证明,不同物种之间的“生殖隔离”是难以打破的。

那么,生殖隔离是什么原理呢?

首先我们来了解下什么是“生殖隔离”。

通俗来说,地球上有几百万个物种,同物种之间可以正常繁衍,将基因传递下去。不同物种之间交配不能产生后代,就算能产生后代,也无法将基因信息持续地传递下去,这就是“生殖隔离”。

生殖隔离的原理主要有以下三个方面:

1.两者之间不能交配。比如由于生殖器官的不匹配或者生存环境的差异,两个物种根本无法完成交配。

2.两者交配后不能产生后代。这个很好理解,不同物种之间染色体不同,基因信息无法混合在一起,即便交配了也无法孕育出后代。

3.即便能产生后代,后代也无法繁衍。比如骡子,马和驴是不同的物种,它们却能生出骡子来。但是骡子是没有生育能力的,无法继续繁衍下去。

马和驴交配为什么能够繁育后代呢?

其实这是因为两者在血缘关系上比较相近,才能够繁殖出骡子。但是骡子是没有生育能力的,两个骡子之间基因无法交流,不能再产生后代,生殖壁垒依旧存在。所以马和驴即便能够繁殖出骡子,也没有打破“生殖隔离”的铁律。

如果打破生殖隔离会发生什么?

如果没有了生殖隔离,那么整个世界可能都会乱了套。现在地球上有几百万个物种,生殖隔离消失后,很可能会出现几亿个物种。

各种动物相互杂交的怪物便会出现,比如会飞的眼镜蛇、能在陆地奔跑的鱼......,那时候,这些物种很可能会威胁到人类的生存安全。

另外,每个物种之间的基因都存在或大或小的差异,一旦没有生殖隔离的阻碍,不同的基因强行结合在一起,会破坏原有稳定的基因结构,产生的后代很可能会有某些生理缺陷或者先天性疾病。

而且,基因方面的疾病是很难治愈的,也可能会出现传染性极强的病毒,危及整个种群的生存。

所以,大自然的生物在“生殖隔离”的机制下,每个物种和种群都有属于自己的生存法则。一旦打破这种规律,将会破坏现有的平衡,造成无法预料的后果。

总之,生殖隔离的存在有着至关重要的意义,它有效地保护了物种的稳定性。也正是因为生殖隔离的存在,避免了很多违背人伦道德的事情发生。

如果没有生殖隔离,恐怕到处都是奇形怪状的杂交物种了。

生殖隔离是什么原理?

物种之间交配不育,狭义上被称作生殖隔离。广义上生殖隔离包括机械隔离,行为隔离,季节隔离,配子隔离。通俗了说就是有的大家不在一起住,有的交配方式不一样,有的交配的理季节不一样,有的对对方不感兴趣。偶尔有一些物种交配后,因为内在作用,精子不能存活,也不会生育,有的生育了,但是后代没有生育能力,这种基因不能传递下去,构成了物种间的生殖隔离。

生殖隔离是什么原理?

一、首先先说说生殖隔离的定义。我们谈到生殖隔离,第一个映入脑海的就是骡子,其实这只是生殖隔离现象中的一种情况。

通俗讲,生殖隔离主要有两种情况,一种情况是指由于某些原因,使亲缘关系接近的类群之间在自然条件下不交配;另一种情况是他们能交配也,但不能产生后代或者不能产生可育性后代,骡子就是这种情况。二、产生生殖隔离的原理有哪里?

  1. 地理隔离,比如地球板块运动使同一种生物分割两个大陆,随着时间变化,生物间不能发生基因交流的现象。
  2. 生态隔离,由于食性、生活习性和栖栖地点的不同,使几个亲缘关系接近的类群之间交配不易成功的隔离机制。
  3. 季节隔离,由于动物的发情期、交配期不同,阻止了基因的交流,比如一个春天交配,一个秋天交配,永远都对不上号。
  4. 杂交不活、杂交不育,杂交破落,这几种情况就是说两个物种形成受精卵,但受精卵无法存活,发育为个体或者生出后代,但无法再生育或者形成新个体无法正常生长,总之没有可稳定遗传的后代。

三、说说生殖隔离的意义,因为这关系到人类的发展。

如果没有生殖隔离,人类与动物可以交配,那么人类将不再存在,地球变为一种生物,它抵御自然灾害的能力非常弱,很可能就灭绝。

生殖隔离是什么原理?

