PNAS：首次发动物也有杂种优势

大约50多年前，美国加州的渔民为了促进捕鱼而将一种新的蜥蜴引入到了加州的水体中，作物捕鱼的饵料。这些Barred Tiger蜥蜴（蝾螈）接触到本地的California Tiger蜥蜴，并且随着时间的推移这两个种开始交配了。50年前渔民所做的却使田纳西大学的研究人员获得了有关动物种类如何相互作用的重大发现，并且引发了大的争议。

通常，杂交植物经常会表现出杂种优势，而杂交动物则似乎没有这种优势。典型代表是马和驴子的杂交后代骡子失去了生育能力。而田纳西大学的研究人员的最新研究则打破了这种观点。他们研究显示，加州本土火蜥蜴和外来火蜥蜴杂交所得后代具有比双亲更高的存活率。这是首次在濒危物种中观测到杂种优势，为动物保护提供了新的思路。这项研究的相关论文发表在最新一期的《PNAS》上。

美国田纳西大学的Benjamin Fitzpatrick和加州大学戴维斯分校的H. Bradley Shaffer对观测了加州本土的火蜥蜴、从德州引进的火蜥蜴以及二者的杂交种。结果发现杂交种比亲种要具有较高的幼体存活率，这说明可能是杂种优势在起着作用。

Fitzpatrick表示，这一发现将会促使保护主义者重新制定个体及族群保护的相关标准。加拿大大不列颠哥伦比亚大学的进化遗传学家Loren Rieseberg，对研究小组用分子标记梳理了杂种优势表示了称赞。但他同时表示，还需要追踪观测这些杂种火蜥蜴直到性成熟期，才能对它们的生态命运作出结论。他说：“将来这些杂种火蜥蜴也许会遇到繁殖及生态学问题。”

在自然界种，由于各方面的原因，使亲缘关系接近的类群之间在自然条件下不交配，即使能交配也不能产生后代或不能产生可育性后代的隔离机制，便称为生殖隔离。若隔离发生在受精以前，就称为受精前的生殖隔离，其中包括地理隔离、生态隔离、季节隔离、生理隔离、形态隔离和行为隔离等；若隔离发生在受精以后，就称为受精后的生殖隔离，其中包括杂种不活、杂种不育和杂种衰败等。

生殖隔离的机制主要有7种： 地理隔离，即由于地理障碍(如高山、海洋和沙漠等)而使两个或几个群体之间不易交配成功的隔离机制，是形成物种的第一步；生态隔离，由于食性、生活习性和棲栖地点的不同，使几个亲缘关系接近的类群之间交配不易成功的隔离机制。例如有人报道5种近缘雀在树冠的不同层次捕食不同的昆虫，以及营巢的位置和交配产卵的繁殖季节不同，所以它们虽然生活在同一片森林，甚至同一棵树上，也都因各有自己的生态位置而形成生殖隔离；季节隔离，又称时间隔离，新种形成过程中，合子形成前的隔离机制之一。生物一般都有一定的生育季节和时间，如动物的发情期、交配期；植物的开花期和授粉期等，如果同种群体间的生育季节和时间不同，就会造成季节隔离或时间隔离，阻止了基因的交流，从而导致生殖隔离的形成。例如，北美有3种蛙，同生在一个池塘里，但由于繁殖季节不同而构成了生殖隔离。林蛙在水温达到7 ℃时，首先产卵；其次是笛蛙，在水温达到12 ℃时开始产卵；鼓蛙在水温达到16 ℃时才开始产卵；生理隔离，植物传粉后或动物交配后，由于生理上的不协调而不能完成受精作用的现象。例如，异种花粉落在柱头上通常不能形成花粉管；有的即使形成花粉管也不能成功地通过花柱、到达胚珠。又如绿果蝇的精子在美洲果蝇的受精囊内很快就丧失游动能力，而同种精子则可较长时间保持活动能力；形态隔离，主要指由于植物花的结构与传粉者形态结构不协调而造成的交配受精障碍。例如，大红吊钟柳，花红色，有细长的管状花冠；山吊钟柳，花蓝色，有较大的钟状花冠。二者在人工授粉时能形成杂种，但在自然条件下，前者以其红色光和红外光招引蜂鸟，管状的花冠对蜂鸟细长的喙也相适应；后者以蓝紫光与紫外光招引蜂类，钟状花冠也适于蜂类采蜜，但二者之间不能相互授粉。这样，它们的花色和结构，便构成了物种间的隔离而阻止了基因的交流，此即为形态隔离；行为隔离，由于交配行为不同，而使两个或几个亲缘关系相近的类群之间交配不易成功的隔离机制。例如，红蟋蟀、宾洲蟋蟀和富尔顿蟋蟀在形态上无区别，但鸣声的强弱和频率不同。试验证明，交配仅在发生同一鸣声的种内进行，不同鸣声的蟋蟀不进行交配；杂种不活。