为什么动物能杂交（动物杂交是如何发生的）

随着气温升高和物种活动范围的重叠，棕熊和北极熊的杂交后代（称为灰白熊或北极灰熊）可能会变得更加常见。摄影：PHILIPPE CLEMENT, ARTERRA, UNIVERSAL IMAGES GROUP, GETTY

撰文：JASON BITTEL

2020年夏天，宾夕法尼亚州的科学家们发现了一种前所未见的鸟：外表看起来像玫胸白斑翅雀，但歌喉却与猩红丽唐纳雀相似。

经过更仔细的分析，这只鸟后来被确定为杂交种，是两个不同种个体交配的后代。

匹兹堡国家鸟类公园的鸟类学家Bob Mulvihill回忆说：“我看到它时就发出了惊叹，’哦，我的天呐！’。Mulvihill抓住了这只鸟，并提取了血液样本来研究这一杂交动物的基因。

有些杂交动物众所周知，比如骡子，但这只鸟的情况非同一般，因为两个亲本种的颜色不同。玫胸白斑翅雀是黑白色的，胸前有一块红色斑块，而猩红丽唐纳雀的羽毛为亮橙色和黑色。

2020年之前，科学家从未记录过玫胸白斑翅雀(上图，哥伦布动物园的一只玫胸白斑翅雀)和猩红丽唐纳雀之间的杂交种。摄影：OEL SARTORE, NATIONAL GEOGRAPHIC PHOTO ARK

这两种鸟不是远亲，也不是近亲。 Mulvihill怀疑，这两个物种可能是由于1000多万年的趋异进化而分离的。

更奇怪的是，这两个物种在北美的大部分地区都是共存的，这让研究人员产生了疑问，为什么以前没有人见过二者杂交的证据。

“这只是个如同罗密欧与朱丽叶那样的特例吗?”他笑着说道。

如今，随着基因测序和基因分析技术的出现，杂交动物也有了新的意义，他们可能拥有解开进化之谜的线索。

科学家最近确定美洲有七种不同的斑臭鼬，比如东部斑臭鼬(如图)。摄影：JOEL SARTORE, NATIONAL GEOGRAPHIC PHOTO ARK

什么是杂交动物?

丹佛大学的进化生物学家Erica Larson表示，从遗传学上讲，杂交动物是不同种个体之间杂交的结果。

大多数非科学家会认为这意味着两个不同物种之间的繁殖，但它也可以包括一个物种内的亚种甚至种群，这些亚种或种群可以根据某些性状或特征而相互区分。

“它们可能在一年中的不同时间繁殖，或者它们的行为差异使它们不太可能交配，” Larson说道。“但如果它们真的交配，它们可能会生出完全没有问题的杂交后代。”

其中一个例子就是斑臭鼬，科学家最近将其分为七个物种，其中一些物种看起来几乎相同，生活在相同的地区，但交配和生产时间相隔数月。

“另一个很好的例子是珊瑚，”Larson说。“许多珊瑚在一个非常特定的时间释放配子。所以所有这些物种在物理上都处于同一个地方，也许他们可以形成一个杂交种，”但它们的繁殖时间相隔几小时或几天，因而错过了生成杂交种的机会。

然而，在圈养环境或实验室中，这些自然障碍对成功杂交的阻碍较小。

印度尼西亚西爪哇岛塔曼野生动物园的一只狮虎兽，它是一只雄性非洲狮和雌性虎的杂交后代。摄影：JOEL SARTORE, NATIONAL GEOGRAPHIC PHOTO ARK

哪些动物可以杂交?

