乙迷夢話
乙醚與影迷
生物進化論的貧困
乙迷
第三節 物種之生殖隔離
一、薛蟠的命題
金陵富n代薛蟠詩曰：“女兒愁，繡房攛出個大馬猴。”甭管這個“大馬猴”究竟所指何物，至少從字麵上，薛呆霸王提出一個非常邪惡的學術命題：人獸能否婚配？要回答這個問題，就必須先搞清楚一個大家都自以為熟得不能再熟但事實上多數人完全不了解的概念——物種。
物種是生物分類學研究的基本單元與核心，具體而言是一群可以交配並繁衍後代的個體， 但與其它生物卻不能交配，不能性交或交配後產生的雜種不能再繁衍。換句話說，一個物種就是一個獨立的生殖單元，與其他物種在生殖上是隔離的。生殖隔離是物種形成的先決條件。
關於生殖隔離，可以舉一些有趣的例子加以說明。中國的十二生肖在英文翻譯時碰到很多問題，比如一到羊年，外媒就很糾結：到底該翻譯為Year of the Sheep還是Year of the Gout？中國人對此總覺得不可思議：英文海量的單詞庫裏居然沒有與“羊”對應的日常用語？在中國人的概念裏，山羊、綿羊甚至羚羊不都是羊嘛，可事實上他們分屬完全不同的物種。綿羊與山羊交配後的雜種在胚胎晚期發育異常，出生前就會胎死腹中，這叫“雜種不活”。因此並沒有“羊”這個物種，羊年如果一定要翻譯，應該翻為Year of the Caprine（羊亞科的成員，包括山羊、盤羊和羚羊等）。
生殖隔離的另一種類型叫“雜種不育”，典型代表就是大家都熟悉的騾子：公驢與母馬交配而生，兼具驢的耐力和馬的靈動，但是沒有生育能力，因此騾子算不上一個物種。生殖隔離中最接近正常繁衍的類型叫“雜種衰敗”，比如樹棉與草棉雜交後的第一代是健壯而可育的，但是第二代卻很衰弱不能夠生存。因此物種與物種之間並非很多人想象的那樣有著漸變式的過渡，而是天然隔絕的，存在著無法逾越的鴻溝。
生殖隔離的原理何在？相當一部分源於染色體數目的差別。自然界有一個非常奇妙的現象——相似的物種往往染色體數目不同：山羊60條染色體，綿羊隻有54條，差別這麽大如何交配？水牛與黃牛的差異更大，分別為48與60條染色體，看上去那麽像，其實風馬牛不相及。驢和馬分別為62和64條染色體，因此騾子的染色體為63條，奇數，無法進行合適的減數分裂，所以不能生育；同理，小鼠與大鼠看上去除個頭外幾乎一模一樣，但染色體數卻分別為40和42。最後再回過頭來研究一下薛蟠的命題：人的染色體數為46，而與人類最接近的黑猩猩的染色體數為48，即使交配，也不可能生出有繁殖力的後代，更不要談其他靈長類如獼猴的染色體數為42，與人類算得上天壤之別了。
二、隔離之謎
生殖隔離保證了物種的穩定性和純正性，是物種形成的前提，否則不同的物種大雜交，最終地球上看到的都是非驢非馬的怪物，也就沒有物種的概念了。然而生殖隔離又是如何形成的？
進化論者通常的解釋是地理隔離，即一個物種分隔兩地，由於自然選擇產生不同的進化方向，n代後為適應各自的環境而進化為兩個物種。然而，亞非大陸原本連為一體，美洲大陸也是彼此相連，同一板塊內並不存在真正的地理隔離。而且陸地上生物密度最高的地方為熱帶雨林，盡管熱帶雨林僅占地球上陸地麵積的百分之七，但它所包含的植物總數卻占了世界總數的一半。熱帶雨林裏根本沒有什麽地理隔離，各處環境都差不多，理論上生存選擇的方向和壓力也差不多，可是物種卻難以想象的豐富：巴拿馬運河區在16平方公裏的範圍內竟發現2萬種昆蟲，這如何用進化論來解釋？
