是否會有中間物種,同時和兩種物種不存在生殖隔離?

物種A和物種B存在生殖隔離,但是物種C既可以和A交配,也可以和B交配,

是否存在這樣的現象?如果看待這樣的物種C?


中間物種,可能比較貼切的說法是:中間形態(intermediate form)。

物種形成是一個連續的過程,起始端是兩個開始分化的群體,終末端是兩個獨立的物種。

比如Seehausen (2014)在nature review genetics上的一篇綜述

2014-Seehausen-Genomics and the origin of species

中,有這樣一幅圖:

上下兩圖的區別是,建立生殖隔離的不同機制。

同一幅圖中,左邊是尚未開始分化的群體,右邊是分化完成的兩個物種,中間是物種形成的具體過程。

每張圖下面的橫條虛線是現在在自然界中觀察到的正在分化著的物種的名字,比如

Mus musculus xxx: 小家鼠

Orchis spp. orchids:蘭花

Ficedula xxx: 姬鶲

Japan sea stickleback: 三棘魚

這些正在分化著的物種現在長啥樣呢?

舉個栗子,Japan sea stickleback

(圖片來源:https://www.nig.ac.jp/labs/EcoGene/publications-e.html)

A圖就是兩個incipient species or nascent species的樣子。

為什麼說它們是正在分化著的物種?因為它們之間的生殖隔離尚不完全:

可能是平時生境不同,比如一個主要活動區域在淺海,一個在深海,生活區域不同,碰上對方進行交配的幾率隨之降低。

可能只有交配前的擇偶選擇,選擇跟自己長的像的交配,而在實驗室條件下,人為把物種2的形態轉變成與物種1一樣時,物種1就可以與物種2「自由」交配了。

可能自然界中交配仍然在發生,只不過交配產生的後代不可活或者不可育,或者適合低比父母本低。

總而言之,沒有達到人與黑猩猩的生殖隔離/物種分化程度。

回到題主問的問題,如果物種分化是一個連續的過程,那麼是否可以在自然界中觀察到這一連續過程存在的證據呢?兩個物種在分化中,一點點變的不同的snapshot的證據。

可能一個比較公認的例子是:ring species,環物種。

ring species wiki定義:

環物種是指生物學中一個物種因地理區隔(如湖泊、山嶽、峽谷)等因素而沿著該區隔繁衍產生多個亞種,各相鄰亞種之間有著連續性的基因變化,當此一連續亞種之首尾物種亦相鄰,首尾兩亞種卻因差異太大而不進行雜交繁殖的現象。此物種整體分布型態正如一圓環狀,故名為「環物種」。

(https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%92%B0%E7%89%A9%E7%A8%AE)

比如,在美國加州沿中央谷呈環狀分布的埃氏劍螈

(圖片來源:2011-BMC Evol Biol.-Predictors for reproductive isolation in a ring species complex following genetic and ecological divergence)

從形態上觀察(上圖A),以北方形態picta為起點,向南擴張的兩個群體,形成兩個連續的漸變群。而在南方、環形「終點」的位置,兩種形態(eschscholtzii 和 klauberi)存在著顯著的差異。

從分子證據上來看(上圖B),靠近ring起點的位置,分化程度相對小(紅線,0.25),而越靠近ring終點,地理隔離兩邊的群體間的分化程度越大,在ring終點的位置,達到了0.46(下方紅線)。

另一個例子是分布在喜馬拉雅山附近的暗綠柳鶯(greenish warbler)

2015年nature上的一篇文章通過高通量測序技術對ring上不同位置群體的共95個個體進行了全基因組測序,與斑胸草雀的基因組進行比對後,篩選出了大量的SNP位點,可以用來進行群體結構的分析。

(2014-Darren E. Irwin-Genomic divergence in a ring species complex)

聚類結果顯示在上圖,大環上,一個顏色對應一個genetic cluster。

內側的白色bar 和 黑色bar對應兩個漸變群。

可以看到,上方的藍色和紅色區域,兩個genetic cluster清晰獨立、「混合」部分很小。這個位置是ring的終點區域,鳥類的形態差別、分子分歧,程度都較大。

而在ring的其他部分,往往可以觀察到形態連續過渡的群體,genetic cluster也往往有「雜合」的分布。

值得注意的是,在左下方,可以看到一個非常陡的曲線,原文作者想說的是,在ring的其他部分,雖然從形態上看是連續、過渡的分布,而分子上可能出現genetic break,也就是分子標記在臨近兩個群體中,可能差異很大。因此,形態與分子在空間上的分布,並不是完全一致。

這個發現並不會拒絕ring species 和中間形態的存在,但是它強調了ring species complex在形成過程中,存在著間斷性的地理隔離事件,因此是一種sympatric speciation和allopatric speciation的mix模式。