最著名的杂交动物之一就是所谓的狮虎兽，雄狮和雌虎的杂交后代。2004年的一部电影《大人物拿破仑》让狮虎兽进入了公众视野。但很少有人听说过虎狮兽，即雌狮和雄虎的后代。

这两种配对在野生环境中几乎不可能发生，因为狮子和老虎的活动范围几乎从不重叠。混血骆驼也是如此，它是美洲驼和单峰骆驼的杂交后代，二者生活在大西洋的两端，但却被研究人员培育了出来。

马科动物特别容易杂交。驴和马可以繁殖出骡子，而斑马和马可以繁殖出杂交斑马或其他组合。

2019年，科学家们首次证明，独角鲸有时会与白鲸杂交，产生narluga。还有至少20份关于各种海豚和鲸在野外和圈养环境中产生杂交后代的报告。

这种情况不仅仅存在于哺乳动物中。还有文献记载，木纹响尾蛇和西部菱斑响尾蛇、古巴鳄和美洲鳄、俄罗斯鲟和匙吻鲟、克拉克大麻哈鱼和虹鳟，以及各种昆虫，如蚂蚁、蜜蜂、黄蜂和白蚁之间也存在杂交。植物的杂交能力特别强，而且被认为比动物的杂交率还要高。

地球上数量最多的杂交物种之一可能是现代人（modern humans），他们携带着与其他古人类(如尼安德特人和丹尼索瓦人)杂交的遗传迹象。

2002年，迪拜的骆驼繁殖中心，Kamilah站在母亲的旁边，Kamilah是雄性单峰骆驼和雌性美洲驼的杂交后代。摄影：REUTERS, ALAMY

动物杂交罕见吗?

虽然杂交种看起来很不寻常，但它们中有很多都很常见。

例如，Mulvihill说，鸟类中有大量的杂交记录，在一万多种已知物种中，有高达10%的物种是杂交的。这可能不是巧合，因为有大量的观鸟者拍下了这些有趣的景象，然后将其发布到了论坛、观鸟协会页面或iNaturalist等智能手机应用程序上。

“众所周知，杂交在蝴蝶中也很常见，”Mulvihill说到。但与观鸟者不同的是，很少有蝴蝶观察者能轻易发现这一昆虫的杂交迹象。

一些科学家还认为，某些杂交种在未来可能会变得更加普遍。例如，随着气候变化使北极海冰减少，北极熊预计将花更多时间呆在陆地上，在陆地上它们可能会遇到向北扩张的棕熊。如果它们交配，就能创造出被称为北极灰熊或灰白熊的杂交种。

2013年，一只杂交斑马幼崽在法国库奇瑞的一个农场里嬉戏，它是一匹雄斑马和一匹雌马的杂交后代。摄影： ALAIN JULIEN, AFP, GETTY

动物杂交是好还是坏?

杂交并不总是预示着遗传上的厄运。但它也可能不会产生更强大的物种。

例如，狮虎兽容易出现健康问题，如快速生长和心脏问题。

此外，亲本种可能存在不相容的遗传差异，例如染色体数量的不同。这就是杂交种通常不育的原因之一，一个不能繁殖的后代会限制父母成功扩展其基因库。

“它们少了一次将基因传给后代的机会，”Larson说道。

如果亲本种中的一个或两个都面临灭绝的危险，杂交就带来麻烦。这是因为当一个物种的基因变得稀少时，杂交后代的新基因组合就会取代它，从而威胁到它的生存。这被称为遗传湮没，这就是为什么与郊狼的杂交是目前困扰美国东南部红狼的众多威胁之一。

然而，杂交也可以引入有益的基因，比如杀虫剂抗性，Larson说。如果这些基因有益于杂交后代生存和繁殖，这种益处就会在种群中广泛传播。这就是科学家们所说的适应性渗入。

“但我认为大多数情况下，可能既无益处也无坏处，”Larson说道。“大多数时候，它可能没有任何作用。”

随着基因工具的进步，科学家们现在可以通过观察杂交种的基因组，轻松地识别出可能起源于其他地方的闯入基因。这意味着每一个杂交种都是了解进化如何创造新物种的窗口。

“比如有两个物种，它们的基因组经历了数十万年的独立进化，然后你把它们重新组合在一起，把这些基因组以杂交的形式混合起来，”Larson说道，“你就可以了解哪些起了作用，哪些没有作用。”

（译者：陌上花开）

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