眾所周知，魚和魚戀愛，鳥和鳥婚配，不曾聽聞山雞配鳳凰，螞蟻配大象...

物種們似乎決定以一種拒絕基因交流的方式，來使得彼此間“老死不相往來”。

但是，生物們?yōu)槭裁匆@么做呢？

偉大科學(xué)家

達(dá)爾文出生在英國的醫(yī)學(xué)世家，父親和祖父都是當(dāng)?shù)赜忻麣獾尼t(yī)生，他的父親希望他能子承父業(yè)。

于是，16歲的達(dá)爾文就被送到了當(dāng)時(shí)頂尖醫(yī)學(xué)院——愛丁堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院進(jìn)行醫(yī)學(xué)知識學(xué)習(xí)。

但是，達(dá)爾文似乎對醫(yī)學(xué)并不感興趣，他對動(dòng)植物知識、自然歷史等充滿了興趣。

在當(dāng)時(shí)，這些知識都屬于博物學(xué)，而博物學(xué)隸屬于神學(xué)范疇。

即宗教的神父們希望通過“神造萬物”的圣經(jīng)信條中，以領(lǐng)悟上帝的“神跡”和“旨意”。

達(dá)爾文在愛丁堡大學(xué)的3年里，經(jīng)常跟隨著博物學(xué)的老師們奔波在野外的動(dòng)植物采集活動(dòng)中，并樂此不疲。

結(jié)果可想而知，當(dāng)他的父親知道之后，非常失望和氣憤，認(rèn)為他“不務(wù)正業(yè)”“游手好閑”，將來會(huì)給家族蒙羞。

但是，倔強(qiáng)的達(dá)爾文并不屈服于父親的種種威逼之下，毅然為自己的興趣愛好而堅(jiān)持。

最終，他的父親雖然非常失望，但是無可奈何，只能妥協(xié)。

于是，達(dá)爾文又被送到了劍橋大學(xué)神學(xué)進(jìn)行學(xué)習(xí)，他父親的初衷是既可以讓達(dá)爾文從事博物學(xué)研究，同時(shí)將來可以“成為一名受人尊敬的牧師”而不至于讓家族蒙羞。

但是，理想很完美，現(xiàn)實(shí)很骨感。

劍橋大學(xué)是當(dāng)之無愧的大師云集的地方，達(dá)爾文很快在這里結(jié)識了著名植物學(xué)家J.亨斯洛等一批有著豐厚科學(xué)素養(yǎng)的學(xué)者，雖然就沉浸在對動(dòng)植物、地質(zhì)等知識的研究中。

而神學(xué)的那些宗教知識熏陶早已被他拋到了九霄云外。

1831年，時(shí)年22歲的年輕小伙達(dá)爾文，心中充滿著對博物學(xué)知識的激情，隨貝格爾號軍艦進(jìn)行了5年的環(huán)球考察。

在考察期間，他進(jìn)行了大量的動(dòng)植物、地質(zhì)樣本等的采集，訓(xùn)練有素的達(dá)爾文對樣本的各種特征進(jìn)行詳細(xì)描述和記載。

隨著他對樣本的記錄越來越多，他隱約之中，就感覺到很多“有意思而又奇怪”的東西。

比如，當(dāng)他對一些大洋上海島的鳥雀進(jìn)行記錄時(shí)，他就驚訝地發(fā)現(xiàn)，這些雀類雖然鳥喙、體型存在差異，但是它們其他形狀都是相似或相同的。

于是，達(dá)爾文就對這種現(xiàn)象進(jìn)行了思考，最終他認(rèn)為，這些海島的雀類其實(shí)都是“兄弟姐妹”。

即它們有著一個(gè)共同的祖先，但是，隨著它們在各自不同的海島環(huán)境生活很長時(shí)間后，它們開始為了適應(yīng)環(huán)境，發(fā)展出了不同的特點(diǎn)。

達(dá)爾文的筆記

從那之后，達(dá)爾文就一直在系統(tǒng)地對這些知識進(jìn)行梳理，最終在1859年發(fā)表了《物種起源》。

即認(rèn)為物種間其實(shí)存在一個(gè)共同的祖先，隨著生存環(huán)境的改變，而相互間一點(diǎn)點(diǎn)積累差異，最終變成不同的物種。

