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1、三倍体西瓜不是新物种,那么三倍体香蕉是一个物种么?2、二倍体西瓜与四倍体西瓜

2011-12-19  精彩教师...

新物种形成的必要条件是生殖隔离。新物种的形成通常有两种方式:一种是渐变式,即高中教材上所说的长期的地理隔离达到生殖隔离。另一种是爆发式,即由于多倍体生物一旦形成,和原来的物种就发生生殖隔离,因而成为新物种。比如教材上提到的二倍体西瓜加倍成四倍体西瓜,二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交产生三倍体西瓜不育,所以四倍体西瓜是新物种;三倍体西瓜由于联会紊乱不能产生后代,所以不是一个新物种。

    有学生提出了两个问题:1、三倍体西瓜不是新物种,那么三倍体香蕉是一个物种么?2、二倍体西瓜与四倍体西瓜杂交产生三倍体西瓜不育,那么如果四倍体西瓜加倍成八倍体,两者杂交成六倍体为偶数倍体应该可育,那么四倍体与八倍体之间有生殖隔离吗?八倍体是一个新物种吗?

    1.三倍体香蕉是一个物种吗?

    从教材上的概念来看:能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。(人教版必修2 P119页)香蕉是三倍体在自然状态无法相互交配,只能靠无性生殖,不符合物种的概念。

但是,有没有想到其实不能相互交配产生后代的生物很多,比如多数原核生物都是靠无性生殖产生后代,难道它们都不是物种吗?所以我们教材上物种的概念有一定的局限性。美国著名进化生物学家E.迈尔认为: “生物学物种概念的根据是种群的生殖隔离。因此这一概念不能用于放弃了两性繁殖的动物和植物。就这些生物来说,一般生物学意义的种群并不存在。在无性繁殖的物种中每个个体和每个克隆都是生殖隔离着的。因此将其中每个个体或克隆称为单独的物种将是十分荒谬的。”

    因此,我们一般意义上所说的这个物种概念并不涉及营无性繁殖的生物。E.迈尔认为物种不单是以生殖隔离为特征而且它还以分布在一定的自然区域具有一定的形态结构和生理功能为第二特征,此第二特征通常可应用于无性繁殖生物。因此,香蕉是一个营无性生殖的物种。

    2    自然界中的多倍体有两种类型,一种是本身由于某种未知原因而使染色体复制之后,细胞不随之分裂,结果细胞中染色体成倍增加,从而形成同源多倍体。如教材中提到的四倍体西瓜;另一种是由不同物种杂交产生的多倍体,称为异源多倍体。比如普通小麦。一粒小麦和山羊草杂交,两种配子中染色体混合后无同源染色体,因此不育。由于未知原因杂交后代染色体加倍,形成异源四倍体,称二粒小麦。二粒小麦又与另一种山羊草杂交,形成不育的异源三倍体,再经染色体加倍成异源六倍体,即现在的小麦。所以小麦虽为六倍体,但细胞中的染色体不是六个、六个相同,而是成对相同。

    用六倍体的小麦与二倍体的黑麦杂交可得到四倍体,虽为偶数倍数,但是显然该四倍体中没有同源染色体,显然是不育的。而若由该四倍体经染色体加倍形成的八倍体小黑麦与四倍体的二粒小麦杂交形成的六倍体中将有两个染色体组没有同源染色体,因此也不会可育。所以异源的四倍体与八倍体之间一定存在生殖隔离。

    如果让同源的四倍体与八倍体经行杂交结果会怎样呢?其实自然界中同源多倍体可育性较低。比如自然界中的同源四倍体大多通过无性生殖繁殖后代。而且染色体倍数越高可育性越低。为什么呢?原来同源多倍体在减数分裂联会时,由于同源染色体不止一对,所以会出现三个同源染色体联会在一起(三价体)、四个同源染色体(四价体)甚至更多联会在一起的现象,从而形成不正常的配子。很显然染色体倍数越多,形成正常配子就越困难。因此,同源四倍体即使通过染色体加倍成八倍体,该八倍体也是高度不育的。如此说来同源四倍体也就不能与八倍体形成可育后代。

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