骡子不育给我们的启示

骡子不能生育是人们很久就知道的事实，但人们只知其然，不知其所以然。后来一系列的生物学发现，特别是染色体发现，人们才揭开了这个谜。

决定生物生长的信息是DNA和基因，染色而又是基因的载体。马的染色体为64条，驴的染色体数为62条，骡的染色体数为63条。不同种生物杂交，受精卵根本不会发育，或胎儿死于宫内，不会到世间来，骡子是生物中的特例。虽然骡子虽能发育为成熟的第一代杂种，但它不能产生后代。马的32对染色体中有18对端着丝粒染色体，驴的31对染色体中只有11对端着丝粒染色体，骡在形成生殖细胞时，染色体不能正常配对（即联会紊乱），而无法形成正常的授精卵，故不能生育。

天然西瓜是二倍体，具有11对染色体（2n＝22）。在幼苗时期，用秋水仙素处理后染色体可增加一倍，得到四倍染色体（2n＝44）的西瓜植株。四倍体西瓜可以结实，产生种子，成四倍体西瓜。四倍体西瓜如果接受二倍体西瓜的花粉，产生的后代是三倍体。由于这种三倍体在减数分裂时染色体不能正常联会配对，不能正常结子，它的果实内没有种子或种子很小，没有功能。市场上出售的无子西瓜就是三倍体西瓜。

http://tinyurl.com/7nxkq7p

染色体在生物种的改变，不是简单的数学加减。两个有63条染色体的骡子相配，即生不出64条染色体的马，也生不出62条染色体的驴，因它们没有正常的精子和卵子。同理，两个47条染色体唐氏综合症病人相配，即生不出46条染色体的正常人，也生不出48条染色体的猴子，唐氏综合症病人的精子，卵子和生殖器官都可能发育不正常。

超过95％生物染色体都在显微镜下都有独特的结构不同，而显微镜的分辨率是1-2百万个碱基对，有一些生物在显微镜下原来没有区别，但随着染色技术的改进，人们又发现了染色体水平上的区别。染色体数量的改变，包括染色体的倍增，或染色体个数的增减是的变化最明显变化，而还有其他的改变，如易位，扩增，缺失，等等，这些改变就当需要比较高级的染色技术才能发现。可以说所有不同种的两性生物都有染色体结构上的区别，也就是说如果生物没有染色体结构上的区别，就是同一种生物，他们个体间的配子如有机会结合，它们就能产生有生育能力的子代。

我这里强调的是，不同种的生物绝不会有相同结构的染色体，而并不是说有不相同结构染色体的生物一定是不同的生物种，有些生物有两种或两种以上结构的染色体，一种生物发生结构的改变之后，它们仍可和原种之间还可交配，生出健康可生育的子代。

骡子不能生育告诉我们，对于一个两性生物，它们的进化如涉及染色体数量的改变，那么其过程是不可能同过有奇数染色体的中间生物完成的，如63条染色体的骡子，47条染色体唐氏综合症，它们一定是由原种生物一下就得到偶数（2，4，6，..）的染色体或染色体倍增而来，如48条染色体的猴到46条染色体人或类似的生物。

那么下一个问题人们自然会问的是：这个新偶数染色体的新种是如何传代下去？根据种的生物学定义，它是不能与原种的个体交配生出有生育能力的后代，猴是不可能于人交配生出有生育能力半人半猴的。

骡子不育给我们的启示就是：“亚当”“夏娃”必然是由他们的原种生物一代产生，而且必须是同时同地。要完成这一过程，“亚当”“夏娃”必然是一母所生的同胎的异性兄妹（张坚一；Zhang 2008）。

下面是网上的讨论，斜体字是网友的发言，正体是我的回答

“我估计他的point就是，虽然微观进化是一个渐变过程，但真的到达生殖隔离的程度只可能在一代之间发生。”

我是说，新种生产是染色体突变的结果，是在个体上发生，与微观进化无关，微观进化一般是指基因频率在群体上的改变。就象DOWN症一样，是在一个母亲的胎里发生。它的发生于人群中其它人变高了，矮了，黑了，白了毫无关系。细胞和染色体没有意识，不知外部世界是什么样。

如果新得到偶数染色体的个体还可和原种之间还可交配，生出健康可生育的子代，那只能说这种生物有两种或两种以上结构的染色体，没有新种产生，和我讨论的问题无关。有两种或两种以上结构的染色体的生物很少，屈指可数。而绝大多数生物当数染色数量改变后，都和原种不育。正如我在文章说到：染色体在生物种的改变，不是简单的数学加减。两个有63条染色体的骡子相配，即生不出64条染色体的马，也生不出62条染色体的驴，因它们没有正常的精子和卵子。同理，两个47条染色体唐氏综合症病人相配，即生不出46条染色体的正常人，也生不出48条染色体的猴子，唐氏综合症病人的精子，卵子和生殖器官都可能发育不正常。

我再强调：生物种的改变不是简单的数学加减，不是凭想象。两个47条数染色的DOWN夫妻是绝对不育。一个女性的DOWN症和46条数染色的人在极偶然的情况下，可生出46条数染色的人，从没有报道他们（两个47条数染色的DOWN夫妻）生出48条数染色的人或生物来。

