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染色體的數量其實不是大問題。高中教材里總是強調某某某和某某某因為染色體數量不同所以雜交不可育,但這么強調可能會產生誤導。其實關鍵不是染色體有幾個,而是染色體里面裝了啥東西。
早期生物根本沒有染色體,只是一堆基因亂堆在一起而已。染色體實際上起到了組織的作用,把一小群基因裝進一個袋子里,袋子的提手被稱為著絲粒。染色體會時不時發生突變,有時候是缺失,有時候是重復,有時候是斷裂。如果著絲粒所在的區域發生了重復,然后兩個著絲粒斷開,就出現了染色體一個變倆的情況。
然后就天下大亂了嗎?不會。
減數分裂時,染色體要配對。但是配對行為配的是內容而不是數量,相似的才配得好。就算兩個物種的染色體數量一致,如果里面的東西大相徑庭,也沒用;相反,在我們的場景里,就算一個染色體斷成了倆,它還可以和沒斷的另一份配對,東西基本都是一樣的,只不過是原來一個袋子分成兩個袋子罷了。當然,袋子數量亂了是有問題的,這樣一來,染色體斷掉之后,就不能保證減數分裂一定對半分了。這個后果不好預測,如果有一半的配子是正常的,另一半的配子亂掉了,結果就有拿0.5份的,有拿1.5份的。
不過,一、這是減數分裂,有絲分裂是正常的,換言之,這對生物本身的生存幾乎無影響;二、亂掉的配子幾乎肯定會導致胚胎難以發育,帶來極早期流產。但是,這個后果嚴重嗎?有些生物的策略是廣種薄收,數量壓倒一切,一半的配子壞掉可能后果嚴重。但另一些生物,比如人類,后代數目很少,后代會被精心照料,所以在后代出生前投給配子的資源微乎其微,絕大多數資源都是孩子生下來之后才給的。那么,死掉幾個受精卵又有何妨?不過是原先需要交配5次懷孕,現在要10次而已,人類還差這點兒嗎?
順便一說,為何大家總是提到21三體綜合征(即唐氏綜合征,因多了一條21號染色體而導致的疾?。?,而不提其他染色體的三體性?這是因為21太小太不重要,胎兒多出一條居然能活下來。要是別的染色體多出一條,早流產了,極早期的流產往往連母親都意識不到。
這是染色體增加的情況,減少同理。
假如這個生物的染色體一分為二的后果不嚴重,就相當于一個近中性突變,會幾乎自由地隨機變化。大部分中性突變都會消亡,但少數會固定下來;一旦它固定了,這個物種就多了一條染色體。假如這個生物的染色體一分為二的后果是嚴重的,那就有點麻煩,但也不是不可逆轉的災難。雖然其后代比別人少一半是個嚴重的劣勢,但自然選擇不可能憑此一代之內把一個物種干掉,總是要花幾代的時間。在這期間,如果兩個后代各自多了一條染色體,它倆交配呢?這不就又對上了?而且這實際上施加了一個選擇壓,促使它們內部解決而不和非同類往來。這就是新物種誕生的推動力之一呀!
啥?你說近親繁殖?這又是高中生物挖下的一個坑。近親繁殖在目前的人類種群中是不好的,對很多動物而言也是不好的,卻并非一概不好。