生殖隔离理论牢不可破吗

2017-01-18 08:48文湖南师大附中梅溪湖中学高1404班徐升
发明与创新 2017年2期
关键词:远缘四倍体湖南师范大学

文湖南师大附中梅溪湖中学高1404班徐升

生殖隔离理论牢不可破吗

文湖南师大附中梅溪湖中学高1404班徐升

上过高一生物课后我得知,物种之间存在生殖隔离,即它们之间不能产生后代或不能产生可育性后代。生殖隔离也是区分和鉴定物种的重要标志。比如骡子就是马和驴杂交的品种,但骡子自身没有生殖能力。这是一条牢不可破的真理吗?

我搜集了许多这方面的资料,发现湖南师范大学生命科学学院的专家在多年前就打破了这个理论,这到底是怎么回事?带着疑问,我来到湖南师范大学鱼类发育生物学研究室进行求证。

湖南师范大学鱼类发育生物学研究室是自20世纪50年代由刘筠院士领导的课题小组发展起来的集体,主要从事鱼类、蛙、大鲵、龟、鳖等水生经济动物的繁殖生物学及相关发育生物学研究。目前,该研究室在鱼类生殖细胞发育研究和鱼类远缘杂交育种等研究领域开展了系统的研究工作并取得了重要进展,在国内外产生了较大的学术影响。

研究室的专家对我提出的疑问进行了详细的解答。原来,物种间杂交产生可育后代并逐渐形成新的品种在植物中很常见,但在动物中几乎没有先例。

不过在1979年10月,湖南省湘阴县东湖渔场有人捕捉到一条“怪鱼”,它的个头特别大,外形既像鲫鱼又像鲤鱼。由于从没见过这种鱼,渔场的人马上联系了湖南师范大学生命科学学院的专家。经过仔细辨认、研究,专家从这条鲤鱼和鲫鱼偶然杂交而成的个体身上找到了新的研究方向——鱼类远缘杂交。

20世纪80年代,刘筠院士便开始将雌性鲫鱼和雄性鲤鱼作为亲本进行远缘杂交实验,成功得到杂交子一代F1和杂交子二代F2,并突破性地在杂交子三代F3中获得了两性可育的异源四倍体鲫鲤(其体细胞染色体数目为200),这在中国水产科学界是一个里程碑式的成果。其成功的秘密之一在于,鲤鱼和鲫鱼这两种同科不同属的二倍体鱼类,其体细胞染色体数正好都是100。

1989年以后,湖南鱼类遗传育种中心主任刘少军率课题组对鱼类远缘杂交的普遍规律开展了系统研究,除继续建立四倍体鲫鲤品系并对之进行系统研究之外,课题组还建立了鲫鱼与团头鲂、团头鲂与翘嘴鲂等多个远缘杂交鱼品系,同时研制出具有创新意义的新型四倍体和三倍体鱼。

杂交翘嘴鲂

如今,科学家们已经通过远缘杂交等技术创制了6个被农业部颁发了新品种证书的“新物种”,这些物种有着肉质好、体型肥大、生长速度快、抗病力强等优良特征,在全国各地被广泛推广生产。

我去拜访时,实验室正好有研究生在进行杂交实验,我便跟随他们一起来到位于湘江边的农业部鲫鲤遗传育种中心,观看了他们通过低温处理使鲫鱼卵子染色体加倍的实验过程,这也是制备多倍体杂交鱼的一个必需的技术过程。

几天后,我又来到该中心,在恒温养殖房看到了鱼卵出苗的过程。由于一些无法成活的鱼卵必须及时清除,实验室的研究生们昼夜待在养殖房内,持续了好些天,十分辛苦。

在与研究人员短暂相处的时间内,我从他们身上不仅感受到了严谨、专注的科研素质,更重要的是体会到了师生、生生间交流与合作的团队精神。当看到许多充满活力的小鱼苗慢慢长大时,作为局外人的我都雀跃不已,更何况是付出了艰辛劳动的他们。

要想摘取科学硕果,只有用智慧和汗水悉心浇灌。通过这次对生殖隔离理论的求真,我领略到了生命科学的无穷魅力。无论学习哪一门学科,只有敢于质疑,勇于质疑,才能打破理论的枷锁,开辟一片新天地。

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