生殖隔离跟什么有关?
生殖隔离是物种保持基因稳定性的一种方式,也是物种形成的基础,正是有了生殖隔离的存在,不同的物种才开始了单独演化。因此,生殖隔离对地球上的任何生物来说都是至关重要的,为此地球上的生物都在用自己的方式保持着生殖隔离。那么,生殖隔离跟什么有关呢?这是一个比较复杂的问题,我们简单的来分析一下。
生殖隔离的表现从整体上看,物种间的生殖隔离主要有两个表现:交配前隔离和交配后隔离。交配前隔离简单的说就是两个物种在自然条件下不会发生交配的行为,而交配后隔离简单的说就是两个不同的物种交配后或不会产生后代,或后代不具备生育能力。
而交配前隔离有分多种情况,我们举几个实际的例子,在野生环境下,非洲狮和老虎没有相遇的机会,所以二者自然是不会交配的,这就叫地理隔离。在正常情况下,虽然老虎和花豹在分布上有一定的重合,但是二者相遇不是老虎杀掉花豹,就是花豹逃走,二者即使在发情期对对方也只要猎杀欲,不会发生交配的行为,这就是生态隔离。在自然界中,动物的发情期有一定的差异化,这就是时间隔离。大多数的动物长相都有着较大的区别,这是形态隔离。当然,除了这些外,还有生殖器官隔离、行为隔离等等。在这些因素的影响下,不同的物种极少进行跨物种的杂交。
而交配后隔离,有稍微复杂一点。大多数的交配后隔离是在人工干预下产生的,因为在自然界中的动物大都符合交配前隔离,它们很少“越雷池一步”。但是,在人工干预下就不同了,人们为了获取某一些形状明显的物种会将两个不同的物种杂交,比如骡子就是很典型的人工干预下的杂交产物。在自然界中,野驴与野马是不会交配的,但是在人工饲养下,将发情期的驴和马关在一起,它们就有几率会发生交配行为,由于驴和马都是马科马属的成员,二者的基因相似度较高,所以,它们的结合是有一定几率会产生新的后代-骡子的。但是,由于马的染色体是64条,驴的染色体为62条,所以二者的染色体在结合后,产生的只能是具有63条染色体的后代,又由于63条染色体不成对不能进行减速分裂,所以,骡子是不具备生育能力的,这就是交配后隔离的一种,即合子后隔离。不过,这只是合子后隔离的一个体现,就是后代不具备生育能力,合子后隔离还有一个体现,那就是后代不能适应环境,比如在原生环境中有两种体色的动物,假定它们是一黑一白,那么它们杂交后产生的后代极有可能是灰色的,而灰色在原生环境中不利于自己的隐藏,容易暴露在天敌的视野中,故很难存活。
当然,交配后隔离大多数情况都是合子前隔离的,简单的说就是即使两种成熟个体的动物交配后,也无法正常形成受精卵,故无法产生后代。举个简单的例子,将一只猫与狗即使是人工干预下,让它们生活在一起,正常的交配,它们也是无法产生后代的。
生殖隔离与什么有关系?上面我们说过,生殖隔离分为交配前隔离和交配后隔离两种,而决定这两种隔离的因素也不相同。首先,决定交配前隔离的因素主要有:
01 栖息环境差异,即两种动物在野生环境下的分布无任何交集;
02 生态位差异,即两种动物在野生环境下处于敌对或者竞争的状态下
03 外形差异,即两种动物从外观上看有着明显的差异(其实即使两种动物的差异不太明显,它们也能识别对方,有一个很好的例子就是非洲大草原上的细纹斑马和普通斑马,它们在分布上有着高度的重合,但是斑马对斑纹的辨识度极高,因此二者从未发生过杂交的现象)
04 发情期差异,即两种动物虽然栖息环境接近,也有一定的相似度,但是二者繁殖期有差异
▲图中细纹斑马和普通斑马的斑纹有差异,因此二者不会杂交
决定交配后隔离的因素就比较简单了,那就是基因。有人说染色体数量是决定两种动物杂交后有无产物的标准,这个说法是错误的,因为即使拥有相同数量染色体的两种动物,它们也会合子前隔离,比如蚕和大象都是拥有28对染色体的动物,但是它们即使交配,染色体也不会结合。根据科学的研究发现,两种不同的动物想要合子后隔离,也就是能产生后代,但后代不具备生育能力,至少要满足两个条件,即:两种动物的基因相对度极高以及两种动物至少有两个基因座被置换成不同的等位基因。这两个条件缺一不可。
总结生殖隔离是物种形成的基础,它让物种保持了基因的稳定性和唯一性,而生殖隔离是自然条件下,物种本能形成的,因此,从生物学分类上看,物种间的差异越大,基因差异越大,生殖隔离越明显。所以,真正决定生殖隔离的不止是地理、环境、生态位、形态,最主要的是基因。
生殖隔离跟什么有关?
