北美乌鸦真的用几万年打破了生殖隔离吗?这到底是怎么回事?

发布于 2021-10-10 09:33

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生殖隔离是不同动物间的隔离机制,它的具体表现为:自然环境下,两个不同物种的物种不发生交配行为、或者发生后不会产生后代、亦或者产生后代,但后代几乎不具备繁殖的能力。在自然界中,大多数的动物属于生殖前隔离,也就是不发生交配行为。但是,就在去年,科学家发现北美的两种乌鸦竟然“打破了”生殖隔离,它们不但会有繁殖行为,还能够产下后代,这到底是怎么回事呢?难道是生殖隔离真的被打破了吗?我们一起来探讨一下这个问题。

北美的两种乌鸦“杂交”?

2018年3月,安娜·M·卡恩斯、马可·雷斯塔尼等10位科学家通过长期的观察和研究在《自然通讯》杂志上发表了一篇论文,论文的大意有两个:一个是北美有两种不同的乌鸦竟然杂交,并且出现了一定数量的种群;一个是这是一个“物种逆转”的过程,这个发现证明了物种的消失可能不止是灭绝,还有可能是杂交。

科研团队通过分析两种乌鸦的DNA发现,它们至少在距今约44万年前就已经独立演化了,他们推测这两种乌鸦的单独演化于44万年前在北美大陆西北部形成的一道巨大的冰川有关。冰川将原本是同一物种的两种动物隔离了开来,之后,在相当长的一段时间内,它们都没有跨过这条天然的屏障,也没有发生过基因交流。

但是,科学家对上图中两种乌鸦重合地中的乌鸦研究发现:重合地区的乌鸦竟然融合了这两种乌鸦的血统,因此,这些乌鸦应该就是西北鸦和短嘴鸦杂交而产生的后代。

这一发现,让许多人对达尔文的生殖隔离产生了怀疑,毕竟按照生殖隔离的定义,不同种的物种即使能够繁殖,它们的后代也是不具备生育能力的,但是西北鸦和短嘴鸦的后代依然具备繁殖能力,而且逐渐的有成为另一个新物种的倾向。

上图为短嘴鸦

两种乌鸦为什么会杂交成功?

关于这个问题,研究团队也做出了解释。首先,短嘴鸦和西北鸦原本有着共同的祖先,只不过它们是被冰川强制的形成了地理隔离。但是随着冰期的结束,两个物种间的天然隔离(地理隔离)屏障消失了,这使得两种乌鸦的栖息地开始逐渐的变得重合。

其次,短嘴鸦和西北鸦虽然独立演化了一段时间,但是二者的差异并不明显,它们的主羽和羽毛颜色非常的接近(黑色),只不过西北鸦相比较短嘴鸦来说要稍微的细小一些,喙以及腿都相对的短一些而已。因此,在相遇之后,二者的排斥性不大。

第三,科研团队通过对短嘴鸦的DNA分析发现,该乌鸦融合两种姊妹谱系的基因,通过对基因的进一步研究发现,基因融合的时间大约在距今约150万年前。这也就意味着短嘴鸦的并不是纯种演化的乌鸦,而是二级谱系融合而成的物种,也就是我们上面说的“物种逆转”。而在整个北美地区的乌鸦演化过程中,或多或少的都存在杂交(初期)的情况,这让两种乌鸦的基因更容易结合。

第四,生殖隔离并不绝对。生殖隔离的定义本身就不绝对,而且从已有的杂交种看,比如狮虎兽、骡子,它们都具备一定的繁殖能力,只不过是繁殖能力非常的低而已。这是因为狮虎兽和骡子的亲一代,它们都独立演化了超过几百万年的时间了。而西北鸦和短嘴鸦仅仅分化了四十多万年,生殖隔离要比以上几种动物还要不明显一些,再加上二者本身就融合了其他非姊妹谱系的乌鸦基因。

所以,在二者重合分布的区域内,一旦多数的乌鸦有了繁殖行为,那么,即使生殖隔离会导致一些后代不育,但也总是有可育的出现。经过几十甚至上百代的杂家后,生殖隔离越来越不明显,最终就会形成融合了二者基因的“新物种”。

总结

西北鸦和短嘴鸦本身就是同一祖先的不同演化种,而它们分道扬镳只有四十多万年,虽然时间已经足够让它们成为独立的种了,但是,两种乌鸦的差异不大,再加上后期冰川消失后,它们又一起生活了几十万年,在这段时间内,只要它们有了杂交行为,就会一定几率的产生后代,而这些后代再与西北鸦或者短嘴鸦进行基因交流,经过漂洗,它们的生殖隔离就会越来越明显。所以,这并不是违背生殖隔离。

当然,作为两个独立的种,只要不是在重合的范围内(重合范围内基因的交流已经太久了),取双方各一只,它们的生殖隔离依然是明显的。

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