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令人困惑的乌鸦


  杜康/文

  难解的基因屏障

  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。

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