生殖隔离和地理位置、生活习性、生育季节、生理、生殖器官的构造和尺寸、染色体数量等因素息息相关,简而言之,生殖隔离就是阻碍不同物种间的基因交流。
在自然界中,不管是动物、植物,还是微生物,繁衍后代、传递自己的基因无疑是一件极为重要的事情。
但一般来说,只有同一个物种的生物之间才能进行交配,正常繁衍后代,延续物种。
不同物种之所以不能这样做,主要就是生殖隔离的存在,那生殖隔离到底是什么?它又和什么有关呢?
何为生殖隔离?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。
简单地说,就是生殖隔离可以防止不同物种的成员产生后代,或者确保产生的任何后代都是不育的,通过这些障碍来维持物种的完整性。
所以说,生殖隔离并不完全代表两个物种之间不能杂交,而是指它们杂交产生的后代不具备生育能力。
比如说猫和狗,因为它们不属于一个物种,所以就存在生殖隔离,也就是说,就算它们可以杂交,但它们产生的后代一定是不具备生育能力的。
再比如说金毛和哈士奇,它们虽然属于不同品种的狗,但却都是狗类,属于同一物种,如果它们杂交,生下的后代为“哈士金”或者“金士奇”,不管是哪种,都是具备生育能力的。
但凡事都有例外,比如说狮子和老虎杂交产生了“狮虎兽”,但“狮虎兽”并不都是不育的。
2020年4月,荆州中山公园动物园就诞生了虎狮虎兽,它的父亲是老虎,母亲则是狮虎兽。
那为什么会出现这种情况呢?这里就要说明一下生殖隔离和哪些因素有关。
生殖隔离和什么有关?生殖隔离主要和以下这几个因素有关。
1、栖息地
在某个特殊的情况下,某个物种的种群会迁移到其他地方继续繁衍,不再与同一物种的其他种群在同一个地方生活。
简单地说,同一物种,因为某些原因而分开,比如地壳运动、冰川融化等等,由于分开的时间比较长,它们的栖息地变得不同,就会产生生殖隔离,即使人工将它们放在一起,也不会产生繁殖行为。
2、时间
这主要指的是动物的发情期和繁殖期,植物的开花期和授粉期不同,而错过了繁殖的机会。
比如同在大西洋生活的鲱鱼,由于繁殖期的不同,有的在春季繁殖,有的在秋季繁殖,那它们之间就会产生生殖隔离。
3、行为
主要指的是求偶方式的不同,一般鸟类和昆虫容易因为行为而出现生殖隔离。
比如红蟋蟀、宾州蟋蟀和富尔顿蟋蟀,它们在形态上基本上没什么区别,但它们鸣声的强弱和频率不同。
经过实验证明,同一鸣声的蟋蟀会产生交配行为,不同鸣声的蟋蟀则不进行交配。
4、器官
主要是指由于植物花的结构与传粉者形态结构不协调而造成的交配受精障碍。
就比如说大红吊钟柳和山吊钟柳,前者拥有细长的管状花冠,所以主要靠蜂鸟帮其授粉;后者有较大的钟状花冠,主要靠蜂类帮其授粉。
因为器官的不同,所以二者之间不能相互授粉。
5、生理
主要指的是动物交配后或植物传粉后,由于生理上的不协调而不能完成受精作用的现象。
比如说绿果蝇,它的精子在同类的受精囊内可以保持较长时间的活动能力,但在美洲果蝇的受精囊内,很快就丧失游动能力了。
6、杂交后的生殖隔离
