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是否会有中间物种,同时和两种物种不存在生殖隔离?

【Moonin的回答(176票)】:

中间物种,可能比较贴切的说法是:中间形态(intermediate form)。

物种形成是一个连续的过程,起始端是两个开始分化的群体,终末端是两个独立的物种。

比如Seehausen (2014)在nature review genetics上的一篇综述

2014-Seehausen-Genomics and the origin of species

中,有这样一幅图:

上下两图的区别是,建立生殖隔离的不同机制。上下两图的区别是,建立生殖隔离的不同机制。

同一幅图中,左边是尚未开始分化的群体,右边是分化完成的两个物种,中间是物种形成的具体过程。

每张图下面的横条虚线是现在在自然界中观察到的正在分化着的物种的名字,比如

Mus musculus xxx: 小家鼠

Orchis spp. orchids:兰花

Ficedula xxx: 姬鹟

Japan sea stickleback: 三棘鱼

这些正在分化着的物种现在长啥样呢?

举个栗子,Japan sea stickleback

(图片来源:(图片来源:nig.ac.jp/labs/EcoGene/

A图就是两个incipient species or nascent species的样子。

为什么说它们是正在分化着的物种?因为它们之间的生殖隔离尚不完全:

可能是平时生境不同,比如一个主要活动区域在浅海,一个在深海,生活区域不同,碰上对方进行交配的几率随之降低。

可能只有交配前的择偶选择,选择跟自己长的像的交配,而在实验室条件下,人为把物种2的形态转变成与物种1一样时,物种1就可以与物种2“自由”交配了。

可能自然界中交配仍然在发生,只不过交配产生的后代不可活或者不可育,或者适合低比父母本低。

总而言之,没有达到人与黑猩猩的生殖隔离/物种分化程度。

回到题主问的问题,如果物种分化是一个连续的过程,那么是否可以在自然界中观察到这一连续过程存在的证据呢?两个物种在分化中,一点点变的不同的snapshot的证据。

可能一个比较公认的例子是:ring species,环物种。

ring species wiki定义:

环物种是指生物学中一个物种因地理区隔(如湖泊、山岳、峡谷)等因素而沿着该区隔繁衍产生多个亚种,各相邻亚种之间有着连续性的基因变化,当此一连续亚种之首尾物种亦相邻,首尾两亚种却因差异太大而不进行杂交繁殖的现象。此物种整体分布型态正如一圆环状,故名为“环物种”。

zh.wikipedia.org/wiki/%

比如,在美国加州沿中央谷呈环状分布的埃氏剑螈

(图片来源:2011-BMC Evol Biol.-Predictors for reproductive isolation in a ring species complex following genetic and ecological divergence)

从形态上观察(上图A),以北方形态picta为起点,向南扩张的两个群体,形成两个连续的渐变群。而在南方、环形“终点”的位置,两种形态(eschscholtzii 和 klauberi)存在着显著的差异。

从分子证据上来看(上图B),靠近ring起点的位置,分化程度相对小(红线,0.25),而越靠近ring终点,地理隔离两边的群体间的分化程度越大,在ring终点的位置,达到了0.46(下方红线)。

另一个例子是分布在喜马拉雅山附近的暗绿柳莺(greenish warbler)

2015年nature上的一篇文章通过高通量测序技术对ring上不同位置群体的共95个个体进行了全基因组测序,与斑胸草雀的基因组进行比对后,筛选出了大量的SNP位点,可以用来进行群体结构的分析。2015年nature上的一篇文章通过高通量测序技术对ring上不同位置群体的共95个个体进行了全基因组测序,与斑胸草雀的基因组进行比对后,筛选出了大量的SNP位点,可以用来进行群体结构的分析。

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

聚类结果显示在上图,大环上,一个颜色对应一个genetic cluster。聚类结果显示在上图,大环上,一个颜色对应一个genetic cluster。

内侧的白色bar 和 黑色bar对应两个渐变群。

可以看到,上方的蓝色和红色区域,两个genetic cluster清晰独立、“混合”部分很小。这个位置是ring的终点区域,鸟类的形态差别、分子分歧,程度都较大。

而在ring的其他部分,往往可以观察到形态连续过渡的群体,genetic cluster也往往有“杂合”的分布。

值得注意的是,在左下方,可以看到一个非常陡的曲线,原文作者想说的是,在ring的其他部分,虽然从形态上看是连续、过渡的分布,而分子上可能出现genetic break,也就是分子标记在临近两个群体中,可能差异很大。因此,形态与分子在空间上的分布,并不是完全一致。

这个发现并不会拒绝ring species 和中间形态的存在,但是它强调了ring species complex在形成过程中,存在着间断性的地理隔离事件,因此是一种sympatric speciation和allopatric speciation的mix模式。

至于sympatric speciation和allopatric speciation两种物种形成模式在自然界中的普遍性和理论上的可行性,又是另一个问题了,不再赘述。

以上。

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

回答一个童鞋的,这里略修改后粘贴一下,澄清一些关于“如果不存在生殖隔离,怎么可以称为是两个物种”的问题。

物种的定义的确非常tricky,Mayr提出用生殖隔离reproductive isolation来定义物种,虽然容易理解,却很难操作。

比如:

那些地理分布上无重合的两个物种,如何衡量它们的生殖隔离程度?比如美洲羊驼和新疆骆驼。

那些存在部分生殖隔离的物种呢?比如果蝇的不同近缘种之间,D. mauritiana和D.simulance之间的交配产生的后代,雄性不育,而雌性正常。这算是两个物种吗?

