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自然杂交:生物多样性的梦魇还是盛宴?

    2016年, 中国科学院昆明动物研究所的研究人员发现, 北宋皇帝宋徽宗赵佶的御题画《芙蓉锦鸡图》中的锦鸡是一个杂交个体, 这是距今约900年前鸟类杂交的最早记录。考虑到红腹锦鸡(Chrysolophus pictus)和白腹锦鸡(C. amherstiae)在野外和圈养下都有杂交记录, 研究人员推测画家画的这只锦鸡可能有两种来源, 一种是已经圈养的红腹锦鸡和白腹锦鸡杂交产生的后代; 一种是野外自然杂交个体(Peng et al, 2016)。杂交锦鸡兼具两个亲本的优良性状, 从庶民百姓到皇帝贵胄自然都是喜爱的; 但是, 对科学家来说这个异类的出现可能是一个不小的困惑。

    对传统分类学家来说, 兼具父母双方性状特征的自然杂交种(hybrids, hybrid species)的出现会模糊自然物种之间的界限;对系统生物学家来说, 完美的生命之树会因为杂交而成为杂乱无章的生命之网; 而对保护生物学家来说, 自然杂交种介导的渐渗或回交会侵蚀物种的纯粹性。

自然杂交是指在自然条件下具有显著不同可遗传性状的两个物种甚至是生态适应上悬殊很大的两个居群间个体的成功交配(洪德元, 1990; Arnold, 1992)。通常大部分杂交后代因为不育而被淘汰, 但因无融合生殖的发生和异源多倍体的形成, 自然杂交种在自然界普遍存在(Arnold,1992, 1997)。由于植物中广泛存在的无融合生殖现象, 三倍体或多倍体的自然杂交种往往可以通过无融合生殖等机制繁衍后代, 这对植物的物种形成具有重要意义(洪德元, 1990)。此外, 同倍体杂交物种形成的例子也越来越多(Feliner et al, 2017)。2016年11月, Science发表综述“Shaking up theTree of Life”, 详述了由于自然杂交和基因渐渗引起的网状进化对传统的生命之树理论提出了挑战(Pennisi, 2016)。

    虽然中国人在900年前的画作中就记录了物种之间的杂交现象, 但是中国动、植物志中记载的自然杂交种并不多。在动物中, 昆虫的自然杂交极为普遍, 但中国的昆虫学家目前多关注新物种的发现和发表, 还未对自然杂交物种予以足够的关注, 因此本专辑也没有征集到动物学领域的研究工作, 成为这个专辑的遗憾。在植物中, 《中国植物志》完成后, 留给现世一个长长的植物物种清单。然而, 对这个国家植物志物种数世界之最的清单, 中外植物学家仍有大量的疑虑, 特别是大量似是而非的物种, 我们不清楚这里包含多少自然杂交种。2016年11月11日, 在中国科学院生物多样性委员会的组织下, 召开了“中国首届自然杂交与生物多样性研讨会”并组织了这个专辑。希望本专辑的出版能吸引更多研究人员去触及中国生物多样性中的秘境——自然杂交。

    图1  红腹锦鸡(左中, 中央)、白腹锦鸡(左下, 中下)的成年雌雄个体, 以及红外相机在野外记录到的野生杂交个体(上图, 成年雄性,四川鞍子河保护区)。红腹锦鸡和白腹锦鸡在我国西南邛崃山等地分布区重叠,存在天然杂交现象, 杂交个体兼具双方亲本的形态特征, 在900多年前北宋徽宗赵佶传世名画《芙蓉锦鸡图》(右下)中即被描绘。(供图: 李晟/北京大学、保护国际基金会、鞍子河保护区、IBE)

    《芙蓉锦鸡图》中的杂交锦鸡不仅仅生活在皇帝的御画中, 同样也生活在今天的自然界, 北京大学的李晟在野外用红外相机也捕捉到了野生杂交个体(图1)。虽然是个异类, 但却是自然界的奇迹。同样的, 它需要一个合法的名称而不仅仅被称为杂交种, 它需要找到父母而不是仅仅游离于家族之外, 它需要人类的保护和关爱而不仅仅是被当作异类甚至被清除。希望读者通过阅读本期专辑能从自然杂交的角度对生物多样性有一个新的认识。

本文摘自:2017-07-12 严岳鸿等 生物多样性杂志


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