如果说前面几种属于杂交前的生殖隔离,那这种则属于杂交后的生殖隔离,也就是说,不同物种受精后,虽能形成合子,但合子不能存活或者后代不育或者后代可育但存活时间不长。
以狮虎兽为例,狮子和老虎都属于猫科豹属,是近亲缘物种,在自然环境下,这两种动物不会相遇,所以也就不会交配。因此,它们的结合大多是在人工环境下产生的。但是,即使在人工饲养的环境下,虎、狮受孕的机会也仅为1%~2%。
狮虎兽也叫作“彪”,是雄狮和雌虎的后代,如果是雄虎和雌狮,那后代则是虎狮兽。
由于狮、虎的染色体匹配程度不高,又缺少抑制生长的基因,所以狮虎兽的遗传性状不稳定,大多会因为基因缺陷而早夭,即使能存活下来的狮虎兽,基因缺陷也会让它们的身体多个方面出现状况,比如体型巨大、存活时间短等等。
目前,世界上存活时间最长的狮虎兽是一只名为“利利”的狮虎兽,它在这个世界上生活了20年。
从遗传学上来看,狮、虎都有19对38条染色体,狮虎兽也同样是19对38条染色体,因此,从生物学理论上来说,狮虎兽是具备生育能力的。
但在现实生活中,雄性狮虎兽没有生育能力,雌性狮虎兽有一定的生育能力,所以偶尔会产生狮狮虎兽或者虎狮虎兽。
这主要是因为当杂交后代产生配子时,如果是雄性的话,它产生配子时往往会因XY性染色体组成的差异,导致配子可能存在分配缺陷,以至于基因无法正常重组。
而如果是雌性的话,因为XX染色体的均分一致性,则可以避免这种缺陷,所以可能会暂时性地产生后代。
虽然狮虎兽能产生后代,但它的后代几乎都逃不过不活、不育以及衰败的命运。
和狮虎兽一样,骡子也是类似的产物,咱们都知道,骡子是马和驴交配后的产物,但和狮虎兽不同,骡子基本上都是不育的,因为马体内细胞的染色体数目是64条,驴体内的染色体数目是62条,而骡子体内细胞的染色体数目为63条,因此,骡子的生殖细胞不能正常分裂,从而导致骡子不能生育后代 。
人和黑猩猩有生殖隔离吗?咱们都知道,人类和黑猩猩可以说是关系比较密切的不同物种,从基因角度上来看,这两个物种十分相似,基因的差异性只有1%。
那么问题来了,人和黑猩猩有生殖隔离吗?
20世纪20年代,苏联生物学家伊里亚·伊万诺夫曾做过相关的实验,实验过程我就不多说了,实验结果却表面人和黑猩猩也存在着生殖隔离。
一方面,人类有23对46条染色体,黑猩猩有24对48条染色体,虽然染色体数量相差不多,但23+24=47,47是单数的染色体数,也就是说,在细胞减数分裂形成生殖细胞的时候不能均分,产生的后代不能生育。
另一方面,人类和黑猩猩相同编号的染色体结构存在着较大的差异,在长度上无法匹配,因此不能完美地形成姐妹染色体组。
不同肤色的人有生殖隔离吗?不同肤色的人并没有生殖隔离,这主要是因为全人类都是同一个物种,也就是智人,在20万年前有着共同的祖先。
而肤色、外貌等不同,都是因为纬度不同、接受的紫外线强度不同造成的。但本质上都是人类,所以不存在生殖隔离。
写在最后:总而言之,生殖隔离是自然界普遍存在的现象,正是因为生殖隔离的存在,地球上才会出现五彩缤纷的生物,才会有生物多样性。
试想一下,如果没有生殖隔离,那世界又是怎样一副景象?
——洛商溪——
生殖隔离跟什么有关?
