辟谣北极熊与棕熊的分类争议,其实都是母北
北京中科 http://nb.ifeng.com/a/20180412/6499385_0.shtml 北极熊和棕熊在形态和习性上存在明显的不同,因此一直被分类为不同的物种。但是,近年有声音提出,北极熊和棕熊之间不存在生殖隔离,不应被视为不同物种;并且最新的分子遗传学研究声称将北极熊归为棕熊的一个亚种,这种说法是否准确呢? 首先,我们必须澄清,学术界并未正式提出将北极熊定位为棕熊的亚种。那些关于遗传学研究的说法,实际上是被一部分人误解了。接下来,我们会详细介绍北极熊与棕熊的区别,并科学解读相关的研究成果。 北极熊 形态差异稳定存在 在表型上,北极熊与棕熊的差异非常突出。其中最显著的是体色差异:北极熊为白色,而棕熊则为棕色。实际上,北极熊的皮肤是黑色的,毛发是透明的,只是在阳光的照射下显白。北极熊的毛发是中空的,而棕熊的毛发大多是实心的。此外,北极熊的毛发更加密集,除了鼻部,甚至连脚垫也长满了毛,这有助于其在冰面上行走时防滑和保暖,而棕熊则不具备这一特点。 体形上,北极熊的脖子较长,看上去后腿似乎比前腿要长,而棕熊的四肢几乎等长,并且棕熊的肩部有两个非常明显的隆起。 棕熊 棕熊的爪子长而钝,北极熊的爪子则短而尖锐,且高度弯曲。棕熊的爪子适合挖掘,而北极熊的爪子则更适合攀附在海冰上和捕捉海豹。 在头骨结构上,棕熊的头骨比北极熊更宽、更高,枕部也更为发达。从侧面看,北极熊的头部从颅顶到吻部形成一条平滑的曲线,而棕熊的头部则呈现出内凹的形状。 在牙齿方面,北极熊的犬齿和切割肉类的裂齿比棕熊更为发达,而用于磨碎食物的臼齿则相对较退化,这是因为北极熊的掠食性较强,几乎只吃新鲜肉类,而棕熊则更多的是食用植物和拾取动物尸体。 没有生殖隔离,可以产生育后代 北极熊和棕熊能够杂交,其杂交后代完全具有生育能力,真正实现了没有生殖隔离,这与狮虎、马与驴等不同。年,德国的奥斯纳布吕克动物园成功繁育出了北极熊和棕熊的杂交后代。 年4月,美国猎人吉姆·马特尔在加拿大的班克斯岛上射杀了一只既像北极熊又像棕熊的动物。通过DNA测试,发现这只熊的父亲是棕熊,母亲是北极熊,这是在野外首次发现的杂交熊,被称为灰北极熊。此后,在班克斯岛又陆续发现了7只灰北极熊,通过DNA检测,这些熊都是同一只母北极熊和两只公棕熊的后代。 动物园中的北极熊-棕熊杂交后代 杂交熊的出现与气候变暖导致棕熊扩张领地密切相关。近几十年来,一些公棕熊向北迁移到加拿大的北极群岛,同时也有一部分棕熊东迁至哈德逊湾沿岸建立领地。这两个地区都是北极熊的传统栖息地,从而使两种熊的接触机会大大增加。 杂交熊的产生还与母熊的择偶选择有关,并非所有母北极熊都愿意与公棕熊交配。年,在梅尔维尔岛上,一只母北极熊和其两岁的幼仔就被一只重达公斤的公棕熊杀害,很可能是因为拒绝与该公棕熊交配。 野外发现的“灰北极熊” 遗传上属于两个不同的分支21世纪初,遗传学家意外发现,从线粒体DNA的角度看,北极熊只是棕熊的一个分支,这引发了关于北极熊物种地位的广泛争议。 