物种杂交动物让后代更适应环境

核心提示：近日，美国科学家撰文称，杂交物种的发现和对过去杂交过程的检测迫使生物学家们改变将物种视为独立单元的固有看法。物种之间的阻隔也许并不如想象中的那般巨大，它并非一道无法逾越的天堑；有时候，某些不经意的交叉会产生奇迹般效果。

一匹名为Eclyse的斑马马

一只名叫Bahier的雄性狮虎兽。

一只名叫Kekaimalu的鲸豚。

网易探索9月16日报道 近日，美国科学家在《纽约时报》撰文称，杂交物种的发现和对过去杂交过程的检测迫使生物学家们改变将物种视为独立单元的固有看法。物种之间的阻隔也许并不如想象中的那般巨大，它并非是一道无法逾越的天堑；有时候，某些不经意的交叉会产生奇迹般的效果。

1985 年5月15日，夏威夷海洋公园的驯兽员们被眼前的一幕惊了个目瞪口呆：一只重达180公斤的雌性灰宽吻海豚“Punahele”生下了一头通体黝黑的小海豚，说是海豚，其实外表看上去和那只曾与它母亲在同一个池子里待过的雄性伪虎鲸更为接近点。准确的说，这只小家伙应该叫鲸豚，它是个在某些特性上介于其父母中间的混种儿，比如它长有66颗牙齿，宽吻海豚有44颗牙齿，而在海豚科中数量最多的伪虎鲸则拥有88颗牙齿。

2006年，一位猎人在加拿大的北极地区射杀了一只奇怪的熊，它的皮毛如同北极熊一般呈现出白色，但夹杂着褐色斑点，长爪子和弓起的背部又表现出灰熊的特征来。DNA分析证实了这只怪熊是北极熊和灰熊的杂交产物。

对于某些道德洁癖者来说，这种怪胎的出现是动物王国道德沦陷的最好例证，但事实证明，不同物种之间的杂交并不是什么罕见的奇观。一些生物学家估计，有多达10%的动物物种和25%的植物物种会偶尔和不同物种进行交配。这种暧昧关系的重要作用并不在于制造后代，而在于利用杂交的优势产生第三种和亲代完全不同的物种。人为繁育杂交动物的成功案例有很多，其中圈养类就包括斑马马（zorses：斑马和马）、皮弗洛牛（beefalo：北美野牛和肉牛）以及众所周知的骡子（驴和马），但在自然状态下发生的动物杂交行为却有很多不利因素，这些因素阻碍了这种模式的长期成功。

其中最主要的障碍在于，即便不同物种之间的某些成员交配成功，但由于物种间的遗传差异过大或携带了不同数目的染色体，其产生的后代通常无法存活或无法生育（如斑马马和骡子），进化走入了死胡同。另一大障碍在于杂交物种在数量和竞争能力上都无法和双亲的物种相匹敌。

但由于物种杂交实现了基因的新组合，有可能某些新组合让杂交后代产生了对环境的适应能力，而在这样的环境中它的双亲却无法存活。在自然界中这样的例子已有不少为人类所知。此外，DNA分析技术让生物学家们能够对物种的进化历史作更为精确的解读，他们甚至可以对发生在过去的杂交事件进行检测，而正是这样的杂交行为贡献了新基因，并产生了今日这般多种生物体（包括人类）共存的可能性。

普通的向日葵为我们提供一个通过杂交产生适应性的绝佳例证。不列颠哥伦比亚大学的洛伦·里瑟博格和他的同事发现了两种广泛存在的向日葵品种：普通向日葵和具柄向日葵，这两种向日葵至少杂交了三次，并产生了三种杂交后代：沙地向日葵、沙漠向日葵和奇异向日葵。亲本向日葵在美国中部和西部的大多数湿性土壤中都可以茁壮成长，但杂交种对产地却有严格限制，以沙地向日葵为例，它只能生长在犹他州和亚利桑那州北部的沙丘之中，而奇异向日葵则偏爱以德克萨斯州西部和新墨西哥州的盐沼平原为家。

