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有些关于近缘物种的问题没搞懂,胡乱聊一下

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发表于 2017-8-15 14:22:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
问题比较多,想起一个说一个,以后慢慢添加
假设五台山上有一种亚高山植物,开黄花,在海坨山上开白花,其它看不出什么区别,两种植物会不会被定为变种关系?如果白花和黄花都出现在五台山,应该就不会分了,当然前提是它们相互授粉繁殖没有种族歧视。最近美国白人优先又闹事,我看美国不用十代,白人黑人亚裔就会混成一个人种。
云南高原上到夏天一片草甸上有各种报春花同时盛开,是不是说明它们之间不能或很难杂交?以前看过一个研究报道,说某种基因在几十年的时间里传遍的青藏高原的很多不同品种的报春花,这是什么原理?
发表于 2017-8-16 17:43:28 | 显示全部楼层
仁兄等于是说物种之间距离并不均匀,是否为变种有一定人为因素。这点我同意。相信这也是为什么要有模式种。

基因在报春花中跨物种传播,这以前没听说呀,多讲讲!

点评

是不是这么个分类规则,如果有比较远有地理隔离的,会给个变种;在一起的,要么就是一个种,要么分出一个亚种。 五台山的胭脂花有红黄两种花色,只能看看他们是不是通婚的,是:就不用分的,不是:那就有个黄花亚种了  详情 回复 发表于 2017-8-17 07:39
 楼主| 发表于 2017-8-17 07:39:22 | 显示全部楼层
大理 发表于 2017-8-16 17:43
仁兄等于是说物种之间距离并不均匀,是否为变种有一定人为因素。这点我同意。相信这也是为什么要有模式种。 ...

是不是这么个分类规则,如果有比较远有地理隔离的,会给个变种;在一起的,要么就是一个种,要么分出一个亚种。
五台山的胭脂花有红黄两种花色,只能看看他们是不是通婚的,是:就不用分的,不是:那就有个黄花亚种了。如果XX山碰巧胭脂花都是开黄花的,那么就直接来个XX山变种。同一个地方不能有两个变种,是不是这样?但我觉得有两个亚种混生在一起好像也不应该啊,但似乎有这么分类的。
 楼主| 发表于 2017-8-17 07:42:31 | 显示全部楼层
关于报春花,我以前看的,是不是我记错了,或者是找不到当时的文章,转一篇相关的:

记者从中科院昆明植物研究所获悉,该所孙卫邦研究组的博士马永鹏日前与丽江高山植物园的博士吴之坤合作,发现报春花属植物自然杂交或致耐寒基因转移。相关研究成果日前在线发表于《植物学纪事》。

  据马永鹏介绍,报春花属约有500种,是报春花科中观赏价值极高的一个大属,主要分布于北半球温带和高山地区,仅有极少数种类分布于南半球。我国有报春花属300多种,主要分布于东喜马拉雅—横断山区域,该区域被认为是报春花属植物的起源与分布中心。

  “我们研究了分布于丽江玉龙雪山的橘红灯台报春、霞红灯台报春及其自然杂交形成的杂交后代,通过野外实验确定了两种亲本的繁殖生物学特征和传粉者。同时,通过实施大量野外实验排列与室内的分子生物学手段,揭示了该杂交过程和杂交方向。”马永鹏说,研究显示,该杂交过程是一个单向杂交,总是以橘红灯台报春为母本,所有检测到的杂交后代都是一些和橘红灯台报春的回交后代。同时,野外的杂交后代存在较高的坐果率和结实率。

  研究人员认为,由于该杂交区内亲本与杂交后代进行不断地回交,有些橘红灯台报春已经成功地占据了霞红灯台报春典型的生态位。在这种情况下,通过杂交,很可能使霞红灯台报春中一些耐旱的基因转移到了橘红灯台报春中。

 楼主| 发表于 2017-8-17 07:50:53 | 显示全部楼层
还看过一篇四川黄龙的杓兰研究,去年我去黄龙看过,黄花杓兰和西藏杓兰是混杂在一起同时的,近到相互触碰了。研究人员说黄花杓兰和西藏杓兰可以杂交,没有任何障碍。花期一样,花朵一样大(估计是相同的昆虫授粉),四川怎么能维持两个不同群落?应该归一啊

