以下是一些物種將如何適應氣候變化

雜交現象並不像您想象的那麼罕見,而且它是一些動物可以用來應對全球變暖的策略

Hybrid of Red Fox (Vulpes vulpes) and Arctic fox (Vulpes lagopus) on pipes, Churchill, Manitoba, Canada.

紅狐(Vulpes vulpes)和北極狐(Vulpes lagopus)在管道上的雜交種,加拿大馬尼托巴省丘吉爾。

每個中學生都學過這個教條:物種被定義為可以相互繁殖併產生可育後代的生物群體。當個別植物和動物不能這樣做時,我們稱它們為不同的物種。有時很難想象大丹犬和吉娃娃之間究竟是如何運作的,它們都屬於犬屬,但在大多數情況下,這是一種令人欣慰的方式來理解我們周圍的生物多樣性。但事實並非如此。

較舊的基因測序技術意味著直到最近,科學家們只能檢查生物體DNA的一小部分,這為我們提供了整個生物體遺傳的合理替代——例如,該生物是否來自雜交事件。我們使用這些DNA片段來推斷兩個生物之間的關係。但是現在,隨著快速準確地測序整個基因組的能力,我們可以檢查每個生物體中包含的數百萬個DNA片段中的大部分。我們正在發現“物種”並沒有那麼明確。

雜交種,或含有來自多個物種的DNA的生物體,本應是來自不同物種的父母的不幸的生殖死衚衕,他們缺乏一些達爾文常識;相反,新的基因組資料為我們提供了大量證據,表明物種,即使是那些親緣關係不是很密切的物種,也在進化上的反抗行為中交換基因,這種行為並非如此罕見


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隨著乾旱、洪水和熱浪取代了許多物種賴以生存的相對生態穩定性,這些雜交物種可能比它們的親本物種更能適應氣候變化。

通常,每個物種都必須進化出自己的有益基因,這是一個費力的過程,即小的突變,在賦予益處方面可能是碰運氣。這個過程需要很多代。但是,當不同物種雜交時,在一個物種中進化出來的有益基因可以透過與雜交種交配,在進化意義上的眨眼之間遷移到另一個物種。這種DNA洗牌,如果是有益的,可能會帶來嚴重的好處,例如抗病性或對新環境的適應。

雜交為物種提供了一種快速交換其最佳基因的方法,就像它們在交換交易卡一樣。兩個物種之間的聯絡與其說是壞處,不如說是快速基因升級的機制,並且可能為許多種類的動植物設定了有利事件。因此,雖然許多甚至大多數種間雜交種可能並不總是生殖成功的,但基因組學清楚地表明,雜交種有時甚至經常能夠找到伴侶並繁殖,最終將它們新的基因組合與親本譜系之一混合在一起。

這與適應氣候變化有什麼關係?

雜交對於應對氣候變化具有深遠的影響——智人就是一個很好的例子。科學家們長期以來一直認為,當人類和尼安德特人同時存在於地球上時,雜交為我們的物種搶奪了重要的生存基因,這些基因是尼安德特人在歐亞大陸生活數千年磨練出來的。這些可能包括改善免疫反應和更好地吸收紫外線的適應性——這在我們走出陽光明媚的非洲,遇到新的病原體,並且不得不適應黑暗和寒冷的歐亞氣候時很有幫助。感謝基因組技術,我們知道大多數歐亞人的DNA中有2%到4%可以直接追溯到尼安德特人,並且我們大多數人的基因組都配備了一組非智人基因,因為它們為我們的物種帶來了明顯的好處

進化可能不僅在容忍這種雜交的靈活性,甚至可能正在驅動它;那些能夠收穫雜交的好處並在適應競賽中領先的物種更有可能長期生存,並且它們可能更好地應對新環境和它們現在面臨的日益加劇的不穩定性。

華盛頓最近關於氣候法案的訊息將在未來幾十年內顯著減少美國碳排放,這是朝著正確方向邁出的一小步,儘管對於許多受氣候變化威脅的物種來說,這來得太晚了。事實上,去年秋天,美國魚類和野生動物管理局宣佈又有23種動植物滅絕。隨著天氣變得更加不穩定,這些名單將會越來越長。氣候變化已經從抽象的預測轉變為一場影響深遠的、日益加劇的全球災難,其對生物多樣性的影響是可怕的。

然而,大自然的復原力仍然存在一線希望。

那些雜交的物種可能是最有可能經受住我們製造的風暴的物種,如果我們留下足夠的荒野,讓物種得以生存並在首要位置相互接觸。猖獗的棲息地破壞可能已經註定了太多物種的命運,而雜交併非魔法;有益的基因必須首先存在,並且在物種之間成功轉移。這是一種生存之路,而不是保證。不幸的是,鑑於氣候變化和發展的速度,大多數物種將沒有時間或機會從雜交中獲益。但這並非毫無希望;我們為減緩氣候變化和保護自然區域所做的一切都將給生物多樣性一個適應的機會。我們的行動將繼續導致生命之樹上的物種滅絕,但希望一種古老的、以前未被認識到的基因交換習慣將為某些物種提供一種意想不到的躲避滅絕的方法。

這是一篇觀點和分析文章,作者或作者表達的觀點不一定代表《大眾科學》的觀點。

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