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谢平. 细胞核和有性生殖是如何起源的?[J]. 生物多样性, 2016, 24(8): 966-976.
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近亲通婚被妖魔化,甚至可追溯至进化论的开拓者达尔文。它在许多国家被法律所禁止,中国亦如此。中国婚姻法第六条规定:“直系血亲和三代以内的旁系血亲禁止结婚”。据称,近亲婚配增加了某些隐性遗传疾病的发生风险,人们相信这是一种可靠的真理。但不可思议的是,植物界却不惧怕近交,它们甚至经常自交。
1. 大多数高等植物雌雄同体(且同花)
高等植物一般都有根、茎、叶的分化,包括苔藓、蕨类、裸子植物和被子植物,所有能开花的植物都是高等植物。高等植物主要在陆地上生活,水生的很少。绝大多数被子植物都是雌雄同株,虽然大约一半的被子植物科中存在有雌雄异株现象(Renner & Ricklefs 1995)。在植物中,雌雄同花最为常见,高达74%(陈小勇2004)。而在高等动物(脊椎动物)中,雌雄同体现象则十分罕见(虽然极罕见但偶尔人类也会出现雌雄同体现象,又称双性人)。
表1 主要高等植物类群生活史和生殖特性的比较
植物类群 Groups of plants | 苔藓 Mosses | 蕨类 Ferns and allies | 裸子植物 Gymnosperms | 被子植物 Flowering plants |
生境 | 栖息于阴湿环境,少数完全水生(如水藓)。 | 通常生长在森林下层的阴暗而潮湿的环境里,极少数水生(如水韭)。 | 陆生 | 陆生或水生。 |
植物体大小 | 植物体矮小,一般高仅数厘米 | 大多数为多年生草本(仅少数为一年生),少数为木本。极少数种类能长到几米至十几米高 | 多为乔木,少数为灌木或藤木。在北半球,大的森林主要是裸子植物,如落叶松、冷杉、华山松、云杉等 | 多为草本,许多为木本(乔木、灌木)。最小的种类—芜萍只有1 mm多长,最高的杏仁桉树达156 m |
估计的已描述的物种数* | 16,236 | 12,000 | 1,021 | 281,821 |
营养生殖 | 常见 | 常见 | ? | 常见 |
雌雄生殖器官位置 | 同株或异株,或依环境而变化 | 同株 | 同株或异株 | 同株或异株 |
占优势的生活史 | 孢子体弱小 配子体较发达 | 孢子体发达 配子体弱小 | 孢子体发达 配子体弱小 | 孢子体发达 配子体弱小 |
孢子体能否独立生活 | 不能,寄生在配子体上 | 能 | 能 | 能 |
配子体能否独立生活 | 能 | 能 | 不能,寄生在孢子体上 | 不能,寄生在孢子体上 |
繁殖器官 | 孢子 | 孢子 | 花粉、种子 | 花粉、种子 |
受精媒介 | 水 | 水 | 风 | 昆虫、鸟、风、水 |
雄配子 | 小 | 小 | 小 | 小 |
雌配子 | 大 | 大 | 大 | 大 |
* 数据来源:The World Conservation Union2010
2. 高等植物自交普遍
对雌雄同株的植物来说,除非在不同的时期成熟,无论是通过动物传粉还是风或水传粉,都有自花授粉的可能。图1是对169种虫媒传粉和59种风媒传粉异交率的变化,虫媒几乎就是一种随机的连续变化,而风媒则出现较为极端的情形,要么异交率很低,要么异交率很高,而过渡类型很少(当然风媒植物的样本数偏少)。
图1 动物传粉与风媒传粉植物异交率分布的差异。图示的是169种动物传粉植物和59种风媒传粉植物的自交率t的排位估值对累积百分数. Barrett(2002)重绘自Vogler& Kalisz(2001)
同样是生命,为何动植物之间却有天壤之别?同样是近交,为何人类“惧怕”但植物却“嗜好”?如果近交是如此的可怕,为何植物界不将雌与雄彻底地离析?但事实是,很多植物不仅雌雄同株,而且还雌雄同花!莫非自然界为植物界和动物界制定了根本不同的遗传法则(这显然是不可能的)?
我们该如何审视动物界(包括人类)的所谓近交“衰退”问题?植物的近交“衰退”也是一些人嚷嚷的问题。试问,既然从少数个体可以发展衍生出一个新的物种,难道这不是一个从“近亲”发展壮大起来的过程吗?
主要来源:
谢平. 2013. 从生态学透视生命系统的设计、运作与演化—生态、遗传和进化通过生殖的融合. 北京:科学出版社
(英文:Xie P. 2013. ScalingEcology to Understand Natural Design of Life Systems and Their Operations andEvolutions – Integration of Ecology, Genetics and Evolution through Reproduction. Beijing: Science Press)
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