点评

鄙人也见过黄龙的杓兰…… 对黄龙以致于整个横断山,生物研究题目也许应该是为什么会呈现如此多样性…… 换句话说,仁兄这里的几种杓兰,虽然可以杂交,但也许已然走上稳定分化之路?  详情 回复 发表于 2017-8-17 12:22
鄙人早先年在此网站回复天冬的一个帖子时提到过,美国西南有两种松树,它们可以杂交,后来研究者花费很大精力说明是杂交种还是独立的种。 同一个生态位有两种以上物种,可能自有其道理……  详情 回复 发表于 2017-8-17 12:15
 楼主| 发表于 2017-8-17 08:24:04 | 显示全部楼层
转:

 欧洲大陆的小嘴乌鸦和冠小嘴乌鸦同属于鸦科、鸦属,但并不同种。小嘴乌鸦主要分布于西欧,以腐肉为食;而冠小嘴乌鸦主要分布于东欧,为杂食性。在东、西欧中间部分,即丹麦、意大利北部至德国东部一线,二者共同分布。它们的外形也有非常明显的差异:小嘴乌鸦像是黑暗骑士,全身漆黑;而冠小嘴乌鸦则比较“绅士”,穿灰色外衣,仅头部、喉部、翅膀和尾部饰以黑色。

  虽不同种,但在二者共同分布的区域里,它们却可以互相交配。更奇怪的是,它们虽然可以互相交配,可是生下来的后代要么跟父亲一个种,要么跟母亲一个种,泾渭分明,并没有杂交成一个新品种。
  


  所谓的物种,指的就是一群可以交配并产生正常后代的个体,且它们与其他物种则无法产生正常后代,这就是物种之间的“生殖隔离”。那小嘴乌鸦和冠小嘴乌鸦这两个不同的物种为什么可以相互交配呢?在这个过程中,他们又如何保持物种本身的独立性呢?这是一个非常令人困惑的问题。

  物种形成岛

  研究人员对两种乌鸦进行了全基因组测序,结果发现小嘴乌鸦和冠小嘴乌鸦的基因组序列几乎是一样的,仅有不到0.28%的差异。他们由此得出结论,也许只有少数几个基因决定着一个物种成为这个物种,而其余的基因不会对物种产生影响。

  这就是说,基因组的高度相似性使得它们可以正常交配,产生具有生育能力的后代,而那关键的不到0.28%基因差异,则让它们能够保证自己作为一个物种的独立性。

  上述乌鸦并不是既可交配又能保持物种独立性的唯一例子。在大西洋另一岸,北美洲的青衫黄袖蝶和红带袖蝶也存在这一现象。尽管种群不同,但它们在美国南部的分布重叠区内也可以互相交配,并且也不会形成新的物种。

  全基因组分析显示,这两种蝴蝶在交配后,大量的基因发生了交流和重组,但有部分基因很独特,保持自己的“独立性”,几乎不和其他基因发生交换和重组,研究人员将这个基因区域称为“物种形成岛”。正是高保守性的“物种形成岛”的存在,使得两个近缘物种即使发生杂交,它们的后代也还是能够保持各自的差异性。小嘴乌鸦和冠小嘴乌鸦也属于这种情况。

  让人困惑的乌鸦源自何处

  小嘴乌鸦和冠小嘴乌鸦的分布区中间并没有高山、大湖之类天然的地理隔离屏障,来阻止两个物种进入对方的领域。并且从东至西的自然环境也是相似的,这两个物种生活在同类型的森林里面,似乎没有理由分化成两个物种。

  研究者推测,也许这两个类群原来是一个物种,大约在冰河期到来时,它们和其他动物一起向南迁徙,分别到两个不同的地方避难,分化形成两个类群。当后来地球进入间冰期,冰雪消融后,这两个类群又回到北方,就会分布在不同的区域。但由于它们原来是一个物种,因此栖息地会发生重叠,但它们已演化为两个物种,所以形成今天的这种格局。

  当然,这种推测还需进一步的遗传分析来证明。看来,在找到确凿的答案之前,我们只好继续困惑咯。

 楼主| 发表于 2017-8-17 08:29:10 | 显示全部楼层

演化进行中:与林奈缠斗的乌鸦


桃之  发表于  2014-07-08 19:34






2014年6月的《科学》(Science)杂志刊登了一篇题为《看小嘴乌鸦和冠小嘴乌鸦如何打破林奈的诅咒》的文章[1],当然这文章有标题党之嫌。文章讲的是这两种外型迥异的乌鸦,能杂交,有混居,基因常交流、差别小,却上万年来坚定地维持了外貌的巨大不同。科学家调查了它们的基因谱,发现小嘴乌鸦两大种群之一的德国群体,在基因层面上几乎已经被冠小嘴乌鸦攻陷,可长相、行为却没变。这个“正在演化中”的标准案例击中了分类学者们心照不宣的大烦恼:到底怎样才算一个物种?