因此,生殖隔离不是一个 非0则1 的选择题,它是在物种形成的过程中,从无到有一点、有一些、更多、完全,这样的一个形成过程。

像人与黑猩猩、猫猫与狗狗这些物种,生殖隔离完全,物种地位明确。

而自有生命以来,物种形成就是一个不断在发生的过程。

处于我们的时代,会看到许多已经完全分化好的物种。也有机会观测到正处于物种形成过程中的近缘种。

地球上目前处于物种形成过程之中的物种,它们的生殖隔离尚不完全,有可能过了几万年后,是两个独立的物种。也有可能几万年后,依然是一个物种,只是有部分的生殖隔离。

比如,非洲的维多利亚湖泊中观察到的cichlid fish 可丽鱼,几十年前观测到有两个表型分化明显的近缘种,而近些年的观察发现这两个近缘种长得“越来越像彼此”,也就是物种分化的过程被逆转了,两个近缘种融合了。

(有兴趣的话,可以看这篇文献:2006-Seehausen-Conservation- Losing Biodiversity by Reverse Speciation)

上图中,图B是一个主成分分析(PCA)的结果图,简单来说,就是1977年,可以观察到两种表型的鱼(一个小圈圈是一个个体,小圈圈的分布主要聚类为B和L 两个大圈圈)。而到了2002年,就只能观察到一种表型了,之前分化的物种,现在融合了(species collapse)。上图中,图B是一个主成分分析(PCA)的结果图,简单来说,就是1977年,可以观察到两种表型的鱼(一个小圈圈是一个个体,小圈圈的分布主要聚类为B和L 两个大圈圈)。而到了2002年,就只能观察到一种表型了,之前分化的物种,现在融合了(species collapse)。

除非是分类学家,专门在”连续发生的自然界“中 “做出间断的分类”,将一个群体归为“种“或”亚种”这些划分好、互无交集、独立的类别之中。做进化的往往感兴趣的不是“定种”,而是在物种分化过程中主导的演化力量(自然选择、遗传漂变、突变、基因重组、群体地理分布格局等)、相关联的性状、起作用的基因、这些基因在基因组上的位置、这些基因之间的相关关系。

总而言之,一是物种形成过程的演化动力学,而是物种形成的分子遗传基础。

【谢逸之的回答(6票)】:

环形种,知乎上有过类似问题进化中有没有可能出现部分生殖隔离? - 生物学

【XiYang的回答(10票)】:

听说北极圈的欧亚-北美大陆的最左头到最右头有种海鸟就是这样,临近的种群没有生殖隔离,但是两头的就有了。

生殖隔离是重要的定种指标,并不是绝对标准。

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

补充一下:

中学的生物学只是告诉你一些通常情况下的规律,不要拿着它硬杠。实际情况要复杂得多,比如:完全没有性别概念的原核生物怎么定种?病毒怎么定种?有的时候有性别有的时候没性别的半知菌类怎么定种?

【王宇的回答(0票)】:

个体、亚种……

生殖隔离是区分物种的标志性条件之一。

人和人的个体之间,还有“不育”的生殖隔离现象呢,未必是新物种。

A和B之间有个C这样的中间物种,完全可以被科学接受和研究。

【Kulamas的回答(8票)】:

狮,虎,美洲豹,猫。

狮虎,虎狮,美洲豹猫。

美洲豹猫虎,狮虎美洲豹猫。

狮狮虎,狮狮狮虎,虎虎虎狮美洲豹猫。

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

【白匣子的回答(0票)】:

首先明确概念生殖隔离是指不能产生可育后代,生殖隔离是区分是否为同一物种的必要条件。题主的题目中存在的问题前面有人说了,不能说能不能交配,交配只是一种动物间的行为。驴和马可以交配生骡子,狮子和老虎可以交配生狮虎兽但是它们都不是同一物种,因为骡子和狮虎兽并不能生育,即不满足产生可育后代的条件。然后回到问题,A和B存在生殖隔离不是同一物种,假使你问的是C能不能即和A产生可育后代,也能和B产生可育后代那么根据前面的概念来说是不能的。这就像是问有没有一个数字可以在数值上既等于1,也等于2一样。

【YeChokyun的回答(0票)】:

应该不存在,因为生殖隔离是由地理隔离产生的,我想并没有可以分身的物种吧

【花满楼的回答(0票)】:

百变怪。。。。

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