至於sympatric speciation和allopatric speciation兩種物種形成模式在自然界中的普遍性和理論上的可行性,又是另一個問題了,不再贅述。

以上。

----------------2016年7月1日,更--------------

回答一個童鞋的,這裡略修改後粘貼一下,澄清一些關於「如果不存在生殖隔離,怎麼可以稱為是兩個物種」的問題。

&>&>

物種的定義的確非常tricky,Mayr提出用生殖隔離reproductive isolation來定義物種,雖然容易理解,卻很難操作。

比如:

那些地理分布上無重合的兩個物種,如何衡量它們的生殖隔離程度?比如美洲羊駝和新疆駱駝。

那些存在部分生殖隔離的物種呢?比如果蠅的不同近緣種之間,D. mauritiana和D.simulance之間的交配產生的後代,雄性不育,而雌性正常。這算是兩個物種嗎?

因此,生殖隔離不是一個 非0則1 的選擇題,它是在物種形成的過程中,從無到有一點、有一些、更多、完全,這樣的一個形成過程。

像人與黑猩猩、貓貓與狗狗這些物種,生殖隔離完全,物種地位明確。

而自有生命以來,物種形成就是一個不斷在發生的過程。

處於我們的時代,會看到許多已經完全分化好的物種。也有機會觀測到正處於物種形成過程中的近緣種。

地球上目前處於物種形成過程之中的物種,它們的生殖隔離尚不完全,有可能過了幾萬年後,是兩個獨立的物種。也有可能幾萬年後,依然是一個物種,只是有部分的生殖隔離。

比如,非洲的維多利亞湖泊中觀察到的cichlid fish 可麗魚,幾十年前觀測到有兩個表型分化明顯的近緣種,而近些年的觀察發現這兩個近緣種長得「越來越像彼此」,也就是物種分化的過程被逆轉了,兩個近緣種融合了。

(有興趣的話,可以看這篇文獻:2006-Seehausen-Conservation- Losing Biodiversity by Reverse Speciation)

上圖中,圖B是一個主成分分析(PCA)的結果圖,簡單來說,就是1977年,可以觀察到兩種表型的魚(一個小圈圈是一個個體,小圈圈的分布主要聚類為B和L 兩個大圈圈)。而到了2002年,就只能觀察到一種表型了,之前分化的物種,現在融合了(species collapse)。

除非是分類學家,專門在」連續發生的自然界「中 「做出間斷的分類」,將一個群體歸為「種「或」亞種」這些劃分好、互無交集、獨立的類別之中。做進化的往往感興趣的不是「定種」,而是在物種分化過程中主導的演化力量(自然選擇、遺傳漂變、突變、基因重組、群體地理分布格局等)、相關聯的性狀、起作用的基因、這些基因在基因組上的位置、這些基因之間的相關關係。

總而言之,一是物種形成過程的演化動力學,而是物種形成的分子遺傳基礎。


環形種,知乎上有過類似問題進化中有沒有可能出現部分生殖隔離? - 生物學


聽說北極圈的歐亞-北美大陸的最左頭到最右頭有種海鳥就是這樣,臨近的種群沒有生殖隔離,但是兩頭的就有了。

生殖隔離是重要的定種指標,並不是絕對標準。

=============

補充一下:

中學的生物學只是告訴你一些通常情況下的規律,不要拿著它硬杠。實際情況要複雜得多,比如:完全沒有性別概念的原核生物怎麼定種?病毒怎麼定種?有的時候有性別有的時候沒性別的半知菌類怎麼定種?


鴨子啊!鴨子就是無視種間生殖隔離,各種亂交的代表性物種!!(我不知道中間有沒有題主所說的物種,但是很可能有某種鴨子能和其他兩種交配,但是不能另外兩種不能互相交配,哈哈。這個需要再研究研究。不知道有沒有科學家進行這種交配實驗(誤))

特別是潛鴨這一類簡直就是大寫的污!

我手頭正好有一本Collins歐洲觀鳥手冊,上面就有一些例子:

1. Tufted duck鳳頭潛鴨(雄) X Pochard紅頭潛鴨(雌);

2. Pochard紅頭潛鴨(雄)X Tufted duck鳳頭潛鴨(雌);

2. Pochard紅頭潛鴨(雄)X Ferruginous Duck白眼潛鴨(雌);

3. Scaup 斑背潛鴨 (雄) X Tufted duck鳳頭潛鴨 (雌);

4. Tufted duck鳳頭潛鴨(雄)X Scaup斑背潛鴨(雌);

5. Tufted duck鳳頭潛鴨(雄)X Ring-necked duck 環頸潛鴨(雌)

。。。。等等。照現在的發現,鳳頭潛鴨有潛力成為物種B. 斑背和環頸就是A和C。

但是!!!!理論上基本這類鳥都可以相互雜交,管你是不是同一種呢,只要長得像,一言不合就是干!大寫的服字啊!(所以還需要繼續研究研究鴨子的交配。)

