以下是一些物种将如何适应气候变化

杂交现象并不像您想象的那么罕见,而且它是一些动物可以用来应对全球变暖的策略

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

红狐(Vulpes vulpes)和北极狐(Vulpes lagopus)在管道上的杂交种,加拿大马尼托巴省丘吉尔。

每个中学生都学过这个教条:物种被定义为可以相互繁殖并产生可育后代的生物群体。当个别植物和动物不能这样做时,我们称它们为不同的物种。有时很难想象大丹犬和吉娃娃之间究竟是如何运作的,它们都属于犬属,但在大多数情况下,这是一种令人欣慰的方式来理解我们周围的生物多样性。但事实并非如此。

较旧的基因测序技术意味着直到最近,科学家们只能检查生物体DNA的一小部分,这为我们提供了整个生物体遗传的合理替代——例如,该生物是否来自杂交事件。我们使用这些DNA片段来推断两个生物之间的关系。但是现在,随着快速准确地测序整个基因组的能力,我们可以检查每个生物体中包含的数百万个DNA片段中的大部分。我们正在发现“物种”并没有那么明确。

杂交种,或含有来自多个物种的DNA的生物体,本应是来自不同物种的父母的不幸的生殖死胡同,他们缺乏一些达尔文常识;相反,新的基因组数据为我们提供了大量证据,表明物种,即使是那些亲缘关系不是很密切的物种,也在进化上的反抗行为中交换基因,这种行为并非如此罕见


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随着干旱、洪水和热浪取代了许多物种赖以生存的相对生态稳定性,这些杂交物种可能比它们的亲本物种更能适应气候变化。

通常,每个物种都必须进化出自己的有益基因,这是一个费力的过程,即小的突变,在赋予益处方面可能是碰运气。这个过程需要很多代。但是,当不同物种杂交时,在一个物种中进化出来的有益基因可以通过与杂交种交配,在进化意义上的眨眼之间迁移到另一个物种。这种DNA洗牌,如果是有益的,可能会带来严重的好处,例如抗病性或对新环境的适应。

杂交为物种提供了一种快速交换其最佳基因的方法,就像它们在交换交易卡一样。两个物种之间的联系与其说是坏处,不如说是快速基因升级的机制,并且可能为许多种类的动植物设置了有利事件。因此,虽然许多甚至大多数种间杂交种可能并不总是生殖成功的,但基因组学清楚地表明,杂交种有时甚至经常能够找到伴侣并繁殖,最终将它们新的基因组合与亲本谱系之一混合在一起。

这与适应气候变化有什么关系?

杂交对于应对气候变化具有深远的影响——智人就是一个很好的例子。科学家们长期以来一直认为,当人类和尼安德特人同时存在于地球上时,杂交为我们的物种抢夺了重要的生存基因,这些基因是尼安德特人在欧亚大陆生活数千年磨练出来的。这些可能包括改善免疫反应和更好地吸收紫外线的适应性——这在我们走出阳光明媚的非洲,遇到新的病原体,并且不得不适应黑暗和寒冷的欧亚气候时很有帮助。感谢基因组技术,我们知道大多数欧亚人的DNA中有2%到4%可以直接追溯到尼安德特人,并且我们大多数人的基因组都配备了一组非智人基因,因为它们为我们的物种带来了明显的好处

进化可能不仅在容忍这种杂交的灵活性,甚至可能正在驱动它;那些能够收获杂交的好处并在适应竞赛中领先的物种更有可能长期生存,并且它们可能更好地应对新环境和它们现在面临的日益加剧的不稳定性。

华盛顿最近关于气候法案的消息将在未来几十年内显著减少美国碳排放,这是朝着正确方向迈出的一小步,尽管对于许多受气候变化威胁的物种来说,这来得太晚了。事实上,去年秋天,美国鱼类和野生动物管理局宣布又有23种动植物灭绝。随着天气变得更加不稳定,这些名单将会越来越长。气候变化已经从抽象的预测转变为一场影响深远的、日益加剧的全球灾难,其对生物多样性的影响是可怕的。

然而,大自然的复原力仍然存在一线希望。

那些杂交的物种可能是最有可能经受住我们制造的风暴的物种,如果我们留下足够的荒野,让物种得以生存并在首要位置相互接触。猖獗的栖息地破坏可能已经注定了太多物种的命运,而杂交并非魔法;有益的基因必须首先存在,并且在物种之间成功转移。这是一种生存之路,而不是保证。不幸的是,鉴于气候变化和发展的速度,大多数物种将没有时间或机会从杂交中获益。但这并非毫无希望;我们为减缓气候变化和保护自然区域所做的一切都将给生物多样性一个适应的机会。我们的行动将继续导致生命之树上的物种灭绝,但希望一种古老的、以前未被认识到的基因交换习惯将为某些物种提供一种意想不到的躲避灭绝的方法。

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