另外占地球表麵積71%的海洋更加談不上什麽地理隔離。各大洋不僅完全相通，而且環境大體相似，照生存選擇的原理，應該隻有寥寥幾種生物，可事實上目前已知的海洋生物就有21萬種，預計實際的數量則在這個數字的10倍以上，一點都不比陸地上的物種少。
還有最關鍵的是，誰能證明一個物種分隔兩地就會進化為兩個不同的物種？早滅絕的尼安德特人60萬年前已定居於歐洲和中東，與非洲的人類長期隔絕，然而5~6萬年前我們智人的祖先走出非洲與尼安德特人相遇時，依然能夠交媾，現代中東和歐洲的人群有1%~4%的DNA來自尼安德特人。智人與尼安德特人一個在非洲，一個在歐洲，完全不同的環境隔絕50萬年後依然還是同樣的人類，靠地理隔絕產生新物種真得可行嗎？
地理隔離僅僅是生物學家臆想出來的一種理想狀況，而現實中很多相似物種從來都生活在同一片區域甚至同一棵樹上，這裏麵就有奇妙的生態隔離、季節隔離和行為隔離等。比如北美有三種蛙生活在同一個池塘中，林蛙在水溫達到7℃時首先產卵，笛蛙在水溫達到12℃時才開始產卵，而鼓蛙則在水溫達到16℃時產卵，這樣就因繁殖季節的不同而造成生殖隔離。再比如紅蟋蟀、賓州蟋蟀和富爾頓蟋蟀在形態上無法區分，但鳴聲的強弱和頻率不同，而交配僅發生於同一鳴聲的種內，不同鳴聲的蟋蟀不進行交配。這些奇異的生殖隔離如何用進化論來解釋？那個詭異的池塘有什麽樣的生存壓力會推動一種蛙進化為三種彼此隔絕的物種？又是什麽樣的自然選擇會選出三種鳴叫聲音的蟋蟀？地球上的環境說多不多，不外乎高山、森林、草原和荒漠在不同維度的分布，靠自然選擇怎能孕育出數以百萬種的生命？
三、植物大戰生殖隔離
筆者在第一節說過：生命科學沒有“絕對真理”。生殖隔離當然也不例外。在動物界，生殖隔離基本上算一條鐵律，但在植物界就沒那麽好使了，草本植物可以通過倍增染色體的方式繞過生殖隔離形成新的物種。讓我們先看看農業文明的肇始者，將人類馴化的植物——小麥。
大約一萬年前，兩種均含14條染色體（二倍體）的野草一粒小麥與山羊草開始雜交，雖然都是14條染色體，但是不同源，沒法配對，所以雜交後代是不育的。然而由於低溫，這個雜交後代忽然染色體加倍，形成了一個含28條染色體（異源多倍體）的新物種——二粒小麥。約三千年前，二粒小麥與另一種含14條染色體的雜草節節麥雜交，雜交的後代依然不育。然而再次由於低溫，這個雜交種的染色體又忽然加倍，形成了具有42條（28+14）染色體的異源多倍體，即現在廣泛種植的普通小麥。
草本植物的這種神奇特性在農民伯伯的手中被發揚光大。用秋水仙素處理二倍體西瓜幼苗得到四倍體西瓜，用二倍體與四倍體西瓜雜交，得到三倍體的西瓜種子。三倍體不能產生正常的配子，因此西瓜裏沒有籽，就成了無籽西瓜。
四倍體西瓜算不算新物種有爭議，然而小麥卻是如假包換的新物種，但是此類新物種的誕生對解釋物種起源並沒有幫助。因為物種說到底是一串連在DNA上的基因編碼，小麥雖然包含了三種植物的三套遺傳密碼，但既沒有出現一個新基因，也沒有改變原有的基因序列，因此並沒有為生物界添加新的信息。而世界上幾乎所有的物種都是通過編寫一套新的核苷酸序列而產生的。所以我們即使知道小麥從何而來，卻依然對絕大多數的物種包括一粒小麥和山羊草等的來源一無所知。
