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染色体的数量其实不是大问题。高中教材里总是强调某某某和某某某因为染色体数量不同所以杂交不可育,但这么强调可能会产生误导。其实关键不是染色体有几个,而是染色体里面装了啥东西。
早期生物根本没有染色体,只是一堆基因乱堆在一起而已。染色体实际上起到了组织的作用,把一小群基因装进一个袋子里,袋子的提手被称为着丝粒。染色体会时不时发生突变,有时候是缺失,有时候是重复,有时候是断裂。如果着丝粒所在的区域发生了重复,然后两个着丝粒断开,就出现了染色体一个变俩的情况。
然后就天下大乱了吗?不会。
减数分裂时,染色体要配对。但是配对行为配的是内容而不是数量,相似的才配得好。就算两个物种的染色体数量一致,如果里面的东西大相径庭,也没用;相反,在我们的场景里,就算一个染色体断成了俩,它还可以和没断的另一份配对,东西基本都是一样的,只不过是原来一个袋子分成两个袋子罢了。当然,袋子数量乱了是有问题的,这样一来,染色体断掉之后,就不能保证减数分裂一定对半分了。这个后果不好预测,如果有一半的配子是正常的,另一半的配子乱掉了,结果就有拿0.5份的,有拿1.5份的。
不过,一、这是减数分裂,有丝分裂是正常的,换言之,这对生物本身的生存几乎无影响;二、乱掉的配子几乎肯定会导致胚胎难以发育,带来极早期流产。但是,这个后果严重吗?有些生物的策略是广种薄收,数量压倒一切,一半的配子坏掉可能后果严重。但另一些生物,比如人类,后代数目很少,后代会被精心照料,所以在后代出生前投给配子的资源微乎其微,绝大多数资源都是孩子生下来之后才给的。那么,死掉几个受精卵又有何妨?不过是原先需要交配5次怀孕,现在要10次而已,人类还差这点儿吗?
顺便一说,为何大家总是提到21三体综合征(即唐氏综合征,因多了一条21号染色体而导致的疾病),而不提其他染色体的三体性?这是因为21太小太不重要,胎儿多出一条居然能活下来。要是别的染色体多出一条,早流产了,极早期的流产往往连母亲都意识不到。
这是染色体增加的情况,减少同理。
假如这个生物的染色体一分为二的后果不严重,就相当于一个近中性突变,会几乎自由地随机变化。大部分中性突变都会消亡,但少数会固定下来;一旦它固定了,这个物种就多了一条染色体。假如这个生物的染色体一分为二的后果是严重的,那就有点麻烦,但也不是不可逆转的灾难。虽然其后代比别人少一半是个严重的劣势,但自然选择不可能凭此一代之内把一个物种干掉,总是要花几代的时间。在这期间,如果两个后代各自多了一条染色体,它俩交配呢?这不就又对上了?而且这实际上施加了一个选择压,促使它们内部解决而不和非同类往来。这就是新物种诞生的推动力之一呀!
啥?你说近亲繁殖?这又是高中生物挖下的一个坑。近亲繁殖在目前的人类种群中是不好的,对很多动物而言也是不好的,却并非一概不好。