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同域性种分化

时间:2022-02-17 百科知识 版权反馈
【摘要】:在祖先种分布的范围内,产生出生殖上发生了隔离的两个分群体即为两个新种。这种同域性种分化模式在高等植物的进化中,是最为有效的手段。两亲本染色体缺乏相同性的场合,杂种个体的染色体在减数分裂时,不能正常配对、分离,形不成正常的配子,从而导致不孕。可是因某种原因具有全染色体的配子相结合,染色体加倍后,相同染色体有了两条,就可进行正常的减数分裂,于是变得可孕了。
同域性种分化_进化首的进化学

在祖先种分布的范围内,产生出生殖上发生了隔离的两个分群体即为两个新种。这种种分化模型谓之同域性种分化(sympatric speciation)。植物界中广泛存在着由于染色体加倍,二倍体植物变成四倍体植物,二倍体植物和四倍体植物杂交,形成三倍体杂种,它在形成配子时,由于染色体不能均等地分配,孕性显著降低或形不成杂种。这里没有地理隔离,也不伴随遗传分化,就出现了生殖后隔离。这种同域性种分化模式在高等植物的进化中,是最为有效的手段。在显花植物中,大约有1/3的种是通过多倍性(polyploidy)方式形成的。两亲本染色体缺乏相同性的场合,杂种个体的染色体在减数分裂时,不能正常配对、分离,形不成正常的配子,从而导致不孕。可是因某种原因具有全染色体的配子相结合,染色体加倍后,相同染色体有了两条,就可进行正常的减数分裂,于是变得可孕了。这样的异源四倍体植物谓之异源复二倍体(amphidiploid)。这种形成方式当然属于同域性种分化。这里举一个世界闻名的人工形成异源复二倍体的例子。萝卜(Raphanus sativus,2n=18)、甘蓝(Brassica oleracea,2n=18)均属于十字花科植物,但不同属。萝卜与甘蓝杂交一般是不孕的,因为萝卜的9条单价染色体和甘蓝的9条单价染色体是非同源染色体,杂种减数分裂时,染色体不配对,不能形成正常的配子,所以不孕。1920年代俄罗斯植物遗传学家卡尔别钦科(G.D.Kapechenko)研究这个问题,在众多的杂交中,他发现有时也会出现下列情形:18条非同源染色体(萝卜9条,甘蓝9条)在减数分裂过程中,没有分到细胞的两极去,而是进入到同一个配子的细胞核中去。当两个这样具有异源双倍性染色体的雌雄配子相结合后,就形成了可结实的、染色体数量稳定的四倍体或称为异源复二倍体的杂种。这种杂种体细胞具有4个染色体组,其中两个染色体组来自萝卜,另两个染色体组来自甘蓝,是世界上首例属间的新种——“萝卜—甘蓝”(Raphanobrassica),即人工四倍体——异源复二倍体(图6—3)。卡尔别钦科的这项研究在遗传学界曾轰动一时。在自然界中也会发生类似于上述情形的远缘多倍体植物的。

在动物种中,通过异源复二倍体形成新种的例子几乎是没有的。在北美洲有一种实蝇Phagoletis pomonella,其成虫在果实上产卵,孵化的幼虫吃该果实成长。这种实蝇原来的宿主是山楂树,可是到了1864年,苹果树被引进到那里,后来出现了以苹果为食的实蝇个体。再后来又出现以梨、樱花为利用对象的实蝇个体。利用山楂的群体和利用苹果的群体由于食物资源的不同,决定了各自的进化方向,久而久之出现了遗传分化,基因停止交流,形成了交配前隔离。

图6—3 萝卜—甘蓝的异源四倍体杂种

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