小嘴乌鸦(Corvus corone)和冠小嘴乌鸦(Corvus cornix)是欧亚大陆上最常见的鸟类之一,在城市里相当活跃,前者在我国也广泛分布。小嘴乌鸦浑身漆黑,冠小嘴乌鸦后颈、腹背浅灰而头部漆黑,好似带着顶帽子。为便于阅读,我们就分别简称为“黑小鸦”和“冠小鸦”好了。

黑小鸦(左)与冠小鸦(右)。图片:shutterstock.com

因为长相迥异,1758年,分类学鼻祖林奈老爷子理所当然把它们分作了两个物种。上万年来,黑小鸦霸着欧洲西部,冠小鸦占着欧洲东边,二者交界于一条狭窄的地带,从最北的苏格兰直到最南的意大利,称为“和平共处相亲相爱区”。俩小鸦就在这个区域里相遇、相知、相恋,繁衍后代,生生不息。这样,按照中学课本“生物种”的定义,生殖隔离和地理隔离是都没有的,很多人也就认为它俩只是黑小鸦的两个亚种[2,3]——是的,因为长得更符合“乌鸦”的想象,看脸的人类世界倾向于认为黑小鸦更有地位些。可是,2003年,又有人观察到,相亲相爱都是骗人的啊,俩小鸦都明显更愿意跟自己族群里的同类通婚,只有娶不到/嫁不出的卢瑟才会跟长得不一样的异族在一起,并且,杂交的后代还身体还都比较差[4]!再加上它们的叫声和生态行为一直随外貌,向来存在明显不同,于是,又有人坚定地认为这是两个物种。

两只黑小鸦正在追打一只落单的冠小鸦。图片:Richard Brown

大概这话题争论得太久,瑞典乌普萨拉大学的研究者耶尔默·波斯特拉(Jelmer W. Poelstra)等人实在受不了了,谁让他们是林奈的校友呢。他们联合德国、西班牙一众学者们开展了一个大手笔的基因普查项目:从苏格兰、英格兰、瑞典、丹麦、波兰、德国、西班牙采样,全基因组测序、RNA转录组测序,还发明了一套独特的生物统计方法,终于得出结论[5]。

要讲清楚这个结论,我们得先介绍一个概念,叫做“单核苷酸多态性”。在同一种生物中,记录遗传信息的DNA序列绝大部份是一致的,但生物在演化过程中往往会积累各种各样的点突变。如果这些突变发生在基因组不重要的位置上,就完全不会对生物个体产生任何影响,这些突变一旦产生就不会主动消失,而会在种群内被继承、积累下来。在两个基因久不发生交流的群体中,虽然关键的基因应该会一模一样,但在这些没有表型的突变位点上必然会存在巨大的差异。亲缘关系越远的种群,这些发生了突变的位点,也就是遗传学家说的“单核苷酸多态性”位点,也就积累得越多。黑小鸦和冠小鸦的基因组之间约有840万个这种不同的位点。要检测一只乌鸦的血统是否纯正?看看这些单核苷酸多态性位点是否与自己应该所属的类群保持一致,就可以了。

从生态角度来看,粗略地划分,黑小鸦在西班牙和德国各有一个大家族,冠小鸦在瑞典和波兰各有一个大家族,杂交区主要在德国和波兰交界。科学家们分析了它们的基因,发现黑小鸦的西班牙家族,以及冠小鸦的两大家族都骄傲地保持了自己的血统;但是黑小鸦的德国家族则一败涂地,80%以上都更接近冠小鸦的基因。

两种乌鸦的主要类群在欧洲的分布的基本情况,深灰色区域为黑小鸦,浅灰色区域为冠小鸦,黑色粗曲线为二者共同生活的区域。图片:参考文献5

接近到什么程度?德国的黑小鸦和瑞典和波兰的冠小鸦之间只有82个单核苷酸多态性位点肯定互不相同,而剩下的840万个则普遍没有区别。而且这82个不同位点中的81个集中在18号染色体上一段1.95Mb长的小小片段上。就像你想象中的那样,这个小片段上密布着负责色素形成的基因,正是这一小段DNA决定了乌鸦们的外貌不同。整体来说,德国黑小鸦和瑞典冠小鸦的基因组差别率在0.28%以下,远远小于它们和西班牙黑小鸦之间的差别。