感谢相邀,生殖隔离主要和生物细胞内的染色体条数有关,也和生殖细胞卵细胞表面的糖蛋白有关,其实还有其他一些隔离机制。
在生物体细胞内,染色体一般都是成对存在的,在形成生殖细胞时,精(卵:)原细胞经过减数分裂,形成了染色体成单存在的精子和卵细胞。同种生物雄性个体和雌性个体体细胞内染色体数目相同,经过减数分裂形成的精子和卵细胞内的成单存在的染色体条数也就相同。这样受精时精子和卵细胞结合形成的受精卵里的染色体才能都成对存在;不同种生物雄性个体和雌性个体它们体细胞内的染色体对数是不同的,它们产生的精子和卵细胞内染色体条数也就不同,它们结合成受精卵后必然会有成单存在的染色体,这样的受精卵发育成胚胎的几率是很少的。
也许你会有疑问:有些不同种生物体细胞内染色体数目相同,它们交配也不能产生后代是因为什么?这主要是因为在雌性卵细胞表面有一种糖蛋白这种物质,它能识别精子是同种生物雄性的还是异种生物雄性的,它只允许同种生物雄性的精子进入卵细胞内结合为受精卵。这也是生殖隔离机制之一。
生殖隔离跟什么有关?
生殖隔离对物种基因起着保护作用。环境可能会对两者之间的繁殖造成外部障碍,但是仅仅是外部屏障如河流或山脉并不能使早期物种成为独立、成熟的物种。异域性可能会启动这一过程,但要完成物种形成,内部(即基于基因的)基因流动障碍的进化是必要的。如果基因流动的内部障碍不进化,如果两部分群体中的个体重新接触,它们将自由杂交。无论进化出什么样的基因差异,都会随着它们的基因融合在一起而消失。物种形成要求两个早期物种不能一起产生可存活的后代,或者避免与另一个群体的成员交配。
这里有一些阻碍基因流动的障碍,它们可能有助于物种形成。它们源于自然选择、性选择,甚至遗传漂变;
不同交配地点、交配时间或交配仪式的演变;
交配的这些方面基于基因的改变可以完成生殖隔离和物种形成的过程。例如,建造精致鸟巢的园丁鸟,并用不同的颜色装饰,以吸引雌性。如果两个早期物种在这种交配仪式中进化出差异,可能会永久隔离它们并完成交配过程。
性器官之间缺乏“契合度”;
对我们来说很难想象,但对于生殖器形状多变的昆虫来说,这是一个大问题!
后代不能存活或不育;
如果两组交配的后代不能存活或不能繁殖,那么所有的求爱和交配都是浪费。
地理隔离会引发物种形成事件——但基因变化是完成这一过程的必要条件。
生殖隔离跟什么有关?
生殖隔离的出现意味着新物种的出现,不同物种之间存在着生殖隔离可以保证物种发展繁衍的稳定性。
生殖隔离大体上可以分为两类:
一、第一种是两物种无法进行交配,具体可以体现在:- 虽然处于相同的区域但是生态地位不同无法交配;
- 以植物为例两种植物的开花期不同,无法实现授粉;
- 雌性动物和雄性动物的性习性完全不同,实现不了交配;
- 生殖器官构造上的差异导致无法交配;
- 交配和精细胞和卵细胞无法实现融合;
- 两个物种可以生育后代,但是后代不可育,例如马和驴结合生出骡子,但是骡子不可育;
- 物种杂交后勉强生育后代,但是后代孱弱无法正常长大。
无论是外在行为上的不协调或者是内在生殖细胞的不结合,归根结底的原因都是基因在起作用。生物的行为和外在形状都是由内在基因决定,存在生殖隔离意味着基因上的差异。
一个物种因为地理环境的改变例如河流的阻隔等,形成了两个种群。两个种群随着时间都在进行着基因的突变、变异,因为不同环境的选择,形成了新的压种,当两个种群间出现生殖隔离意味着新物种的诞生。物种间生殖隔离的存在至关重要,可以保证生物的多样性和物种的稳定性,可以阻碍基因在不同物种间的交流。
文/科学黑洞,图片来源网络侵删。
生殖隔离跟什么有关?
