为什么说多倍化促进了物种的形成?

首先,有一个研究背景需要达成共识,低温(极端环境)会影响纺锤丝的形成,从而使染色体加倍,形成多倍体。多倍体的产生通常在极端环境中更为频繁,包括亚北极地区,高海拔和干旱环境,特别是在高纬度(温带气候)和高海拔的物种中更常见。

另外还要了解一个前提,为什么大多数生物是二倍体?

这正是有性繁殖的功劳。有性繁殖的优点在于可以有基因交流,增加后代的遗传多样性,使后代的性状更加丰富多彩,从而确保种群在复杂多变的环境中能得以延续。

可是如果性别增加到三个、四个,情况就变得复杂了。假设生物的性别有三种,那么势必出现下面三种可能性中的一种——

第一,必须集齐所有性别的个体才能繁殖,这样繁殖的难度就太大了,大自然如此严苛,要想完成组队没那么容易,这么玩很容易玩脱走向灭绝。

第二,AB、AC可以繁殖,BC不能繁殖。这样一来,本质上就成了A是一种性别,BC是另一种性别,于是还是回到了双性别体系。

第三,AB、BC、CA任意两两组合都可以繁殖。

对于机体复杂、有多个器官分化、生活史较长的多细胞生物(尤其是脊索动物和绿色开花植物)而言,要进化出一整套具有完整功能的三性别体系,是很麻烦的事情,涉及到生殖系统、内分泌系统的巨大改动。

任意两两组合进行繁殖,是保证了在保持基因交流下还能进行高效繁衍的绝佳做法。

多倍化期——兄弟别走了,大家通力合作,共抗外敌!

注:多倍化可以看做是本来要分家的兄弟家庭(4),最后不分家了。

在漫长的物种演化史中,出现了许许多多关乎物种灭亡的灭绝事件,如白垩纪—第三纪大灭绝等。

在极端环境下,植物为了适应环境发生多倍化;然而,多倍化后的后代的核型产生大量的紊乱,简单来说就是:新形成的多倍体后代染色体在减数分裂过程中常常不能正常配对,从而出现大量多价体与异常减数分裂,导致非整倍体的出现。

基因组适应期——为了稳固打下的江山,大家要各司其职,发挥所长~(势必一个二倍体基因组要亚基因组化:基因不表达或仅行使调控作用)

在这时候,染色体为了适应多倍化的状态,会产生大量的变异,这些变异,通常是对植物生长有利、抗胁迫的变异。

极端环境过后,生境趋于稳定,植物又回到了正常的环境。

在这时候,部分多倍化的植物基因组中有很多重复的基因,生物体显得较为臃肿,同时许多抵抗胁迫的机制变得不再需要,却同样要消耗植物的能量。

重复的基因便会开始变异,要么新功能化、要么亚功能化、要么变成假基因、要么直接确实丢掉。(群体遗传学家JBS Haldane提出假说:由于两套基因组的冗余效应,多倍化后物种的突变速率将会升高,从而有助于新物种的环境适应。)同时,多倍体的同源染色体形成的多价体染色体无法像二倍体中二价体那样稳定去联会,在减数分裂的过程中会很容易产生大量多价体、非整倍体等,没法稳定遗传。

二倍化期——为了社会稳定,长治久安,还是两个人好办事,兄弟你现在无组织无纪律可以退下了!(有利用价值的我还保留)

(但是,此时的X,已经不是曾经的X了,成为了一个缝合怪——新物种形成)

因此,新形成的多倍体要想稳定遗传下去,就必须经过一个细胞学二倍化的过程,新多倍体细胞学二倍化的过程就是确保同源染色体严格配对,在生物的演化过程中,染色体发生断裂、融合等,消除冗余基因并提高生物体营养的高效利用,进化出各种调控基因等来确保多倍体向二倍体稳定漂变。这种变化往往是快速的、非随机的、受复杂因素调控的,其结果是物种在基因组和表达水平上发生了剧烈的震荡。

而在这表面风平浪静而分子水平却在剧烈震荡情况下,多种多样的新物种应运而生,构成了这个千姿百态的世界。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,732评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,496评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,264评论 0 338
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,807评论 1 277
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,806评论 5 368
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,675评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,029评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,683评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 41,704评论 1 299
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,666评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,773评论 1 332
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,413评论 4 321
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,016评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,978评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,204评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,083评论 2 350
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,503评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容