生殖隔离跟什么有关?

泛旅传媒 2022-08-13 23:25 编辑:宰妹 146阅读

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——