诺亚方舟之后,哪些动物物种能过得最好?

《大众科学》在其中担忧近亲繁殖的问题。

本周末,达伦·阿伦诺夫斯基耗资1.25亿美元制作的《诺亚》中的主演拉塞尔·克劳,将在方舟上堆满无数动物,以应对一场洪水末日。

在《大众科学》,我们知道当一个动物种群急剧缩减时,它们会面临近亲繁殖的危险。毕竟,在繁衍世界的早期,它们可能只能选择亲属作为配偶——近亲繁殖会增加后代携带两份有害突变基因的风险,例如,一份来自母亲,一份来自父亲,而没有健康的混合配对的替代基因。

动物物种的遗传多样性差异很大。例如,果蝇的遗传变异性是人类的大约十倍。线虫的个体变异性是人类的100倍。所以我们想知道,这是否意味着像这样的线虫,在像圣经中的大洪水这样的灾难性事件后,能够保持最健康。

布莱恩·查尔斯沃思,英国爱丁堡大学的进化生物学家,也是进化生物学期刊《生物学通讯》的主编,帮助我们探讨了在极端人口下降后,哪些动物能最有效地防止近亲繁殖。查尔斯沃思告诉我们,在成功繁衍方面,最重要的因素不是基因,而是动物物种繁殖的速度。

“我不认为有任何令人信服的证据表明,‘这个生物体的遗传多样性很低,因此它不会做得很好’。如果真是这样,人类的未来将一片黯淡。”

生物学家通过研究动物到达偏远岛屿后的生存状况来了解这一点。查尔斯沃思说,它们的成功取决于它们快速繁殖的能力,“在它们因种群数量过少或个体无法繁殖而灭绝之前。”

事实上,生物学家认为,只要一个物种繁殖得足够快,它就不会在诺亚方舟式的事件中失去太多自然多样性。查尔斯沃思说:“如果种群立即扩张,就不会因为只有一对(幸存者)而损失太多多样性。它将维持之前约四分之一的变异性。”他引用了1965年出版的《定居物种的遗传学》一书中的计算。

另一方面,种群数量长期保持较低的物种则面临近亲繁殖的风险。这对苍蝇和老鼠来说是好消息;对大象来说则不太妙。

生很多孩子比固有的遗传变异更重要,因为即使遗传多样性较低的动物,通常也具有足够的变异性来适应新环境。查尔斯沃思解释说,人类之间在遗传上差异不大。然而,在过去的一万年里,不同人群根据自身需求进化出了抵抗疟疾感染和消化乳制品的能力。

“我不认为有任何令人信服的证据表明,‘这个生物体的遗传多样性很低,因此它不会做得很好’,”他说。“如果真是这样,人类的未来将一片黯淡。”

生物学家能够量化物种多样性,这得益于近十年来才出现的基因测序技术。一个有趣的推论是:通过观察同一物种内个体之间的遗传变异,生物学家可以发现过去种群数量突然减少的证据。

因此,像圣经中的大洪水这样的事件应该会在大多数动物的DNA中留下痕迹——但查尔斯沃思说,“在绝大多数物种的最近过去,没有任何类型的瓶颈事件的证据。”

 

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Francie Diep 是一位居住在加利福尼亚州圣巴巴拉的科学记者。除了《Popular Science》,她的作品还发表在《Scientific American》、《Smithsonian》及其他刊物上。她对基因、细胞、机器人、档案馆以及互联网上的奇特内容着迷。

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