不僅是潛鴨, 很多其他鴨子也有針尾鴨和綠頭鴨,花臉鴨和針尾鴨,赤麻鴨和翹鼻麻鴨。長得都完全不同,也能生出各種奇葩後代,真是林子大了是鳥都有啊!(一下圖片均來自百度百科)

針尾鴨

綠頭鴨

花臉鴨

翹鼻麻鴨

赤麻鴨

-------------------------------------------

補充幾點:

1. 很多評論說:這鴨子各種雜交和哈士奇、京巴、薩摩耶的串兒不一樣的。

首先我提到的鴨子,無論是綠頭鴨Anas platyrhynchos,還是赤麻鴨Tadorna ferruginea,還是花臉鴨Anas formosa是分類學意義上的不同的種species

所有的都是狼被馴化而來,無論長得多奇葩,都是一種動物canis lupus的後代,也就是狼。

因此就這個意義而言,貓Felis catus也是不同種類的貓都是一種。但是,貓科和犬科不同,貓真的能和籔貓Leptailurus serval,還有豹貓雜交的後代的,是寵物圈搞出來的,屬於極少數的高端寵物。同理還有獅虎獸和虎獅獸等。

我不是分類學專家,但是以我的理解來說,分類學是人們為了更好地認識這個世界所創造出來的方法和學科。種和種的區別在不同的歷史階段有不同的標準,而很多時候同一標準不可能套用到所有的生物上去,這是必然的,因為這個世界從來就不是非黑即白的。早期分類學主要還是以動物外觀形態等為標準的,如今越來越多會使用基因方法。雖然基因方法會推翻一些之前的結論,但不會全部推倒重來。比如很多時候鳥類不同屬之間的基因差別比哺乳動物不同種之間的基因差別還小,但你不能把一大波長得差別很大但基因上卻相似的動物囫圇吞棗歸為一類。 當然,我說的不一定全對,如果有學分類的大牛,歡迎指正。

2. 我知道大家看到鴨子啊鵝啊什麼的動物時候,會想到好吃不好吃。畢竟吃烤鴨啥的大家都愛。但是請大家明白一件事情,吃野生動物這件事情或者僅僅是潛意識裡想吃這件事情就是不對的。至於為什麼,請移步我寫的另一個答案。真的,吃野味不是什麼小事。

中國在動物保護上有什麼不足? - 江南無影手的回答

3. 最後補充一句!黑人白人黃種人都TM是的一種人!請不要再用黑人黃人白種人類比了。雖然我們膚色不同,但是人類只有一種。也許不同種族的人在各種天賦上有差異,但是這個不影響我們把人類歸為一種。

第一本知乎電子書上線了!真是用了我的洪荒之力為你講述西伯利亞的故事。

鏈接在這裡:謝謝大家捧場:)

在西伯利亞荒原中 - 「一小時」系列 - 知乎書店


還有一種很特殊的豹子,王獵豹。屬於基因變異,跟白化老虎和黑化美洲豹一樣,1926年被辛巴威人發現。

先來看看虎,獅,豹,美洲豹,再看看他們的雜交後代,夠亂的。

獅子

花豹

美洲豹,也叫美洲虎,既不是虎,也不是豹。

現在看看他們的雜交後代

沒買票的乘客請買票!!

體型可以很龐大的獅虎獸

花豹的腦袋,美洲豹的身子。

獅美洲豹,雄性。

黑化美洲豹與獅子的後代,雌性。

獅美洲豹,雄性。

美洲豹與花豹的雜交豹,暫且簡稱為豹美洲豹吧。


這個問題很有意思。如果是狹義的生殖隔離即不會自主雜交且雜交後代不育,那麼只有環形種符合。如果是廣義的生殖隔離即人為雜交可行但後代不育,那麼往往是同亞屬的可以,不同亞屬的往往會有隔離。騾和獅虎獸就是跨亞屬的雜交,同亞屬的狼和郊狼、綠孔雀和藍孔雀、綠頭鴨和斑嘴鴨、鴻雁和灰雁可以子子孫孫無窮匱也。生下後代而不論是否可育根據我個人總結一般是同亞科。(但原始一些的如龜甚至可以跨科雜交。)對於植物的雜交不是很清楚,也有不育的如紅花羊蹄甲,但二球懸鈴木印象中似乎可育的。


