物种形成十七问

Speciation

Andrew P. Hendry. Speciation. Nature 458, 162-164(2009)



问：物种是真实存在的吗？
答：是的，但是作为分类学上角度上的“种”也有人类的主观意像在里面。

问：生物学家是如何描述“物种”的？
答：区别物种的一系列法则最好能适用于整个生物界。许多人热衷于此，目前有关法则达到数十种，不过普遍被大家接受的是“生物学物种概念（biological species concept，BSC）”

问：什么是“生物学物种概念”（BSC）？
答：BSC认为物种是一个独立繁殖系，不同物种之间存在生殖隔离。但这一法则并不总是适用：例如约有25％的植物与10％的动物能与（至少一种）其他物种杂交；广义的BSC认为物种是在自然条件下能保持自身遗传稳定性的群体，故不同物种间少量基因交流的允许的。

问：BSC遇到了什么困难？
答：有2个问题：（1）BSC不适用于地理上相隔离的物种，如果人为地让两物种相遇则不能体现自然情形。（2）BSC不适用于无性繁殖和已灭绝的物种。

问：一个群体怎样才能成为一个新的物种？
答：物种的形成与其说是“质变”不如说是“量变”，我们的注意力应集中在什么力量推动了speciation，而不是费尽心思地去划清物种间界限。这样一来我们也不必担心未来某一天我们的孩子还是不是人。

问：世界上有多少物种？
答：根据林奈双名法命名的物种约150万种，当然还有更多的物种有待发现。而且要知道现存的物种只是一小部分，绝大多数物种已经灭绝了。

问：新种形成需多长时间？
答：一直以来认为新种形成是很缓慢的，至少需要数百万年，但也不完全如此，例如东非维多利亚湖里的数百种丽鱼就是在约15000年内形成的。此外有人甚至认为一个物种只需经过数十代繁衍，子代之间即可产生显著的生殖隔离，当然想要获得稳定的、不可逆的生殖隔离需要花费更多的时间；但有一点毋庸置疑：因多倍化而形成的新种确实是“瞬间的”。

问：物种形成的动力来自何处？
答：以前认为这是源于随机遗传差异逐代积累，近来认为自然选择推动差异扩大。现在认为生物体对不同环境的适应导致不同物种的形成，也就是所谓的ecological speciation过程。

问：什么是ecological speciation？
答：当时达尔文就有这种观点了。原本是同一个物种的两个群体由于分别适应了两种不同的环境，最后形成了两个不同物种，因为它们的杂交后代是无法适应任何一种环境的。例如达尔文在加拉帕哥斯群岛上发现的不同雀类就是如此。现在许多人认为ecological speciation是造就生物多样性的主要原因。

问：物种形成必须经过生殖隔离吗？
答：可以说是，也可以说不是。一直以来人们普遍认为想在同个地域形成新物种是不可能的，（即使存在一些反对意见也迅速被埋没了），直到最近有人通过数学建模的方法才发现同域物种也是可能形成的。

问：为什么反对同域物种形成的声音如此强烈？
答：因为异地物种形成的观点已深入人心，除非有人把它彻底推翻了。

问：竞争是否有利于同域物种的形成？
答：一定程度上来说是的，特别是同一地域两个群体对资源的争夺可能导致生态位相互分离。问题的关键在于竞争要激烈到什么程度。

问：杂交是否有利于同域物种的形成？
答：是的，特别是在植物中更常见，主要是通过异源多倍体的形式形成新物种。但也不是完全如此，还可以采用人工杂交的方法，例如人们已经通过人工杂交的方法培育出了不少太阳花的种间杂种还有蝴蝶的种间杂种，并没有经过一个多倍化的过程。

问：是否存在“成种基因”？
答：在基因水平上研究物种形成机制，问题的关键在于形成生殖隔离需要什么类型的基因，多少数量的基因。有人报导称已确定了一些“成种基因”，但是按照ecological speciation的观点来看，“成种基因”应该是一系列的基因，所以说这个问题还有待于商榷。

问：人类能促进物种形成吗？
答：可以。我们可以提供各种新的、分离的生境从而加快启动ecological speciation过程。

问：人类能限制物种形成吗？
答：可以。有时几个“分支种”之间虽然有了一些差异但是尚未形成生殖隔离，如果人为地将它们聚合到一起，是可以延缓乃至防止新物种形成的。

问：关于物种形成，未来的发展趋势如何？答：以后，我们的目光应该逐渐从研究物种形成的调节转移到推动物种形成的驱动力上，例如自然选择的作用，特别是性选择的作用。而且，在基因水平上研究物种的形成将揭示更多的奥秘。