達(dá)爾文開創(chuàng)性改變了人們對世界、對物種、（尤其是）對人類自身的認(rèn)識。人們通過他的視角看到了物種間的連續(xù)性，也看到了物種間的進(jìn)化特質(zhì)。

即同一物種的種群如果在不同的地理環(huán)境下，生存很長時(shí)間，差異會(huì)一點(diǎn)點(diǎn)逐漸累積（突變），最終量變到質(zhì)變，有著共同祖先的兩種不同環(huán)境下的種群相互間無法再進(jìn)行婚配和基因交流，即生殖隔離形成，兩種物種就產(chǎn)生了。

產(chǎn)生生殖隔離的“原料”

達(dá)爾文在其觀點(diǎn)中，將地理隔絕當(dāng)作是生殖隔離的原因，而實(shí)際上導(dǎo)致生殖隔離的原因比這要復(fù)雜的多。

20世紀(jì)進(jìn)化生物學(xué)領(lǐng)軍人物恩斯特·梅爾，在大量研究證據(jù)的基礎(chǔ)上，將生殖隔離的原因分為兩大類：合子前隔離和合子后隔離。

恩斯特·梅爾

何為合子？合子指的是精子與卵子的合體，即我們常認(rèn)為的受精卵。

合子前隔離

合子前隔離其大致意思指的是，物種生活習(xí)性、身體構(gòu)造等的不同所導(dǎo)致的杜絕性基因交流障礙。

舉例來講，人身上的虱子根據(jù)寄生位置不同，可分為頭虱、體虱和陰虱。

頭虱

體虱

陰虱

這三種虱子其實(shí)有著共同的祖先，實(shí)驗(yàn)室條件下，三種虱子相互間是可以交配產(chǎn)生后代的，尤其是頭虱和體虱，它們直接產(chǎn)生后代的難度更低，而且現(xiàn)代基因?qū)W證據(jù)表明體虱是在頭虱基礎(chǔ)上進(jìn)化來的。

但是，這三種虱子卻在野生狀態(tài)下，“老死不相往來”，即自然狀態(tài)下，三種虱子不會(huì)離開自己的歸宿地而跑到別人的場所進(jìn)行活動(dòng)，并產(chǎn)生“愛情火花”。

虱子為什么會(huì)這么選擇，主要的原因是它們早已適應(yīng)了自己的生活環(huán)境下的溫度和濕度，而變的對其他的環(huán)境非常不適應(yīng)了。

虱子是一種對溫度非常敏感的生物，比如頭虱會(huì)根據(jù)溫度的變化，時(shí)而躲在發(fā)根，時(shí)而跑到發(fā)端。

所以，這三種虱子會(huì)嚴(yán)格根據(jù)自己的生存環(huán)境特點(diǎn)，而牢牢地呆在自己的地方。

這種生活習(xí)性的不同，直接導(dǎo)致了彼此不會(huì)主動(dòng)找到對方進(jìn)行基因交流，也就慢慢間產(chǎn)生了生殖隔離。

再比如，美國蟾蜍和福勒蟾蜍，光從這兩種蟾蜍的花紋你就知道它們是兄弟姐妹。

美國蟾蜍

福勒蟾蜍

實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下， 這兩種蟾蜍可以產(chǎn)生可育的健康后代，但是，在自然狀態(tài)下，兩種蟾蜍卻是不交配的。

因?yàn)樗鼈兊姆敝称诔霈F(xiàn)了差錯(cuò)，美國蟾蜍習(xí)慣在早夏時(shí)節(jié)進(jìn)行繁殖，而福勒蟾蜍則喜歡在晚夏時(shí)節(jié)進(jìn)行婚配。

