灰熊和北極熊雜交產(chǎn)生的灰北極熊，具備生殖能力。圖片來源：Corradox

撰文｜Daniel Rubinoff

翻譯｜孟凡瓊

審校｜王昱

每個(gè)初中生都在課堂上學(xué)過物種的定義：同一物種的生物可以交配并產(chǎn)生可生育的后代。對于不滿足這一條件的植物或動物，我們將它們稱為不同的種。但有時(shí)想到同屬于家犬亞種（Canis familiaris）的大丹犬和吉娃娃也符合這一定義，確實(shí)會讓人有些困惑。總的來說，它能很好地描述我們身邊的生物多樣性。除非，這個(gè)定義本身就是錯(cuò)誤的。

不久之前，科學(xué)家掌握的基因測序技術(shù)還只能檢測生物的一小部分 DNA。這僅能提供該生物體遺傳信息的概況，例如它是否是雜交品種等。科學(xué)家利用這些 DNA 的片段來推測兩種生物的關(guān)系。而現(xiàn)在，我們已經(jīng)能夠快速準(zhǔn)確地測序整個(gè)基因組。對于每種生物包含的的幾百萬條 DNA，我們能夠檢測其中的大多數(shù)，最終卻發(fā)現(xiàn) " 物種 " 間的界限并不像我們想的那樣清晰。

雜交生物攜帶多個(gè)物種的 DNA。由于它們的上一代打破了生殖隔離，科學(xué)家本認(rèn)為這些不幸的生物不能再次繁殖。但新的基因數(shù)據(jù)提供了越來越多的證據(jù)，表明物種間并非無法交換基因，這種情況違背了我們熟知的演化規(guī)則，甚至可能發(fā)生在親緣關(guān)系不那么近的物種之間。

獅子和老虎雜交產(chǎn)生的獅虎（liger）。圖片來源：Ali West

雄性獅獅虎，由雄性獅子和雌性獅虎雜交產(chǎn)生（liliger）。圖片來源：A.C. Tatarinov

干旱、洪水和熱浪等極端氣候的增多，逐漸破壞了許多生物賴以生存的穩(wěn)定生態(tài)環(huán)境，而這些雜交物種或許能比它們的祖先更好地應(yīng)對氣候的變化。

通常，每個(gè)物種都會演化出它獨(dú)有的優(yōu)勢基因，一個(gè)個(gè)小的基因突變或?qū)蝈e(cuò)，積累有利基因的過程漫長而艱巨。當(dāng)不同的物種雜交時(shí)，一個(gè)物種可以通過與雜交種交配，直接獲得另一個(gè)物種演化出的有利基因，與常規(guī)的演化過程所用的時(shí)間相比，這僅僅是一瞬間。這種 DNA 的重組有時(shí)可以給一個(gè)物種帶來巨大的優(yōu)勢，比如更強(qiáng)的抗病能力或?qū)π颅h(huán)境的適應(yīng)能力等。

雜交讓物種可以像交換卡片一樣快速交換它們最好的基因。這不僅不像我們想象的那樣有害，還能作為基因升級的快速途徑，為許多動植物帶來益處。雖然許多雜交的個(gè)體并不總能成功繁殖，甚至大多數(shù)情況下都存在先天缺陷，但基因組學(xué)明確表明：雜交生物有時(shí)可以找到交配對象并繁殖，最終將新的基因組合融入其中一個(gè)親代血統(tǒng)中。

這與在氣候變化中幸存有什么關(guān)系呢 ?

雜交對于抵御氣候變化具有深遠(yuǎn)的影響——智人就是一個(gè)很好的例子。科學(xué)家長久以來認(rèn)為，當(dāng)人類祖先和尼安德特人（Neanderthal）共同在地球上生活時(shí)，雜交讓我們獲取了尼安德特人在歐亞大陸生活幾千年磨練出來的生存基因，使人類的免疫應(yīng)答變得更快，紫外線吸收能力也更強(qiáng)。在人類走出陽光充足的非洲大陸時(shí)，這些基因幫我們抵御新的病原體，適應(yīng)歐亞較為黑暗寒冷的氣候，給我們帶來了巨大的幫助。基因組技術(shù)的發(fā)展使我們了解到，大多數(shù)歐洲人和亞洲人的 DNA 中都有 2%-4% 可以直接追溯至尼安德特人。由于它們?yōu)槿祟愇锓N帶來了顯而易見的好處，大多數(shù)人的基因組中都包含一些來自智人以外的基因。

在克羅地亞的文迪亞洞穴挖掘的骨頭碎片，被認(rèn)為來自三位女性尼安德特人。圖片來源：Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology / Frank Vinken

物種雜交的靈活性并不僅僅被自然演化所允許，演化甚至促進(jìn)了物種雜交本身。那些利用雜交帶來的優(yōu)勢，極大提高了自身適應(yīng)能力的物種有更多的長期生存機(jī)會，同時(shí)它們或許能夠更好地應(yīng)對加劇的環(huán)境變化和隨之而來的不穩(wěn)定因素。

近日有新聞報(bào)道，華盛頓頒布的一項(xiàng)氣候法案預(yù)期將在未來幾十年中，大大降低美國的碳排放量。這是向正確方向邁進(jìn)的一小步，但對于很多受到氣候變化威脅的物種來說，它還是來得不夠及時(shí)。去年秋天，美國魚類及野生動物管理局（U.S. Fishand Wildlife Service）公布了 23 種滅絕的動植物物種。隨著氣候愈發(fā)不穩(wěn)定，這份名單也會變得越來越長。氣候變化已經(jīng)從一個(gè)抽象的預(yù)測成為了不斷加劇的全球性災(zāi)難，將為生物多樣性帶來更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

然而，大自然的適應(yīng)力還留給了我們一線希望。

如果我們留出足夠的自然環(huán)境，讓不同的物種在此繁衍，和其他物種接觸，讓有利的基因在物種間傳遞下去，那么進(jìn)行雜交的物種很有可能挺過這場氣候?yàn)?zāi)難。這只是通向生存的一條潛在途徑，并不是保障。雜交不是魔法，由于人類對動植物棲息地過度的破壞和快速的氣候變化，大多數(shù)物種并沒有足夠的時(shí)間和機(jī)會通過雜交受益。但這也并不是死路一條，我們?yōu)闇p緩氣候變化和保護(hù)自然環(huán)境做的任何事情，都會給生物多樣性帶來新的機(jī)會。雖然人類活動可能還會導(dǎo)致其他物種的滅絕，但希望基因交換，這一長久以來沒有被明確認(rèn)識到的現(xiàn)象，可以為某些物種提供一個(gè)我們意料之外的方法，幫助它們避開滅絕的命運(yùn)。