不同类群小鸦之间的基因比较。不难发现德国黑小鸦与瑞典冠小鸦之间的基因差异远小于它与西班牙黑小鸦之间的差异。图片:参考文献5

于是,长相行为与黑小鸦一样、基因与冠小鸦一样的德国黑小鸦,所处的分类学地位尽显尴尬。

自两百多年前,林奈开创了双名法对个种生物进行命名以来,“界门纲目科属种”就成了人们谈论一个生物时,必须下的第一个定义。正因为这个标准,果壳网才能提供“你知道吗,卷心菜、紫甘蓝、花椰菜、西兰花、苤蓝都是同一个物种”、“对动物学家来说,狼就是狗、狗就是狼”这些茶余饭后的谈资。在分子技术还不发达的过去,传统分类学区分不同物种依靠的主要形态、解剖结构的不同,辅以行为、生态等等。到了分子技术迅猛发展的新世纪,许多新的鉴定方法纷纷涌现,这些方法揭示了外貌之下的隐藏秘密,有时候与传统分类学的认知相左。发展到如今,基于DNA的分类学鉴定系统已经较为成熟。当然,这些方法也还有着它们的漏洞和不足。

有关这俩乌鸦的未来,瑞典乌普萨拉大学的约亨·沃尔夫(Jochen B. W. Wolf)认为,冠小鸦应该会输吧,毕竟德国是黑小鸦的领地,整个鸦类社会的规则还是由后者决定的;而荷兰莱顿大学的彼得·德克尼夫(Peter de Knijff)则认为,才不呢,德国黑小鸦迟早会连长相也变得跟冠小鸦一样的。而至于它们到底算不算一个物种,演化研究者都表示了不在乎的态度,说这问题留给分类学者吧。毕竟,“分类”是个人为规定的系统,相当于在漫长又连续的演化树上砍一刀,左边算一个物种,右边算另一个物种,所以,这一刀砍在哪里有时真有点儿说不清楚,而且更麻烦的是这棵树还在不断地茁壮生长着。

面对这个问题,连达尔文都曾选择回避:“在‘物种’和‘品种’有一个广为接受的定义之前,讨论一个生物体到底算是物种还是品种有什么意思呢[6]。​”

这么多年过去了,不管研究者们怎么努力,似乎也没有谁能给“物种”一个十全十美、威信八方的严格定义出来。


原文有图:
http://www.guokr.com/article/438761/
发表于 2017-8-17 12:15:38 | 显示全部楼层
BlackHeart 发表于 2017-8-17 07:50
还看过一篇四川黄龙的杓兰研究,去年我去黄龙看过,黄花杓兰和西藏杓兰是混杂在一起同时的,近到相互触碰了 ...

鄙人早先年在此网站回复天冬的一个帖子时提到过,美国西南有两种松树,它们可以杂交,后来研究者花费很大精力说明是杂交种还是独立的种。

同一个生态位有两种以上物种,可能自有其道理……
发表于 2017-8-17 12:22:03 | 显示全部楼层
BlackHeart 发表于 2017-8-17 07:50
还看过一篇四川黄龙的杓兰研究,去年我去黄龙看过,黄花杓兰和西藏杓兰是混杂在一起同时的,近到相互触碰了 ...

鄙人也见过黄龙的杓兰……

对黄龙以致于整个横断山,生物研究题目也许应该是为什么会呈现如此多样性……

换句话说,仁兄这里的几种杓兰,虽然可以杂交,但也许已然走上稳定分化之路?

点评

我没想明白啊,有国外学者说各种杓兰杂交都没问题,生殖隔离肯定是不存在的,两种杓兰在一起的组合照片我拍到好几对了,我见过的6种杓兰都见过在一尺距离内有其它种杓兰同时开花。难道说就是上面那篇乌鸦文中提到的  详情 回复 发表于 2017-8-17 14:15
 楼主| 发表于 2017-8-17 14:15:35 | 显示全部楼层
大理 发表于 2017-8-17 12:22
鄙人也见过黄龙的杓兰……

对黄龙以致于整个横断山,生物研究题目也许应该是为什么会呈现如此多样性… ...

我没想明白啊,有国外学者说各种杓兰杂交都没问题,生殖隔离肯定是不存在的,两种杓兰在一起的组合照片我拍到好几对了,我见过的6种杓兰都见过在一尺距离内有其它种杓兰同时开花。难道说就是上面那篇乌鸦文中提到的原因,杂交后代不够强势?能适应人工栽培环境,但在野外没竞争力?

点评

杓兰这样的兰花特异性高度发展,杂交之后很可能高不成低不就……  详情 回复 发表于 2017-8-17 15:28
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