在现实生活中,没有多少人会提到生殖隔离这个术语,而且不可避免的是,很多人不确定这意味着什么。 但是,我想你一定已经听说过狮虎兽(雄性老虎和雌狮)和虎狮兽(雄性狮子和母老虎),并且由交配的母马和公驴生的骡子,被广泛使用在农民用它来运输东西。 实际上,人类培育出来的杂交后代,就是生殖隔离的事实依据。

这些杂种的后代通常没有繁殖能力,也无法从自己的后代中繁殖出新个体。 有些人甚至在进入这个世界之前就已经死亡,或者在出生后性成熟之前就失去了生命 。 因此,不管这三种杂交后代如何,都不能以自己的名字将它们称为新物种。

在正常情况下,科学家通常将生殖隔离的机制分为两大类:受精后的生殖隔离和受精前的生殖隔离。 第一部分涵盖生理隔离,行为隔离,地理隔离和生态隔离,形态隔离和季节性隔离,而后者主要涵盖杂种衰败(F1产生的回交能够繁殖或F2的后代由于缺乏基本适应性而无法生存),杂种不育(成熟的F1杂种没有 繁殖能力)和杂交种还没有存活(合子死亡,胚胎死亡,幼虫死亡)。

当然,像其他动物一样,我们人类也面临着所谓的生殖隔离现象。 人类和其他动物也无力养育能够繁殖的新个体,这种行为本身违反了道德和道德规范。 生殖隔离本质上是生理隔离。 与由外部因素引起的地理隔离不同,生殖隔离等同于由基因隔离引起的内部因素,而遗传隔离无法通过跨越地理位置来解决。

截至目前尚存的最久的狮虎兽已经在地球上生活了大约20年。它们不被视为新物种的原因是生殖隔离,还阻止了这些后代不断繁殖新个体。人们认为之所以会杂交某些动物的后代,除了一部分用于研究之外,另一部分主要是为了更好地为人类服务。

就像强大而持久的骡子一样,它的寿命不仅比驴和马长,而且大多数都没有繁殖能力。我相信很多人都看到骡子帮助农民叔叔拉东西的场景。他们对食物的需求不如马,而且它们的饮食要比马少得多,因此对农业工作非常有用。很好的帮手。实际上,距离杂交的基本目的是打破物种之间的生殖隔离现象,然后通过更好的遗传重组来获得更好的物种,因为人类已经以这种方式获得了许多新型植物。

生殖隔离是什么原理?

马和驴杂交之后能够产下骡子,可骡子却不能生育后代,这背后的原因便是生殖隔离。生殖隔离在自然界中是一种很普遍的现象,动植物的有性繁殖都受此规律约束。

生殖隔离是因为不同物种之间的基因存在较大差异,在交流上存在困难,基因不能正确完美地匹配,导致不能生育后代,或者生下来的后代不健康、存在缺陷,难以存活。基因差异越大,物种之间的亲缘关系越远,生殖隔离现象越显著。

不过并非所有物种之间都存在严格的生殖隔离现象,这中间存在灰色地带,上述的驴和马就是这种特例。某些亚种之间也不存在生殖隔离现象,比如狼和狗。

马和驴之所以可以生育后代,就是因为它们的亲缘关系比较近。骡子是由驴和马杂交所生后代,它体内的染色体数量也由驴和马共同决定。其中,马的体细胞内染色体数量为32对,驴为31对。经减数分裂形成生殖细胞,生殖细胞结合成受精卵,受精卵的染色体数量为各生殖细胞染色体数量之和,共有63条。

