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基因库的物种形成机制介绍

2022.10.03
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coco5517

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  遗传系统和基因组本身被认为是一种关系整体,是适应和各种调节的中心:遗传单位与其说是基因组本身,毋宁说是某一“种群”的“基因库”或基因组聚合的相互作用;反过来,基因库也要适应和整合,并成为全部调节和不断再平衡的源泉,因此,它构成(或如某些著名理论家所说)个体与物种之间结合的中间水平(皮亚杰1989)。人们对有性生殖过程中基因的整体行为已有相当精准的认识,也潜在意识到种群基因库作为一个整体存在的适应意义。有学者从基因库的视角诠释了物种的形成机制:

  1)绝大多数真核生物物种的基因库(所有个体的基因及其组合与关联方式)通过有性生殖(减数分裂、两性配子的融合)流动性地保存于整个群体之中,因此,物种的遗传多样性和环境适应性的关系蕴藏于群体的基因库之中。

  2)有性生殖并非特意地为了去制造更多的遗传变异(这与传统的观念有着本质的差别),它只不过是实施真核生物物种延绵过程的一种操作方式。因此,任何一个个体的基因组都是来自群体基因库的随机组合之一,是基因库的多样性从根本上决定了个体遗传组合(因此表型)的多样性。

  3)这样,任何一个有性生殖的个体其完整的基因组都不会永生,都必然会在减数分裂的传代过程中随着反复的遗传重组而被片段化或碎片化,消逝于浩瀚如烟的种群基因库中。

  4)在现实的生存环境中,由于生存竞争、隔离或环境(包括生物的或非生物的)等的作用,一个物种的基因库有些会扩展,有些可能会趋于萎缩,还有一些可能会分裂,这相应地就出现了物种的复杂化、退化或分化。

  5)在有性生殖模式下,任何一个走向繁荣的物种其基因库(因此表型)都不可避免地(虽然十分缓慢)趋于更大的变异性与多样性(这是由减数分裂容易出现遗传重组和变异的特性所决定),但这同时也增加个体间无法成功交配的几率(譬如,人类的不孕发病率就超过5%)。因此,自然选择与进化塑造或决定着这些物种的遗传(表型)多样性—交配成功率—环境适应性之间的动态与平衡。

  6)任何一个特定物种的基因库其多样性都不可能无限扩增,在相似的条件下,遗传多样性越高,基因库分裂的几率就越大。成种的基因库分裂常常是高度重叠式的,仅出现极少的异化(譬如黑猩猩与人类的基因组高达98.8%是相似的)。这样,有性生殖通过时间的累积效应,推动新物种不断诞生,至使地球上的真核生物的物种呈现出一种永不停息的分化势头。 [2]

  在真核生物中,以物种为单位的基因库的群体性保存机制,与物种的群体性生存与延绵模式相吻合。广泛的基因多态性的存在正是有性生殖物种基因库群体性保存方式的一个有力证据。1966年,列万廷与哈比合作通过运用电泳技术对蛋白质的变异研究发现,在一个果蝇群体中,大约30%的基因座是多态的(有不同的等位基因)。以后的研究发现,一般生物的遗传多态性都在10-20%左右(方舟子2005) 。

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