现存的棕熊线粒体DNA可分为七大支系,其中1支系主要分布在西欧和地中海周边地区;2支系仅见于亚历山大群岛的奇恰戈夫岛、金钟岛和巴拉诺夫岛,这一亚种被称为锡特卡棕熊,简称锡特卡三岛;3支系的分布最广,覆盖从欧洲到加拿大的整个环北极地区;4支系分布在加拿大南部、美国以及北海道东部;5支系即青藏高原的藏马熊;6支系为中亚山地的天山棕熊;7支系为已灭绝的北非阿特拉斯棕熊。 棕熊的线粒体地图 而北极熊的线粒体DNA序列完全落在2支系棕熊的范围内,形成了一个独立的亚支2b,而锡特卡棕熊属于2a亚支。更复杂的是,在爱尔兰发现的古棕熊与北极熊是同一个支系,属于2b;而在斯瓦尔巴特岛发现的古北极熊则与锡特卡棕熊属于同一个亚支,即2a。 线粒体DNA是通过母系遗传的,这意味着,尽管锡特卡棕熊是棕熊的一部分,但与北极熊却有着“同母异父”的关系。从线粒体的角度看,北极熊和棕熊together形成了一个单系群,而没有北极熊的棕熊则只是一个并系群。 这项研究正是有人声称北极熊被降级为棕熊亚种的依据。这种说法的人缺乏遗传学的基本常识,因为线粒体在指示亲缘关系方面并不是一个理想的标的物。线粒体的遗传只取决于母系的血统和基因突变,完全忽略了同样重要的父系血统。 北极熊和棕熊Y染色体树与线粒体树的对比 与线粒体不同的是,Y染色体是通过父系遗传的,而细胞核基因组因为综合了父母双方的血统,因此能够更准确地反映血缘关系。遗传学家还对北极熊和棕熊的Y染色体以及细胞核基因组进行了测序,特别加入了锡特卡棕熊的样本,结果显示锡特卡棕熊与其他棕熊聚为一支,而不是与北极熊同支;北极熊和棕熊各自构成了一个单系群,它们互为姐妹群关系。 公熊比母熊更具有迁徙能力,跨洲的交流非常普遍。例如,公棕熊的Y染色体支系BR1.1分布在从欧洲到北美的广泛地区,包括锡特卡三岛;而公北极熊的支系PO1.1也广泛分布在从大西洋到阿拉斯加的广大海域。 北极熊、棕熊线粒体树与细胞核基因树的对比 由于母熊更喜欢留在出生地,不同支系的母熊很少混居;而公熊则喜欢扩张领土,因此混居现象极为常见,无论是北极熊还是棕熊,每个地区都有超过两个以上的Y染色体支系。公熊的迁徙导致不同地理群体之间的基因交流,并且主导了两种熊的地理遗传结构。 锡特卡棕熊以及古爱尔兰棕熊都是公棕熊迁徙的产物。原本,锡特卡三岛上居住的是北极熊,整个2支系也都是北极熊的。冰期结束后,不断有公棕熊从北美大陆游到锡特卡三岛上,很快岛上的北极熊就被“同化”了。但由于母棕熊从未造访过该岛,因此这些熊至今仍保持着北极熊的母系血统。 总的来说,尽管古代棕熊和北极熊之间曾发生过大规模的基因交流,但现生棕熊和北极熊在基因组上仍属于两个不同的分支。 金钟岛的锡特卡棕熊,是公北极熊与母棕熊的后裔。 北极熊由棕熊演变而来 古代棕熊的演变形成了北极熊,这一说法得到了学界的普遍接受。在冰河时期,气候的冷却使得东西伯利亚的一部分古棕熊被冰层隔断,与其它棕熊分离,随时间演变,它们适应了海冰环境下对海豹的狩猎,进而演化成现代的北极熊。 关于北极熊的分化时期,存在三种观点:,年,,年以及,年。,年的观点是基于线粒体的计算得出,这显然不够精确,因为历史上北极熊与棕熊之间有大量的基因交流,锡特卡棕熊就完全继承了北极熊的母系基因。,年的说法基于部分细胞核基因的差异,而,年的说法则基于全基因组的测序结果,显然,年的观点更为可靠。 总的来说,大约在,年前,北极熊是由东西伯利亚地区的一部分古棕熊演化而来的。