由于骡子体内的染色体数量为奇数,不能正常减数分裂形成生殖细胞,即63条染色体不可能分成31.5对,所以骡子无法生育后代。像狮子和老虎杂交后产生的狮虎兽也无法生育后代。

为什么生殖细胞要减数分裂?是因为在有性生殖过程中,雌雄双方要各自贡献一半的基因。当下一代进行生育时,又要贡献一半的基因,如此循环往复。有性生殖最大的作用就是能够增加基因随机组合过程中的可能性,从而提高个体在多变环境中的存活几率。

生殖隔离本质上是基因差异造成的。同一物种的基因差异较小,而不同物种之间的基因差异较大,并且亲缘关系越疏远,这种差异越明显,比如动物和植物之间的基因差异就很大。

造成这种基因差异的原因主要是地理隔离。地理隔离使本属同一物种的群体长时间分离,基因没有了交流,便出现遗传分化。不同的环境决定了不同的演化道路,最终形成了两个不同的物种。有时候即使染色体对数相同,只要基因差异足够大,也有可能出现生殖隔离。如果没有生殖隔离,地球上就不会出现物种多样性了。

地球上有黄白黑三大人种,虽然在肤色、毛化等方面存在差异,但他们的祖先都来自于几万年前的智人。在人类的演化历史上也出现过地理隔离,不过由于分隔时间很短,基因差异较小,并不存在生殖隔离现象。而人与黑猩猩在几百万年前就分道扬镳了,所以存在生殖隔离现象。

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生殖隔离是什么原理?

  生殖隔离指由于各方面的原因,使亲缘关系接近的类群之间在自然条件下不交配,或者即使能交配也不能产生后代或不能产生可育性后代的隔离机制,若隔离发生在受精以前,就称为受精前的生殖隔离。

  生殖隔离大致相当于从前所说的生理隔离,与地理隔离既有联系,也有区别。地理隔离由外因引起,而生殖隔离一般是在具有遗传差异(内因)的基础上才有可能(遗传隔离)。同一地点的种、亚种的隔离完全是生殖隔离,但不同地点的种、亚种在许多情况下,似乎也会很快发生这种作用。关于生殖隔离,许多人进行过讨论。斯特宾斯(G.L.Stebbins,1966)作了如下的分类:(1)合子形成前的机制。(i)生态隔离:虽在同一地域,但生态地位不同。(ii)季节隔离:开花期有分离。(iii)行为性隔离(ethological isola-tion):雌雄的性习性不同。(iv)机械隔离:基于生殖器官构造的差异。(v)配子不亲和现象(gameteincompatibility):一方的配子体在另一方的生殖器官内死亡。(2)合子形成后的机制。(i)杂种死灭或弱势(hybrid inviability,hybrid weakness)。(ii)杂种不育。(iii)杂种衰败(hybrid break-down):F2以后死灭或弱势。在自然界中这些因子是重复地起着隔离作用的。

  生殖隔离大致相当于从前所说的生理隔离,与地理隔离既有联系,也有区别。地理隔离由外因引起,而生殖隔离一般是在具有遗传差异(内因)的基础上才有可能(遗传隔离)。同一地点的种、亚种的隔离完全是生殖隔离,但不同地点的种、亚种在许多情况下,似乎也会很快发生这种作用。关于生殖隔离,许多人进行过讨论。斯特宾斯(G.L.Stebbins,1966)作了如下的分类:(1)合子形成前的机制。(i)生态隔离:虽在同一地域,但生态地位不同。(ii)季节隔离:开花期有分离。(iii)行为性隔离(ethological isola-tion):雌雄的性习性不同。(iv)机械隔离:基于生殖器官构造的差异。(v)配子不亲和现象(gameteincompatibility):一方的配子体在另一方的生殖器官内死亡。(2)合子形成后的机制。(i)杂种死灭或弱势(hybrid inviability,hybrid weakness)。(ii)杂种不育。(iii)杂种衰败(hybrid break-down):F2以后死灭或弱势。在自然界中这些因子是重复地起着隔离作用的。

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