再有，有染色体条数改变的生物往往或必然有其它染色体响应结构的改变，我并没说只是染色体条数的改变。

“我认为在天然异源多倍体，尤其是一些栽培植物中（棉属、芸薹属），已经通过染色体、分子等方面不同物种的亲缘关系，进化来源；并通过人工合成新的异源多倍体进行印证。举个芸薹属的例，普遍认为，甘蓝型油菜Brassica napus（AACC，2n＝38）是天然异源四倍体起源于白菜型油菜B. compestris（AA，2n＝20）与甘蓝B. oleracea（CC，2n＝18），芥菜型油菜B. juncea（AABB，2n＝36）是起源于白菜型油菜B. compestris（AA，2n＝20）与黑芥B. nigar（BB，2n＝16）；埃塞俄比亚芥B.carinata（BBCC，2n＝34）则是黑芥（BB，2n＝16）与甘蓝（CC，2n＝18）杂交得来。这就是“禹氏三角”。事实上，经过人工合成，已经完成的很多研究都可以得到（包括田间杂交自然结实、组培提高远缘杂种得率等）这3个复合型油菜的单倍体（AC，AB，BC），这些单倍体田间种植是完全能生长的，也能开花，虽然其花育性很低，但能通过不减数配子结合（虽然在育种应用中都经过秋水仙碱加倍，），得到四倍体。不减数配子的受精结合，种间或属间杂种减数分裂时，不同物种的染色体之间没有联会现象，后期染色体不规则分向两极，形成染色体数目不等的胚子。其中，只有全部染色体都被重组在同一个子细胞中时，所形成的配子才能育，由这种配子结合形成的双二倍体胚，才能正常发育，而其他则败育。目前，普遍认为自然发生的异缘多倍体主要是通过不减数配子这种方式产生的。偶数染色体能保证物种延续下去，它要趋向于二倍体化；但不意味着这样的物种就不能通过有奇数染色体的中间体产生。”

你谈到这些天然异源多倍体的植物，我没看出有什么理由证明它们是由奇数染色体的中间体产生产生的。什么是“不减数配子”，我查不到，有什么科学证据？请详细说明。

我所说“物种就不能通过有奇数染色体的中间体产生”，是说两种之间杂交产生带奇数染色体的中间体，带奇数染色体的中间体之间再交配产生新种，这是不可能的。“单倍体田间种植是完全能生长的，也能开花，虽然其花育性很低”，这本身就支持通过有奇数染色体中间体产生新物种的不可能性。

你谈到这些天然异源多倍体的植物，如甘蓝型油菜Brassicanapus（AACC，2n＝38），我认为是如双卵模型所言，两个合子（受精卵）发生了类似突变。还有，我们讨论进化如何发生，是讨论在自然条件下，不是实验室条件。

科学只能说什么发生了，不能说什么没发生。科学上有一个原则是“欧卡姆剃须刀”，它的意思就是：科学上的解释越简单越好。人们知道艾滋病是由HIV病毒引起的，就不会再去找一个未知的病毒为艾滋病寻求解释，这样的努力是多余又不必要。到目前我们知道的新生物产生都是突变，或用突变就可得到解释（双卵模型），当然就没有必要在找其它的机理。这就意味着一切其它的理论都是多余的。

物种就不能通过有奇数染色体的中间体产生，但偶数染色体的中间体就可以吗？减数分裂时异源的染色体如何联会？到目前我们知道的新生物产生都是突变，或用突变就可得到解释（双卵模型），当然就没有必要在找其它的机理。这就意味着一切其它的理论都是多余的。——这样科学就不能进步了，因为任何理论都有其不能解释的现象，我们只是在不断接近真理，新的理论会层出不穷的。PS：新生物的产生可以也通过基因重组，染色体变异产生。

“物种就不能通过有奇数染色体的中间体产生，但偶数染色体的中间体就可以吗？”

理论上两物种交配可产生偶数染色体的中间体生物，如一个64条染色体生物与68条染色体生物（32＋34），但现实中，两物种交配可产生下一代的例子极少，即使有下一代，它们也是不育，就象骡子不能生育一样，生物的种就是这样定义的。科学不能仅靠想象，关键是现实中有无可支持的例子。

我在文中所说偶数染色体的生物，并不是两个不同种生出的中间体生物，而是新种是由原种的两性受精卵同时得到了偶数染色体，当然还有其它染色体相应的变化。

“这样科学就不能进步了，因为任何理论都有其不能解释的现象，我们只是在不断接近真理，新的理论会层出不穷的。”

双卵模型可以解释所有两性生物的进化现象。就像HIV病毒解释了所有的艾滋病的病因一样。难道非要再发现一个导致艾滋病的病毒才能算科学进步？新的理论层出不穷正说明现有的理论不能服人，或有很多解释不了的。真理的发现就使新的理论不在同一领域再出现了。欧姆定律是关于电阻，电流，电压的理论，还有什么新的理论提出吗？更不用说出层出不穷了。

“新生物的产生可以也通过基因重组，染色体变异产生。”

你说的对。我只不过是说这种基因重组，染色体变异是发生在一对两性受精卵上。是一代就产生，是突变的结果。有突变就够了，而不是像达尔文所说是变异加自然选择的结果。

参考文献

张坚一“鸡为先：揭开生物进化的秘密。待出版。”