这种物种分布结果表明，杂交种可以在在亲本无法生长的环境中茁壮成长。最近的野外试验也证实了亲本向日葵在杂交向日葵适宜的栖息地中生长较差，而且反过来也是一样，沙地向日葵虽然可以在沙丘地上生根发芽，但一被移到湿性土壤中就表现糟糕。同样，在盐碱条件下，奇异向日葵比亲本要长得更旺盛。

从向日葵身上人类了解到：如果杂交后代可以在一个完全不同的小生态位中扎根，它就有可能会成功。在动物杂交物种上，我们也发现了同样的现象。在过去的250年中，陆续有各种各样的忍冬属植物被移植到美国东北部。上世纪九十年代后期，宾夕法尼亚州立大学的布鲁斯·麦克费隆（Bruce McPheron）所领导的研究小组发现，这些侵入的忍冬属植物被一种名为忍冬蝇（Lonicera fly）的特别果蝇所感染。研究人员对忍冬蝇的DNA进行分析，以确定它们和其他果蝇之间的亲缘关系，结果相当令人惊讶，忍冬蝇竟然是蓝莓蝇和雪莓蝇这两种关联果蝇物种的杂交后代。

通过室内实验，研究者们发现忍冬蝇偏爱以忍冬作为寄生植物，同样，其亲本果蝇也有各自偏爱的寄生植物，但同时它们也不排斥忍冬属植物。研究人员认为，亲本果蝇很可能是在野外的忍冬植物上邂逅的，这种新近侵入的野草成为了两种果蝇结合的催化剂，并导致了偏爱寄生性杂交后代的形成。

向日葵和忍冬蝇的例子提出了这样一个问题：物种之间的杂交频度是不是要比生物学家们先前预测的要更为频繁？一项最新分析报告表明，经过对尼安德特人（Neanderthal）60%以上的基因组序列进行分析后发现，我们的祖先可能与这位一直以来与现代人类分道扬镳的表亲发生过混血。

尼安德特人和现代人类的全面遗传距离分析结果揭示，我们有99.84%的DNA与他们是完全相同的，微小的差异则暗示这两个谱系早在27万至44万年前就彼此分离了。化石证据表明，尼安德特人只存在于欧洲和亚洲，而人类则起源于非洲。人类走出非洲以后，在10万年前抵达中东，4.5万年前到达欧洲，我们有可能在某些时段和某个地区遭遇过尼安德特人。古人类学家、考古学家和古遗传学家最感兴趣的关键问题在于：这两种物种之间究竟发生了什么？通俗点说就是，人类是和他们发展出一段不伦之恋呢？还是将他们直接屠戮？或者两者兼而有之。

如果是前者，那么在所有或部分人类身上就存在尼安德特人的血统。与少量尼安德特人DNA的第一次比对并没有发现任何杂交的迹象，人类和他们不存在异种繁殖也成为了一种被广泛接受的结论。但直到今年，研究又发生了新变化，来自德国莱比锡马普进化人类学研究院（Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology）的斯万特·帕珀（Svante Paabo）和同事获取了更多的尼安德特人DNA，在分析以后发现，欧洲人和亚洲人（不包括非洲人）的DNA序列中有1%至4%是由与古人类混血的尼安德特人贡献的，这种杂交过程可能发生在5万至8万年之前的中东地区。有可能是某些尼安德特人的基因让现代人类适应了新气候和新栖息地。

杂交物种的发现和对过去杂交过程的检测迫使生物学家们改变将物种视为独立单元的固有看法。物种之间的阻隔也许并不如想象中的那般巨大，它并非是一道无法逾越的天堑；有时候，某些不经意的交叉会产生奇迹般的效果。

注：作者肖恩·卡罗尔（Sean B. Carroll）是美国威斯康星大学的分子生物学家和遗传学家。