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为何人“惧怕”近交而植物却嗜好? 精选

已有 10553 次阅读 2014-7-29 20:09 |系统分类:科普集锦| 人类, 雌雄同株, 高等植物, 近亲通婚, 近交与自交

相关论文:

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.

Ping Xie. How did nucleus and sexual reproduction come into being?. Biodiversity Science, 2016, 24(8): 966-976.

(电子版全文免费下载:http://www.biodiversity-science.net/CN/abstract/abstract10219.shtml


近亲通婚被妖魔化,甚至可追溯至进化论的开拓者达尔文。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)。

            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

配子体能否独立生活

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

昆虫、鸟、风、水

雄配子

雌配子

* 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。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)。


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. Barrett2002)重绘自Vogler& Kalisz2001

        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)

引述该博文的相关内容时,请引用该专著。

电子版下载:http://wetland.ihb.cas.cn/lwycbw/qt/



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