所以，這種繁殖期的不同，也會(huì)導(dǎo)致種群的基因無法得到交流之后，漸漸相互間差別越來越大，進(jìn)而出現(xiàn)生殖隔離。

當(dāng)然，這種例子數(shù)不勝數(shù)，比如鳥類的舞蹈、動(dòng)物的不同叫聲，這些都是可能導(dǎo)致生殖隔離的重要原因。

因?yàn)椤靶畔⒔涣鞑煌ā睙o法讓它們的另一半“來電”，也就無法正常進(jìn)行基因交流。

除了合子前隔離，合子后隔離是物種間生殖隔離形成的另一個(gè)原因。

合子后隔離

顧名思義，合子后隔離，指的是即便精子和卵子相遇之后，形成了合子，但是這種合子沒有存活力，很快就在胚胎發(fā)育期自行死亡了。

而人們比較了解的，比如像騾子、獅虎獸等奇葩物種，就是合子后隔離的例子。

馬騾（即俗稱騾子）是由公驢和母馬雜交后的產(chǎn)物，但是這可不是一個(gè)新物種，因?yàn)轳R騾是不育的。

騾子由公驢和母馬雜交所得

我們評價(jià)一個(gè)物種，至少物種之間是可繁殖的，像馬騾這樣的產(chǎn)物是不健康的。

公驢配母馬生成馬騾，那么公馬配母驢呢？

實(shí)際上，公馬配母驢也是可以產(chǎn)下后代的，但是這種情況往往比較少見，它們產(chǎn)下的后代被叫做驢騾。

驢騾：公馬和母驢雜交所得

驢騾要比馬騾小，因?yàn)樗嗬^承了驢子的特點(diǎn)。歷史上據(jù)說是匈奴人最早培育出驢騾這種奇葩品種的。

驢騾和馬騾一樣一般是不育的。

但是，上世紀(jì)末期，據(jù)報(bào)道出現(xiàn)了一頭能生育的馬騾。

這是一只母馬騾，此外它還與另一頭雄驢雜交又產(chǎn)下了一只被命名為“駒”的雄性后代。

但是，該報(bào)道就能說馬騾是一種新物種了嗎？

實(shí)際上，這是不可以的，至于原因文章后面會(huì)講。

和上述原則一樣，人們還嘗試將老虎、獅子和豹等大貓進(jìn)行過雜交，結(jié)果也得到了一些詭異奇葩的產(chǎn)物。

比如，獅虎獸是由公獅子和母老虎進(jìn)行雜交后的產(chǎn)物。

獅虎獸由于避開了限制其體型的基因，結(jié)果可以長得非常大，是地球上目前知道的體型最大的貓科動(dòng)物。

獅虎獸：地球上體型最大的貓科動(dòng)物

除了獅虎獸，自然也有虎獅獸，甚至曾經(jīng)有一頭母獅虎獸與公獅子產(chǎn)下一種叫做獅獅虎獸的夸張品種。

虎獅獸

獅獅虎獸

當(dāng)然，也有公豹與母獅產(chǎn)下的雜交產(chǎn)物，豹獅獸。

豹獅獸

即便老虎、獅子、豹之間能夠產(chǎn)生一些奇葩的產(chǎn)物，但是這種情況一般都比較少見。

更別提那種叫做獅獅虎獸的奇葩產(chǎn)物。

一般情況，這種動(dòng)物也是不育的，即便有個(gè)例能產(chǎn)下后代的情況，但是，這并不能說明其是一個(gè)新物種。

無論是馬驢的愛情結(jié)晶，還是大貓們的婚配產(chǎn)物，合子后的隔離似乎規(guī)定了這種策略下的行徑是沒有前途的。

因?yàn)檫@些物種無法產(chǎn)生穩(wěn)定健康的后代，是沒有希望的動(dòng)物。

霍爾丹定律

在合子后隔離中，我們講述了兩個(gè)特例，即那只會(huì)生育的馬騾和會(huì)生育的獅虎獸。

我們不是說，馬和驢，獅子和老虎是兩個(gè)物種嘛？它們的后代是不可育的嘛？

怎么還可以如此“開掛”？

而實(shí)際上，這種情況早在科學(xué)家的預(yù)料之中。

1922年，英國著名進(jìn)化生物學(xué)家霍爾丹就提出：

當(dāng)異種動(dòng)物相互交配產(chǎn)生的雜種一代中有某一性別的個(gè)體不能成活或不育的話,那一定是異配的性別。

換言之，比如在XY性別決定體系的動(dòng)物（比如果蠅、哺乳類）中，不能成活或不育的就是雄性雜種(XY)。而在ZW性別決定體系的動(dòng)物（比如蝴蝶、鳥類）中，則是雌性雜種（ZW）。

該結(jié)果是在實(shí)驗(yàn)室里，經(jīng)過大量論證之后得出的結(jié)論。比如，XY性別決定體系中，科學(xué)家們早已用果蠅這種繁殖周期短的動(dòng)物，進(jìn)行過大量的試驗(yàn)，當(dāng)不同種的果蠅進(jìn)行雜交之后，那些不能成活或不育的都是些雄性雜種后代。

