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人类和所有生物都存在生殖隔离,这意味着什么?

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  人和所有的物种隔离,意味着什么?意味着我们是独立的物种,与我们亲缘较近的物种已经消失,意味着智人统治了地球,而不是某个小岛,或某一片大陆。

  

  图:直布罗陀海峡洞穴中,尼安德特人留下的壁画

  与我们不存在生殖隔离的物种,于两万年前完全灭绝,它们最后的避难所在直布罗陀海峡的山洞中,大量出土的化石、工具、壁画描述着这段历史,它们就是尼安德特人,诞生于30万年前的欧洲。如今现代人的身体中依然流淌着尼安德特人2~4%的基因。

  

  图:尼安德特人复原图

  不过,非洲当地人体内并不存在尼安德特人的基因,这说明只有走出非洲的智人与它们发生了基因交流,并以欧洲为中转站开始向全球扩散,标志着人类起源于非洲大陆。在6万年前智人到达欧洲之时与尼安德特人共存了至少几千,甚至几万年。那么当时寒冷的欧洲环境演化出的尼安德特人,为什么没有与炎热非洲草原演化出的智人产生生殖隔离呢?这要从人类的演化说起。

环境的剧变,“导致”人类诞生

  2000万年前,非洲大陆下的岩浆活动剧烈,似乎想要把非洲大陆“撑破”,“爆破点”就是如今的东非大裂谷。原本非洲大陆受赤道低气压控制,终年高温多雨,就如同现在的亚马逊雨林,是动植物的天堂。

  

  随着岩浆向上冲击,大陆中心地势拔高,由于海拔不同,气压不同,每上升1千米,温度会下降6度。最终,东非大陆温度下降,水汽蒸发不足,难以形成对流雨,降水量的下降使雨林气候演变成的草原气候。同时岩浆冲击下,非洲大陆出现了大地震,中心点出现了塌陷,一条深深的裂痕形成,这就是地球上最显眼的疤痕——东非大裂谷。

  

  非洲大陆逐渐被撕裂开,随着板块越离越远,几千万后,这里将是一片新生汪洋的中心点。环境如此剧变,生态圈必然也会改写,这次改写却孕育出了一个制霸全球的新物种。

  

  裂谷东岸依然绿树匆匆,物种按着原本的方向演化着,这里是如今猩猩们的家园。而东非森林变草原,整体能量减少,物种灭绝的灭绝,还有一部分在苦苦的挣扎,首当其冲的就是树上栖息的动物,没有了树木等于是没了家,没有果实与树叶等于是没有了食物来源,这意味着要么灭绝,要么就需要较大的蜕变。

  

  图:猩猩、南方古猿、现代人

  首先要适应地面上的活动,大量猿类都演化出了陆地活动的姿态,例如500万年的地猿。330万年前,南方古猿演化出双脚直立行走的方式,这种方式更为节约能量,并且更容易适应崎岖不平的地面,同时直立使它们可以目视前方,看的更高更远,容易提前发现野兽的袭击。更重要的是解放了双手,使它们可以更好的获取食物,转移幼崽,利用工具抵御野兽。从生存与繁衍上得到了很大的提升。

  

  最最最关键的是直立行走,可以让他们依靠全身的力量来支持头部,而不是像以前一样需要依靠颈椎的力量。这预示着它们的大脑有了发育的基础。基于此南方古猿展开了逆袭之路,180万年前,脑容量达到了700ml,人类学家把他们定义为能人,第一个人属物种诞生。

  

  200万年前,直立人诞生,并且开始走出非洲大陆向全球扩散。

  60万年前,海德堡人诞生,一部分同样离开了非洲,驻扎在寒冷的欧洲。

  30万年前,海德堡人演化出了更适应寒冷气候的尼安德特人,它们更厚的脂肪,更健壮的体格,同时脑容量达到了1400ml。

  20万年前,非洲的海德堡人演化出了早期智人,也就是我们的祖先,它们适应了草原气候,第一次走出欧洲并未成功,科学家分析有可能与智人无法适应寒冷的气候有关。

  

  6万年前,智人第二次闯出非洲,并且在这里与尼安德特人发生了基因交流,从它们身上获得了适应寒冷环境的基因。尼安德特人与智人都源于海德堡人,它们之间的地域隔离也只有20万年,从物种演化的角度,虽然环境不同,但20万年时间没有发生生殖隔离也属正常,因为基因累积的变异不够。

如何产生生殖隔离?

  两个物种基因能否交流主要取决于基因的结构,再往深了说就是组成基因的分子之间能否发生化学反应,当结构差异大到难以反应,那么生殖隔离就会产生。

  

  除此之外,同样源于海德堡人的丹尼索瓦人或许也可以与智人交流基因,因为在西藏等一些海拔较高的地方,很多当地人都流淌着丹尼索瓦人的部分基因,这些基因可以帮助它们抑制高原反应,但丹尼索瓦人比尼安德特人消失的更早。

为什么人类和所有生物之间都有生殖隔离?

  10万年前年,大陆上还徘徊着至少6个人种(包括直立人的后代),如今只有智人笑到了最后,一个“孤独”的人种占据了地球的绝对生态位,社会文明高度发达的今天,如果尼安德特人,甚至海德堡人,丹尼索瓦人还存在于这座大陆上,智人是否会允许脑容量比我们还大的尼安德特人苟延残喘?或者任由其他人种自由发展?结果是必然的。

  

  只要存在尚未与我们产生生殖隔离的物种,也预示着它们与我们的基因结构较为相似,也说明它们具备超越智人的基础,因此只要我们有能力,和所有的物种存在生殖隔离也是必然的。

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