这也说明了北极熊与棕熊为何没有生殖隔离,因为分化时间相对较短。仅仅,年,北极熊就展现了如此巨大的进化差异,难怪一直被视为快速物种形成的范例。 北极熊,猎食海豹 北极熊与棕熊是否属于同一物种?通过以上描述,我们可以得知以下四个事实: 事实一,北极熊与棕熊在形态上有明显差异;事实二,北极熊与棕熊可以杂交产生可育的后代;事实三,遗传学上,现存的北极熊和棕熊属于不同的支系,是单独的单系群;事实四,北极熊是古棕熊的直接后裔。接下来,我们将基于这四个事实,探讨北极熊究竟是棕熊的亚种还是一个独立的物种。 首先,我们需要清楚,任何分类单位都是人为设定的,并非自然存在。生物的进化与物种的形成非常复杂,因此科学家很难提供一个确切的定义。 根据最传统的定义,物种是指能够自由交配并繁衍后代的动物群体,是否属于同一个物种关键看是否存在生殖隔离。根据事实二,北极熊与棕熊之间不存在生殖隔离,符合传统定义中同一物种的标准。 然而,传统的物种定义并不能解决所有问题,例如,在犬科动物中,狼、藏狼、郊狼与红狼都能杂交并产生可育后代。如果我们将整个犬科视为一个物种,那将对研究与保护工作造成很多困难,物种分类也将完全失去意义。 近几十年,越来越多的学者意识到传统物种定义的局限性,为了更精确地定义物种,他们提出了多种现代物种概念。 表型种,是指表型相似且与其他生物有区别的一群生物,根据事实一,北极熊符合表型种的定义。 生殖种,虽然继承了传统定义中生殖隔离的概念,但同时指出,如果两个群体虽能成功杂交但杂交不频繁,基因库没有合并,同样应视为不同物种,北极熊与棕熊正是这种情况。 遗传种,强调物种独有的基因序列,这里就不详细展开了。 北上的棕熊与北极熊争夺鲸鱼尸体 支系种,是指在形态与遗传上与其他演化支有区别的最小演化单位,这完全摒弃了生殖隔离的概念。根据事实三,现代的棕熊和北极熊各自为一个单系群,棕熊冠群(包括现代所有棕熊的最近公共祖先及其所有后代)完全不包括北极熊。然而,棕熊总群(历史上所有具有棕熊特征的动物,包括其最近公共祖先及其全部后代)确实包括了所有北极熊,因为北极熊是古棕熊的后代。从这个角度看,北极熊属于棕熊类动物,但不属于现存棕熊这个演化支。 年代种,强调群体分化的时间以及产生的表型差异。北极熊从棕熊中分化出来的时间大约为40万年,这个时间长度对于是否定为独立物种还存在争议,但北极熊的形态差异已经足够大,使其与棕熊祖先区分开来,理应被视为一个新的物种。而现代棕熊仍然大体保持了其祖先的特征。 年,在哈德逊湾,北极熊与棕熊相遇 综合多个现代物种定义,将北极熊视为一个独立的物种显然更加科学。实际上,学术界普遍认为北极熊与棕熊是不同的物种,因此我们不应该错误地传播北极熊是棕熊亚种的观点。 不过,随着地球持续变暖,棕熊与北极熊的接触机会将越来越多,而且它们之间尚未形成生殖隔离,一旦接触便可能发生杂交。如果这种情况持续下去,两种熊的基因库将逐渐合并,它们可能真的会变成一种熊,正如古代爱尔兰与锡特卡三岛上所发生的情况,北极熊可能再次演化为棕熊。#高考起航梦想生活# |
转载请注明地址:http://www.beijixionge.com/bjxfzfs/14582.html
- 上一篇文章: 北极熊是北极最厉害的动物这种小鸟不服较
- 下一篇文章: 没有了