苏联教授伊万诺夫,用黑猩猩和女战俘做实验,企图用半兽人代替士兵上战场,打造一支超级作战部队,后来发生的事让他大失所望。
战争时期,苏联即将沦陷,只剩最后一城在苦苦支撑着,作为国内有名的生物专家教授的伊万诺夫,看在眼里,急在心头。
他找到有关领导,提出了自己的想法和建议,领导听了伊万诺夫的话瞪大了眼睛,不敢相信,他仍持着怀疑的态度。伊万诺夫表明了自己的决心和态度。想用自己的专长做些事情,也为自己的国家奉献最后一份热血。在关乎国家生死存亡之际,领导也就只能默认了伊万诺夫的想法。
伊万诺夫着手申调五十名健康强壮的女战俘和五只黑猩猩在获得领导的默许以后,在战俘营里调来了五十名女战俘,身体不仅很健康也很强壮,因为这些女战俘都是经过精挑细选出来的,还在动物园里找来了五只雄性黑猩猩。
这些女战俘在来到研究所的那天开始待遇就变得十分优厚,每天吃四餐,每餐都有好吃好喝的伺候着,还有专人按摩,定时检查身体各项指标,这些女战俘在被特别“照顾”一个月过后,每位女性的身体达到了最佳标准。
实验计划正式开始实施在一个月后的一天,伊万诺夫让助手帮忙,在黑猩猩体内提取精细胞,由伊万诺夫本人亲自动手操作,植入女战俘的体内,从植入精细胞的那一刻起,进行全天二十四小时的关注着每个人的身体变化和健康状态。
女战俘的生活还是保持每天吃好喝好。专人伺候,生活过得十分享受。
六天过去了,教授检查了一遍所有女性的身体是否有变化,每隔几天又检查一遍,但是一连半个月过去了,这些女性的身体还是一如往常,基本没有什么变化,一点受孕的迹象都没有,偶尔有一两位女性的身体似乎有点像受孕的征兆,但是很快又恢复了原来的状态,什么迹象都没有了。第一次实验失败。
教授总结失败经验教训经过了第一次实验失败过后,教授就在认真的梳理各个环节,总结失败原因和问题。
一个月过后教授,亲自动手,这次他没有让助手帮忙,从黑猩猩提取精细胞开始,每个环节他都小心翼翼,因为他不容错过任何一个环节。
这次他也没有把所有的女战俘都植入精细胞,而是分批,分人,分时段的植入,确保每位女性都是在最佳的受孕期内完成。
两个月过后,这次的效果显然比第一次好得太多了,这次实验报告里已经明显的写出有二十多位女性已经有了怀孕的征兆。但是让他万万想不到的是,这些似乎好像怀孕了的女性基本上都是出现相同的结果,就是在开始的时候像受孕,但是总是在几天过后又恢复了原样,直到最后消失不见,这让教授的小心脏都有点接受不了。
作为一名资深教授,内心自然的强大无比的很快他又开始了第三次,第四次,第五次…………一样的是全部都以失败告终。
直到进行到数十次以后,终于有一名女性由于染色体分裂这次是真真切切的怀孕了教授大喜过望,每天都像对待自己的眼睛一样去爱护,去照顾她和肚子里的孩子。几个月过后一名叫做毛孩的“孩子”顺利降生。他从出生开始就跟普通人不一样。
随着时间推移,在教授的精心培养下,毛孩逐渐长大,虽然身体比普通人要高,要大,但是他的智商却没有普通人的高,就比如说,说话教不会,衣服也不愿穿,连正常走路的姿势都不会,看到树林就高兴,说话就只会咿咿呀呀,不仅四肢发达头脑还简单,经常把衣服撕烂,没有树林就在楼梯里上蹿下跳的跑来跑去。
看到毛孩的表现,教授郁闷极了,
没想到他那么费尽心力培养,打造出来的“作品”竟然会是这个样子,就毛孩这样的别说是让他学开枪上战场了,反正迟钝不说,连话都不会说,怎么发布命令呢?教授也实在是郁闷到了极点,所以后来就对毛孩爱理不理的,关了起来,在无人照顾的情况下毛孩整日闷闷不乐,又经常生病,不多久毛孩就郁郁而终,夭折了。
