乙迷梦话
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生物进化论的贫困
乙迷
第三节 物种之生殖隔离
一、薛蟠的命题
金陵富n代薛蟠诗曰：“女儿愁，绣房撺出个大马猴。”甭管这个“大马猴”究竟所指何物，至少从字面上，薛呆霸王提出一个非常邪恶的学术命题：人兽能否婚配？要回答这个问题，就必须先搞清楚一个大家都自以为熟得不能再熟但事实上多数人完全不了解的概念——物种。
物种是生物分类学研究的基本单元与核心，具体而言是一群可以交配并繁衍后代的个体， 但与其它生物却不能交配，不能性交或交配后产生的杂种不能再繁衍。换句话说，一个物种就是一个独立的生殖单元，与其他物种在生殖上是隔离的。生殖隔离是物种形成的先决条件。
关于生殖隔离，可以举一些有趣的例子加以说明。中国的十二生肖在英文翻译时碰到很多问题，比如一到羊年，外媒就很纠结：到底该翻译为Year of the Sheep还是Year of the Gout？中国人对此总觉得不可思议：英文海量的单词库里居然没有与“羊”对应的日常用语？在中国人的概念里，山羊、绵羊甚至羚羊不都是羊嘛，可事实上他们分属完全不同的物种。绵羊与山羊交配后的杂种在胚胎晚期发育异常，出生前就会胎死腹中，这叫“杂种不活”。因此并没有“羊”这个物种，羊年如果一定要翻译，应该翻为Year of the Caprine（羊亚科的成员，包括山羊、盘羊和羚羊等）。
生殖隔离的另一种类型叫“杂种不育”，典型代表就是大家都熟悉的骡子：公驴与母马交配而生，兼具驴的耐力和马的灵动，但是没有生育能力，因此骡子算不上一个物种。生殖隔离中最接近正常繁衍的类型叫“杂种衰败”，比如树棉与草棉杂交后的第一代是健壮而可育的，但是第二代却很衰弱不能够生存。因此物种与物种之间并非很多人想象的那样有着渐变式的过渡，而是天然隔绝的，存在着无法逾越的鸿沟。
生殖隔离的原理何在？相当一部分源于染色体数目的差别。自然界有一个非常奇妙的现象——相似的物种往往染色体数目不同：山羊60条染色体，绵羊只有54条，差别这么大如何交配？水牛与黄牛的差异更大，分别为48与60条染色体，看上去那么像，其实风马牛不相及。驴和马分别为62和64条染色体，因此骡子的染色体为63条，奇数，无法进行合适的减数分裂，所以不能生育；同理，小鼠与大鼠看上去除个头外几乎一模一样，但染色体数却分别为40和42。最后再回过头来研究一下薛蟠的命题：人的染色体数为46，而与人类最接近的黑猩猩的染色体数为48，即使交配，也不可能生出有繁殖力的后代，更不要谈其他灵长类如猕猴的染色体数为42，与人类算得上天壤之别了。
二、隔离之谜
生殖隔离保证了物种的稳定性和纯正性，是物种形成的前提，否则不同的物种大杂交，最终地球上看到的都是非驴非马的怪物，也就没有物种的概念了。然而生殖隔离又是如何形成的？
进化论者通常的解释是地理隔离，即一个物种分隔两地，由于自然选择产生不同的进化方向，n代后为适应各自的环境而进化为两个物种。然而，亚非大陆原本连为一体，美洲大陆也是彼此相连，同一板块内并不存在真正的地理隔离。而且陆地上生物密度最高的地方为热带雨林，尽管热带雨林仅占地球上陆地面积的百分之七，但它所包含的植物总数却占了世界总数的一半。热带雨林里根本没有什么地理隔离，各处环境都差不多，理论上生存选择的方向和压力也差不多，可是物种却难以想象的丰富：巴拿马运河区在16平方公里的范围内竟发现2万种昆虫，这如何用进化论来解释？
另外占地球表面积71%的海洋更加谈不上什么地理隔离。各大洋不仅完全相通，而且环境大体相似，照生存选择的原理，应该只有寥寥几种生物，可事实上目前已知的海洋生物就有21万种，预计实际的数量则在这个数字的10倍以上，一点都不比陆地上的物种少。
还有最关键的是，谁能证明一个物种分隔两地就会进化为两个不同的物种？早灭绝的尼安德特人60万年前已定居于欧洲和中东，与非洲的人类长期隔绝，然而5~6万年前我们智人的祖先走出非洲与尼安德特人相遇时，依然能够交媾，现代中东和欧洲的人群有1%~4%的DNA来自尼安德特人。智人与尼安德特人一个在非洲，一个在欧洲，完全不同的环境隔绝50万年后依然还是同样的人类，靠地理隔绝产生新物种真得可行吗？
地理隔离仅仅是生物学家臆想出来的一种理想状况，而现实中很多相似物种从来都生活在同一片区域甚至同一棵树上，这里面就有奇妙的生态隔离、季节隔离和行为隔离等。比如北美有三种蛙生活在同一个池塘中，林蛙在水温达到7℃时首先产卵，笛蛙在水温达到12℃时才开始产卵，而鼓蛙则在水温达到16℃时产卵，这样就因繁殖季节的不同而造成生殖隔离。再比如红蟋蟀、宾州蟋蟀和富尔顿蟋蟀在形态上无法区分，但鸣声的强弱和频率不同，而交配仅发生于同一鸣声的种内，不同鸣声的蟋蟀不进行交配。这些奇异的生殖隔离如何用进化论来解释？那个诡异的池塘有什么样的生存压力会推动一种蛙进化为三种彼此隔绝的物种？又是什么样的自然选择会选出三种鸣叫声音的蟋蟀？地球上的环境说多不多，不外乎高山、森林、草原和荒漠在不同维度的分布，靠自然选择怎能孕育出数以百万种的生命？
三、植物大战生殖隔离
笔者在第一节说过：生命科学没有“绝对真理”。生殖隔离当然也不例外。在动物界，生殖隔离基本上算一条铁律，但在植物界就没那么好使了，草本植物可以通过倍增染色体的方式绕过生殖隔离形成新的物种。让我们先看看农业文明的肇始者，将人类驯化的植物——小麦。
大约一万年前，两种均含14条染色体（二倍体）的野草一粒小麦与山羊草开始杂交，虽然都是14条染色体，但是不同源，没法配对，所以杂交后代是不育的。然而由于低温，这个杂交后代忽然染色体加倍，形成了一个含28条染色体（异源多倍体）的新物种——二粒小麦。约三千年前，二粒小麦与另一种含14条染色体的杂草节节麦杂交，杂交的后代依然不育。然而再次由于低温，这个杂交种的染色体又忽然加倍，形成了具有42条（28+14）染色体的异源多倍体，即现在广泛种植的普通小麦。
草本植物的这种神奇特性在农民伯伯的手中被发扬光大。用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗得到四倍体西瓜，用二倍体与四倍体西瓜杂交，得到三倍体的西瓜种子。三倍体不能产生正常的配子，因此西瓜里没有籽，就成了无籽西瓜。
四倍体西瓜算不算新物种有争议，然而小麦却是如假包换的新物种，但是此类新物种的诞生对解释物种起源并没有帮助。因为物种说到底是一串连在DNA上的基因编码，小麦虽然包含了三种植物的三套遗传密码，但既没有出现一个新基因，也没有改变原有的基因序列，因此并没有为生物界添加新的信息。而世界上几乎所有的物种都是通过编写一套新的核苷酸序列而产生的。所以我们即使知道小麦从何而来，却依然对绝大多数的物种包括一粒小麦和山羊草等的来源一无所知。
