很多網(wǎng)友都對生物的遠(yuǎn)緣雜交感興趣,這大概源于人們對生命世界本身和打破固有秩序的好奇,想知道“本非同根生”的物種之間會發(fā)生什么。事實上,不論動物還是植物,都可能在自然或不自然的狀態(tài)下進(jìn)行各種雜交。
植物的遠(yuǎn)緣雜交
圖一:普通小麥
為人類繁衍生息立下巨大功勛的普通小麥,就是禾本科三個物種因緣際會的產(chǎn)物,人們運用分子生物學(xué)手段揭示了它的來龍去脈。大約50萬前,小麥屬的烏拉爾圖小麥和山羊草屬植物擬山羊草發(fā)生天然雜交,形成了野生的二粒小麥;大約8000年前,栽培的二粒小麥偶然與又一種野生山羊草屬植物節(jié)節(jié)麥發(fā)生天然雜交,并再次在生殖隔離前闖關(guān)成功,最終形成了異源六倍體的普通小麥。這是兩度跨屬雜交,之所以視生殖隔離為無物,乃是特殊環(huán)境條件造成了染色體加倍。
圖二:柚
比起跨屬雜交,屬內(nèi)雜交可能更普遍一些,比如蕓香科的柑橘家族以混亂不堪著稱,幾乎所有的種都是寬皮橘、柚和香櫞這 3 個野生種的后代。這個家族幾乎任意兩個種碰在一起就能雜交,以至于雜交后代一大堆:柚和寬皮橘雜交產(chǎn)生了橙,寬皮橘和橙雜交又產(chǎn)生了柑,香櫞和酸橙或柑雜交又產(chǎn)生了各種檸檬,柚和甜橙雜交又產(chǎn)生了葡萄柚......這在一系列的雜交種,存在這么一個規(guī)律,即香櫞只當(dāng)爸,柚子只當(dāng)媽,而寬皮橘既能當(dāng)爸又能當(dāng)媽。
圖三:竹稻和“竹稻之父”鐘章美
以上說的是種間和屬間雜交,跨科行不行?按說植物嫁接跨科都活不了,有性繁殖似乎更困難一些。就我所掌握的信息而言,最遠(yuǎn)的遠(yuǎn)緣雜交就是跨亞科,發(fā)生在禾本科之內(nèi),比如著名的“竹稻”。我國育種學(xué)家利用竹子開花和水稻開花相互授粉,通過自然雜交,最終得到了莖稈堅硬,莖部竹節(jié)明顯,介于竹子與水稻之間的新物種——竹稻。這主要是為了獲得“抗倒伏”性狀,實際經(jīng)濟(jì)效益如何就是另一回事了,總之不是為了瞎搞而搞。
除了有性繁殖的雜交之外,植物還可以進(jìn)行“體細(xì)胞雜交”,即將兩個不同物種的體細(xì)胞融合成“雜種細(xì)胞”,再培育成植株,如馬鈴薯與番茄融合得到的薯番茄和番茄薯,以及甘藍(lán)與白菜融合成的甘藍(lán)型歐洲油菜等。體細(xì)胞雜交可以跨越有性繁殖的繁文縟節(jié),但好像仍不能過于狂野,不同科的大豆和煙草的體細(xì)胞雜交獲得的雜種細(xì)胞,最多只能培育成“雜種愈傷組織”,尚不能成長為植株。
動物的遠(yuǎn)緣雜交
動物界的遠(yuǎn)緣雜交一樣如火如荼,以種間和屬間雜交為主,跨越更高分類階元的極少見,即便有實例也非一般意義上的雜交。比如門間雜交,曾有棘皮動物門的某種海膽作為母本與軟體動物門的笠貝、淡菜和環(huán)節(jié)動物門的環(huán)蟲分別雜交,所獲得的雜交后代全都只像海膽幼體,其它三種動物的精子雖然入卵,但似乎只起到了刺激卵細(xì)胞發(fā)育的作用,并未參與子代的細(xì)胞核形成。綱間雜交的實例亦是如此,棘皮動物門的海膽和海星,子代全只像母體。
目間雜交在魚類中有過實例,鯉形目的團(tuán)頭魴和鱸形目的鱖,鯉形目的鰱和鱸形目的鯛,都曾經(jīng)有過雜交后代(據(jù)分析也可能是雌核發(fā)育的結(jié)果)??崎g雜交在魚類、爬行類和兩棲類中亦有發(fā)生:鱸形目麗魚科的奧利亞羅非魚和鮨科的鱖有過雜交后代,但魚苗孵化率不足百分之一;兩棲類中的雌性雨蛙和雄性蟾蜍跨科雜交,其后代中來自蟾蜍的雄性染色體被驅(qū)逐,不參與發(fā)育,雜種發(fā)育良好,反之則成活率極低;爬行類好像相對容易一些,龜鱉類的跨科雜交在兩爬玩家手中時有出現(xiàn),對其雜交機制的研究也比較深入。