如果虛構作品也算的話,我提名《質量效應》里的阿莎麗人。

毫不誇張地說,《質量效應》是近年來最成功的科幻系列遊戲之一,由製作過《博德之門》、《無冬之夜》、《龍騰世紀》等名作的加拿大公司 Bioware 負責開發。

設計師和劇作家為《質量效應》撰寫了上千萬字的文本,虛構了各式各樣的外星種族。這些外星人的模樣千奇百怪,單看外觀也不難猜到,他們之間大多是有生殖隔離的:

實際上,《質量效應》的設定相當細緻,比如突銳人、奎利人都是右旋氨基酸生物,哪怕食用了左旋氨基酸種族(如人類、賽拉睿人)的食物,都會導致過敏乃至死亡,更別提繁衍後代了。

但阿莎麗人偏偏可以打破所有生物的生殖隔離。

這一種族均為女性,某種意義上可以認為不存在性別之分。她們不僅自身壽命長達千年,而且在各大種族眼裡都極具魅力,更可以調整神經系統,和任何種族的任何性別交配並繁衍後代。

也許你會思忖,那阿莎麗人和其他種族的後代豈不會長得千奇百怪,什麼模樣都有?最可怕的地方來了,阿莎麗人無論和哪個種族交配,其後代都 100% 為阿莎麗人。

試想一下,如果地球上也有這樣一個種族,男女通吃、超長待機、富裕多金、魅力非凡:

而且無論和地球上任意性別的物種交配,如:

與白人男性交配:

與亞裔女性交配:

與非裔跨性別者交配:

與母貓交配:

與公鴿交配:

其後代都是該物種的,血統絲毫不變,也不會夾雜與之交配種族的基因:

可以想見,這將是一個多麼可怕的世界,其他種族必定處之而後快。在《質量效應》里,克洛根人由於能打又能生,就被各大種族壓制到幾乎亡族的境地。阿莎麗人這麼變態的種族,卻是理事會的常任種族,這背後究竟是何原因,實在讓人深思。


這讓我想到了我們專業常會想但是可能永遠想不清楚的一個問題。

什麼是「種」?

所謂物種,所謂種的概念,有很多很多,一個簡單的種的概念都很難確定。

詳見wiki:https://en.wikipedia.org/wiki/Species

種在變化,有的種已經形成好了,很其他的種沒有交流;

有的種正在形成,和其他種有交流,但是還呈現出一些明顯的區別或者趨勢;

有的是長期自然歷史下的產物,有的則是新近的快速分化的現象,分化歷史很長和很短的類群都有可能已產生了好種。

突然意識到,這是一個可以圖文並茂的問題,可惜我寫不出那麼好的圖文並茂的文章,總之吧,

生命的世界不均衡的,其中的故事遠遠比我們意識到的多得多,其中的可能也比我們想像的更豐富。


高中生物書里講過,忘了是哪裡有一個大峽谷,裡面的有一種好像是蜥蜴,相鄰的之間可以交配,但是峽谷兩頭的蜥蜴卻發生了生殖隔離。


環物種啊 相近種間沒有生殖隔離 但是隔了一些種的就有了


獅,虎,美洲豹,貓。

獅虎,虎獅,美洲豹貓。

美洲豹貓虎,獅虎美洲豹貓。

獅獅虎,獅獅獅虎,虎虎虎獅美洲豹貓。

......................


德拉諾獸人,和德萊尼食人魔都能混血




說個近的 就是狗

由於體型差異太大 吉娃娃和藏獒是不能交配的

如果中間大小的狗都死絕了 就直接成了兩個物種了


柑橘屬的水果們


你是說「綠教」嗎?


之前看到的,環北極圈的北極燕鷗的7個亞種,相鄰的兩個亞種都無隔離,但是第一種和最後一種就隔離開了.


首先明確概念生殖隔離是指不能產生可育後代,生殖隔離是區分是否為同一物種的必要條件。題主的題目中存在的問題前面有人說了,不能說能不能交配,交配只是一種動物間的行為。驢和馬可以交配生騾子,獅子和老虎可以交配生獅虎獸但是它們都不是同一物種,因為騾子和獅虎獸並不能生育,即不滿足產生可育後代的條件。然後回到問題,A和B存在生殖隔離不是同一物種,假使你問的是C能不能即和A產生可育後代,也能和B產生可育後代那麼根據前面的概念來說是不能的。這就像是問有沒有一個數字可以在數值上既等於1,也等於2一樣。


四倍體小麥和八倍體小麥

八倍體小麥和16倍體小麥.....


推薦閱讀:

為什麼人類進化出的語言是聲音而不是手語?
生物是如何進化出脊椎的?脊椎這一性狀能夠什麼樣的競爭優勢呢?有劣勢嗎?
妊娠反應有什麼優勢么?
為什麼人腦進化得遠遠超前人類社會發展?
樹為什麼會有分枝?分枝是由什麼決定的?

TAG:進化論 | 進化 | 物種 | 生物學 | 生態學 |