动物间的繁育或许没有人类社会这样复杂的规章制度,不过自然界倒是给它们制定了一系列标准,正是有这些标准才让动物更好的繁殖下去。
出于繁殖的本能和自然选择以及性二态化之间的差异,动物繁殖一般不会出现什么大问题。
可如果这之间的规则被打破,便可能出现难以预知的后果。
最明显的问题就会出现在动物的杂交行为上,同类物种或者亲代物种之间出现杂交行为。
通常来讲,由于生殖隔离的原因,动物杂交不会出现后代。
骡子是较为常见的杂交物种
但同物种之间,杂交种很容易出现,也许从表面上来看,杂交种有着更强的适应能力,不过问题也十分容易暴露。
来自亲本之间的不良基因容易在杂交的行为中保留,这就使得杂交物种很难出现大规模种群,优秀基因遗传性变差,最后死亡。
因此,在这种情况下,人为的选择会让动物进行回交。
不过这真的不会造成伦理道德问题吗?
从回交行为本身来看,它就是一种亲代之间的交配行为,最后繁育出后代。但科学家表示,回交往往是迫于无奈。
为什么要将回交行为纳为动物繁衍中的手段?回交会对动物造成怎样的影响?回交可以拯救失去遗传性状基因的动物吗?
本文将从动物回交、基因敲除等这几个方面来解答这些问题,接下来一起看看科学家是如何看待回交行为的。
回交之间的选择动物的自然行为不会出现回交,这通常是人为选择。本质来讲,回交是杂交种与其亲本之一,或者遗传上与其亲本相似的个体进行杂交。
换句话说,回交是一种更为复杂的杂交行为。
它能够让杂交出来的后代获得具有更接近亲本的遗传身份,主要用在园艺、动物育种,以及基因敲除这几个方面。
要说伦理道德问题,其实在自然界中并不存在。动物界里并不存在伦理道德,这是人类社会才有的概念,它依附于社会存在。
稻田中的回交稻
不过这并不意味着动物就一定会近亲繁殖,事实上有不少动物都不会进行近亲繁殖,社会性质越明显的物种,近亲繁殖行为越少。
例如狼群、狮群,这两个物种一般不会出现近亲繁殖的现象。
不过对于羊群来讲,近亲繁殖会经常出现在羊群中。羊群的管理通常会有公羊的生殖管理,如果不对交配的母羊和后代做上标记,公羊及其繁育出的后代雄性很有可能会与它们的兄弟姐妹间发生交配行为。
狮群由单个雄狮领导,不会出现回交
就杂交本身来讲,杂交物种会获得更好的基因遗传性状,但是在长期繁衍中,它们会逐渐丢失亲本的遗传性状,因此回交在必要的时候进行。
回交主要利用在改善优良品种中的少数缺陷这方面,以植株回交为例,将抗病害能力相关的基因导入生产能力强的主栽品种,这样便可以提高植株的适应性,最后达成优良品种的繁育。
与一般杂交不同的是,回交通常需要进行多次,通过多次回交产生的后代才能被称之为回交杂种。
如果是与回交亲本进行多次回交的则为轮回亲本,非轮回亲本则用于未回交的亲本。
就回交手段来讲,不管是动物还是植物,回交手段主要会集中在整体性状或者特征偏向轮回亲本的回交。
如果是非轮回亲本,它只会提供少数优秀基因。
回交中常见的两种手段
并在后续的回交中将非轮回亲本的大部分基因替换掉。
最终回交出来的后代会与轮回亲本性状接近,也就是说非轮回亲本只提供基因选择。
不过动物的基因可比植物的基因复杂多了,动物的回交会比植物更加复杂。
迫于无奈的选择回交在动物中使用,将遗传背景较差的动物的理想性状转移到遗传背景更好的动物身上,这部分的回交主要利用在基因敲除中。
基因敲除一般在实验室的培养皿中,通过干细胞系进行敲除。
科学家通过小鼠实验表明,具有恒定遗传背景的小鼠杂交,恒定背景衍生的后代遗传物质会有所增加。
并且在反复的实验中,动物所需的遗传背景中具有所需的性状,最后完成了回交,而原始干细胞的遗传物质会降至最低百分比。
小鼠间的回交实验
通常来讲,科学家一般不会对动物进行回交,除非物种到了需要保护的阶段,并且它们的遗传多样性严重降低。
因为在高度近交的种群中,遗传多样性的下降带来的直接问题便是亲本的遗传疾病。
离我们生活中最近的回交例子就有犬种培育,特别是在纯种犬中,通过回交来恢复遗传多样性,并以此克服遗传疾病的高发率。
不过异交也有缺点,那便是受体品种可能会失去其独特性。
犬种回交的四种方案
由于后代几乎都来自异交父母本提供的基因组,因此它们会在外表上表现出偏离原有的独特特性。
为了避免这种情况,异交之后的物种会进行多次回交,并根据每一代的回交、供体状态来决定是否减少相关基因。
犬类混合育种表现出的差异
在历史上曾经极度濒危的物种中,科学家就迫不得已选择了回交,并且是在父母亲本选择极其有限的情况下进行。
例如伍德苏铁,这种植物在19世纪发现之时已经处于灭绝的边缘。
伍德苏铁结出的种子
为了挽救这类物种,科学家便对其进行过多次回交,从结果来看,伍德苏铁确实获得了拯救,如今在南美洲得到了很好的繁衍。
但问题在于由于亲本选择只有当初那一颗伍德苏铁,所以它的后代与它长得十分接近,并且在遗传多样性上也不足。
或许是有一模一样的树
这意味着它们很容易受到自然环境的影响,如果有意外情况的发生,伍德苏铁可能会在短时间内被灭绝。
再比如各类动物的回交繁育,我国曾经在华南虎的繁育上便采取了回交手段。
我国特有虎种,华南虎
野生华南虎数量的极度稀缺让它们需要得到保护,因此在亲本选择上,华南虎的回交选择便十分有限。
国内曾经繁育的大部分华南虎都来自20世纪中期野外捕获亲本,这也就意味着它们的后代许多都会和自己的兄妹进行繁殖。
尽管是这样,仍然不能避免华南虎的基因单一化,不过比起极度濒危的华南虎,科学家也表示这是没有办法的办法。
最后再来简单地聊聊回交中的不利性状,如果非轮回亲本的目标性状和不利性状是相互关联的,那么回交就必须进行多次,最后才能够获得理想性状状态。
这对于野生濒危物种来讲实际上是一种奢望,因为大部分野生动物最后到了这一地步都会出现锁定状态,或者亲本选择性太低。
如今利用回交技术最多的还是植物,在植物的选育过程中,回交的改善状态最为明显。
不利性状在回交中的选择
通常只需要进行多次迭代就能保证后代与亲本基因之间的有效选择,例如普通小麦的回交,优良品种在经过稳定的选育后便可作为良种。
最后通过回交亲本设计来进行连续回交,最后消除小麦常见的病害问题,增强后代繁育能力。
或许从人类的目光来看,回交是一件难以启齿的事情,违背社会伦理不说,还会带来许多基因遗传问题。但对动物而言,这是它们在面临危机时刻为数不多的选择,要想得到有效繁衍,只有通过回交来保证后代的生存。
就当下而言,人类能为濒危物种做到的事情就只有这些了。
归根到底,除去人为选择回交繁育,保护自然环境,珍惜动物的存在,才是让它们进行有效选择的最佳手段。
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