圖四:珍珠雞,攝于青島野生動物園
圖五:(可能是)珍珠雞和家雞的雜交后代
值得一提的是雞形目。珍珠雞屬于雞形目珠雞科,但它卻可以和雞形目雉科的家雞雜交,無論人工授精還是自然交配都有過實例,后代稱之為“騾雞”,雌雄全部不育。不僅如此,據(jù)說珍珠雞幾乎可以任何一種雉雞雜交,甚至染指看似高貴的孔雀。而且火雞科的火雞也可以和家雞雜交,松雞科的種類也能和家雞配對,似乎是該目的分類出現(xiàn)了問題。不過,鳥類的分化程度低,整個鳥綱的分化程度還不如食肉目,能出現(xiàn)一些超遠(yuǎn)緣雜交也不奇怪。
圖五:犏牛,牦牛和黃牛的雜交后代
幾乎所有的跨科以上雜交,都沒有后代中同時具有雌雄可育個體的實例,而且僅限于人工實驗,實際意義有限,動物的遠(yuǎn)緣雜交也是以種間和屬間雜交為主。在我國的生產(chǎn)實踐中,除水產(chǎn)品大量應(yīng)用雜交技術(shù)外,至少還有三個“雜種”比較普遍。第一當(dāng)然是騾子,馬和驢的雜交后代,不育;第二是犏牛,牦牛和黃牛的雜交后代,雄性不育;第三是騾鴨,番鴨和普通家鴨的屬間雜交后代,不育。這些后代因各自所具有的優(yōu)良特性而為人們所重視,特別是犏牛,集牦牛和黃牛之所長,為青藏地區(qū)的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。
圖六
動物的遠(yuǎn)緣雜交在自然界也廣泛存在,這是上帝也阻止不了的荷爾蒙沖動。鯨偶蹄目的鯨豚類以生性多情著稱,在廣袤無垠的大海中上演了無數(shù)跨越物種的愛戀:藍(lán)鯨和長須鯨、一角鯨和白鯨、港灣鼠海豚和白腰鼠海豚等等物種的雜交后代都曾被發(fā)現(xiàn),寬吻海豚更是鯨中“西門慶”,已知寬吻海豚至少與13種其他海豚發(fā)生過雜交,還好都沒跨科,保住了哺乳動物作為名門望族的最后體面。沒錯,哺乳動物分化程度較高,從未發(fā)生過跨科雜交的丑聞。
圖七:豹貓和家貓的雜交后代
與鯨豚類的浪漫相比,陸地哺乳動物也不遑多讓,跨個屬或種還是常有的,有時候甚至連嚴(yán)格的生殖隔離沒有。鹿科鹿屬的梅花鹿和馬鹿,外貌差異較大,體型也不配套,但這不妨礙引入歐洲的梅花鹿成功搞亂了歐洲馬鹿的血統(tǒng);北極圈附近的北極熊和棕熊經(jīng)常擦出火花,生下一些“卡布奇諾熊”;貓科貓屬的家貓,和許多貓亞科物種之間都能雜交,不但能和荒漠貓、野貓等種類茍且,還能和豹貓屬的豹貓產(chǎn)生可育后代,這種基因污染的威脅不得不警惕。
結(jié)束語
順便一說,當(dāng)提到遠(yuǎn)緣雜交和生殖隔離時,總有人會跳出來大放厥詞,說既無生殖隔離,那就是同一個物種,此言差矣。生殖隔離是判斷物種的一個理想化的標(biāo)準(zhǔn),但生命世界錯綜復(fù)雜,物種的間隔并不像圍棋網(wǎng)格一樣等距離,故而突破生殖隔離的壁壘也是常有的現(xiàn)象,甚至是物種進(jìn)化的原因之一。那些說“生殖隔離的存在證明生物不可能進(jìn)化”的人,同樣只是無知的井底之蛙而已。
人工條件下的遠(yuǎn)緣雜交,如果有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),且不會侵?jǐn)_自然界,當(dāng)然是應(yīng)該予以支持的;自然界本來就存在的遠(yuǎn)緣雜交,屬于自然的一部分,人類不必干涉也很難干涉;但由于人力影響造成的本不該發(fā)生的基因污染,還是應(yīng)該盡力避免的。