生殖隔离跟什么有关呢?大致来说是跟染色体有关,因为生殖隔离是首先要分物种,时间,区域,这些都有可能会造成生殖隔离。在生殖体细胞内,相同物种染色体都是在经过配对,融合,成双数配对的时候才会分裂形成,如果是不同物种染色体数量不相符,基因也不匹配,自然就不会融合,还会被隔离开来,所以这些受精的几率很小很小,找到几万分之一。
比如我们人类的染色体是23条,男女组合的话那就是46条,合成了双数卵子就融合然后进行分裂。而黑猩猩的染色体是24条,那和人类的23条加起来就是47条,无法配对成功,所以也无法融合,两个物种之间而且还存在隔离层。
有的物种染色体虽然加起来是双数,但是在雌性母体里面的卵子表面上会有一层糖蛋白,它会自动区分是不是同类物种,如果非同类物种的话它就会自然的隔离开来,因为这些卵子只认同同物种的精细胞进入卵细胞内结合。
动物园里的狮虎兽也存在生殖隔离以前我们小时候,爸爸妈妈带我们去动物园,看狮子老虎之类的动物,刚开始很新鲜,去多几次看多了也就不稀奇了,也就那样,大多数人都是如此想法,后来渐渐地就很少去了,没有人去,所以很多动物园也面临即将倒闭的风险。
后来有的人在骡子身上找到了共同点,那就是让狮子和老虎杂交,产生出来的物种叫做狮虎兽,他们只是为了能把更多的门票卖出去,赚更多的钱,维持正常的运转。后来还真的让他们成功了,无论有多少票都会销售一空,虽然在人为干预的时候,狮虎兽的存活率普遍偏低,但是如今看来也是物有所值了!原因是动物园里有现成的老虎和狮子,人为干预培养出来的狮虎兽曾经风靡一时,因为大家都很好奇,因为没见过两位王者的结合产物。
时间一久,暴露出来的问题也就多了,狮虎兽不会生育后代,容易染上疾病,寿命短等问题。原因就是虽然狮子老虎都是属于猫科动物,染色体相同都是19条,狮子老虎加起来是38条是双数,但是它们同科却不同属,狮子是属于猫科,狮亚属。而老虎是属于猫科,豹属,所以它们存在着科属间的隔离,也存在着区域间的隔离,大家都知道狮子是群居动物,生活在草原上,而老虎则是独居动物,生活在大山之中。
随着狮虎兽的出现,狮虎兽,豹狮兽等动物在人为的干预下纷纷出现,动物园的风头一时无两,千奇百怪的动物接过了一轮又一轮的人流浪潮!!
在我们生活中常见的骡子也是生殖隔离导致的不能生育骡子是驴和马的产物,又分驴骡和马骡它们有一个共同点,那就是谁生的就跟谁姓。
比如说母马和公驴,生下来的就叫做马骡,母驴和公马生下来的那就叫做驴骡,它们都继承了两者之间的优点,驴骡继承了驴的耐力,又继承了马的力气,所以以前人们人工干预培养出来的驴骡,不仅东西比驴拉得多,爬坡的耐力也很驴一样。
培养出来的马骡,不仅在坪地去跑得跟马差不多快,还能像驴一样能爬坡,而且还是粗食喂养,它们根本就不挑食。
但是它们都有一个共同之处,都不能生育后代,也就是说,无论你家的马骡还是驴骡,养得再好,都是一代光景。因为它们的染色体根本配对的就是单数,存在着染色体差异。公驴的染色体是31条,而母马的染色体是32条,加起来就是63条,别小看这一条之差,这也成了它们美中不足的唯一出处,和致命弱点。
结束语生殖隔离跟染色体有关,也跟糖蛋白有关,地球上如果没有生殖隔离的话,那这个世界变成什么样,简直不敢想象,届时所有的物种,认识的将不认识,不认识的还是不认识,尊崇优胜劣汰适者生存的本能,所有的物种将会被别的物种所取代,人类也未必还是世界的主宰,物种变得千奇百怪,食物链断裂,造成的困扰何其多。奉劝大家还是尊重大自然的好,尊重自然,敬畏生命。
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