這是因?yàn)楫?dāng)雜交后代在產(chǎn)生配子時(shí)，如果是雄性的話，它產(chǎn)生配子時(shí)往往會(huì)因XY性染色體組成的差異，導(dǎo)致其產(chǎn)生的配子可能存在分配缺陷，以至于基因無法正常重組。

而如果是雌性的話，因?yàn)閄X染色體的均分一致性，可以避免這種缺陷，所以可能暫時(shí)性產(chǎn)生后代。

所以，這也解釋了為什么那只可生育馬騾是母的，而那只可生育的獅虎獸也是母的。

“臭味相投”的魅力

在上述的部分雜交現(xiàn)象中，其實(shí)強(qiáng)加了人為的意志在里面。是我們出于特定目的，將不同物種進(jìn)行了雜交嘗試，而得到一些詭異產(chǎn)物。

而在自然狀態(tài)下，這種情況是極少發(fā)生的。

但是，有科學(xué)家就好奇，如果這種極小概率事件發(fā)生，是不是意味著一種新的物種就逐漸產(chǎn)生了。

1950年，一位叫做考夫曼的科學(xué)家，模擬了自然狀態(tài)，進(jìn)行了這項(xiàng)研究。

他強(qiáng)行將溫度設(shè)定在某一水平，然后讓兩種不同的果蠅（可交配產(chǎn)生可育后代）進(jìn)行雜交，結(jié)果得到了雜交后代。

然后，在培養(yǎng)皿中放入一半左右的雜交后代，放入一半的原始品種。

結(jié)果看到，雜交后代經(jīng)過5代之后，就跌倒了幾乎可以忽略的數(shù)量。

這似乎在說明，雜交后代被選擇性地拋棄，它們正在漸漸消失。

除此之外，也有一位叫做黛安·多德的科學(xué)家，做了類似的試驗(yàn)。

它將同一品種的果蠅隨機(jī)分成兩組，兩組果蠅喂食不同的食物，它們各自產(chǎn)生后代后，繼續(xù)維持食物類型。

相同的果蠅，分組進(jìn)行不同食物喂養(yǎng)，經(jīng)過幾代以后，同一食物喂養(yǎng)的果蠅更容易產(chǎn)生“愛情”

經(jīng)過幾代以后，他將兩組中的果蠅后代放入同一環(huán)境之中，觀察其擇偶情況。

結(jié)果，同一“食物偏好”的果蠅更傾向選擇相互間婚配。

這兩個(gè)試驗(yàn)都在某種程度上，模擬了物種生殖隔離產(chǎn)生的機(jī)制。

尤其后者，它在某種程度上說明了，不同物種的產(chǎn)生可能是種群間各自“臭味相投”之后的產(chǎn)物。

即原本相同兩個(gè)種群，在經(jīng)過各自“環(huán)境熏陶”之后，只選擇具有“共通特質(zhì)”的種群成員相互聯(lián)系而產(chǎn)生“共鳴”，以便維持這些特質(zhì)在種群中得到穩(wěn)定的繼承。

當(dāng)然，這一切可能都是以”適應(yīng)環(huán)境“為前提的。

結(jié)語

雖然現(xiàn)在還沒有直接證據(jù)證明地球上所有的生命都來源于同一個(gè)始祖，但是，隨著科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，人們總隱隱約約似乎又看到了那個(gè)“共同母親”。

地球上多如牛毛的物種，看似相互間獨(dú)立，其實(shí)在某種程度上是各自對“生存、發(fā)展”而作出的策略和選擇。

生殖隔離是什么？它似乎是一本大自然法典，維持著物種間穩(wěn)定性。

在大自然中，物種（基因）具有突變性，這種突變性可以為其帶來更多生存策略，不至于“迂腐至死”。

但是，如果一味講究可變性，而忽視穩(wěn)定性，那么物種自身將失去賴以生存的基礎(chǔ)。

所以，物種的發(fā)展往往是“穩(wěn)扎穩(wěn)打”的，它慢慢地“改變”，將每一點(diǎn)改變吸收消化，最終產(chǎn)生差異巨大的不同“生命體系”。

生殖隔離是這種差異的巨大體現(xiàn)，但是也是生命在不同“環(huán)境適應(yīng)”策略下的結(jié)果。

通過生殖隔離，我們仿佛看到了“宇宙生命信息流動(dòng)的影子”，但是，我們還對此一知半解！