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人類為什麼要讓動物回交, 回交到底有什麼好處?

回交是

遺傳學

的一個術語,是指生物與它的親代之一或與親代遺傳上相似的生物交配。在遺傳學研究中,回交對於隔離相關動物或植物群體中的某些特徵起到了很大的作用。

在動物回交中,常常涉及到“分級”,通常是指將雌性動物與優秀的雄性動物進行交配,然後將雌性動物的

後代

與相同或類似的父本回交。

通俗點來說,回交就是讓親代和它的後代之間進行交配繁衍,這聽上去非常不可思議且有違常理。

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近親繁殖

說到回交就讓我們聯想到近親繁殖,在人類社會,近親繁殖是被嚴厲禁止的,因為它不光是受到道德和法律的約束,更重要的是近親繁殖的危害很大,會大大提高先天缺陷率以及增加後代患上隱性遺傳疾病的機率。

近親繁殖的弊端不僅存在人類身上,各個物種之間都是通用的,史前巨獸猛獁象滅絕的因素之就是近親繁殖。

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2014年,研究人員從北海挖掘出的猛獁象化石上發現了一些非同尋常的特徵,比如頸椎上一塊平坦的圓形區域,這說明猛獁象頸骨的位置曾經連著一塊小肋骨,這是一種極其罕見的畸形骨骼。

頸肋骨畸形是相當嚴重的,如果人類存在這種情況,會因為畸形的頸肋骨而導致一系列發育問題,90%的發病者都無法健康長大,還沒到成年就會去世。

出現這一情況的原因很可能是染色體異常或患有癌症,

科學家

由此推測,在第四紀冰川時代,由於氣候的變化以及人類的捕殺,致使猛獁象種群數量銳減,於是群體內部發生了近親繁殖,導致新生小象大多遺傳變異。

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這些畸形的幼崽對外界的抵抗力更弱,導致種群數量進一步減少,於是便形成了一個近親繁殖的惡性迴圈,最終導致了猛獁象的滅絕。

在自然界,大部分動物在進化當中擁有了避免近親繁殖的本能,例如雄象、雄獅、公猴等長大後就要開始離開自己的族群獨自去流浪,在這之後幾乎再也見不到自己的母親和家人,剩下的聚集在一起生活的都是雌性群體和需要撫育的幼崽。

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回交的起源

那麼既然回交有這麼大的危害,為什麼人類還會人為干預地讓動物進行回交呢?這裡我們需要探討到回交的起源。

貓和狗都是如今大眾所熟知的寵物,但其實人類馴服狗的時間遠比馴服貓要早得多。狗是由狼馴化而來,在生物學上屬於狼的一個亞種,我們的祖先在大約1。5萬年就馴服了狗,狗也是人類最早馴化的動物之一。

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但貓的馴化史大概只有9000年,因為那時候的墓葬才被發現有貓作為寵物跟隨主人埋在一起。

最初,貓狗作為寵物是因為它們或能看家護院,或能平息鼠患,具有一定的本領。但漸漸地,它們開始被進行“特殊”培育,以取悅人類的各種喜好特徵而改變。

大概是在19世紀的歐洲,富裕的歐洲貴族們在寵物狗上也開始花費心思,追求所謂的“純種犬”。於是,販賣寵物的人為了迎合買家的喜好,他們開始對寵物狗進行極端的培育。

聽上去非常“高大上”,其實方法並不難,就是選擇那些有特色的犬種,比如可愛的、體型嬌小的、強壯的等等,然後擇優交配,保留下特徵最突出的作為“純種犬”的種犬,然後展開進一步的繁育。

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這時,因為有些種犬數量稀少,又或者為了保持血統的純正,幼崽長大後和親本交配的情況發生了,這就是動物回交的起源。

寵物貓也難逃這一厄運,比如加拿大無毛貓,又稱斯芬克斯貓,它們是為了迎合市場上一些對貓毛過敏又想養貓的人。這種貓是被特意培育出來的,1966年,飼養者挑選了一窩幾乎沒有毛的貓仔進行近親回交,最終誕生了這一成熟的品種;

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又比如蘇格蘭摺耳貓,這種貓的耳朵是折下來軟趴趴貼在腦門上的,看上去非常可愛,但其實這是因為貓天生存在著遺傳性骨骼疾病。這種惹人喜愛的特徵竟然是貓咪的病痛,而那些看中折耳貓受歡迎程度的商人竟然開始試著專門培育這一物種。

這些透過回交誕生的寵物貓往往生存能力底下或病痛纏身。加拿大無毛貓若是在野外,沒有外在皮毛進行體溫調控的它們根本無法存活,甚至還常常患有先天性耳聾。而那些所謂的純種犬更是被發現高達500多種

基因

缺陷。

可以說,最初的回交就是人類在馴化動物過程中使用的一種交配手段,以此得到擁有某種穩定優良性狀的品種,最終目的是為了獲取經濟效益。

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植物的回交育種

其實在植物界也存在著回交行為,但它遠不像動物回交那樣可怕,它是育種師最廣泛使用的一種植物育種手段,用於將一個或幾個基因納入優良或適應性品種。在這種方法中,用於回交的親本具有大量的理想屬性,但缺乏少數特徵。

在回交中使用DNA標記可提高選擇的效率,標記的目的是將一個或幾個研究人員感興趣的基因從一個遺傳源轉移到一個優良的栽培品種或優良育種品系,以改善目標性狀。

孟德爾這個名字大家一定都不陌生,他被譽為“遺傳學之父”,與回交有著不解之緣。作為中學生物課本中令人印象深刻的人物,孟德爾與他的豌豆讓我們對遺傳定律有了入門級的瞭解。

在那個年代,生物科學技術遠沒有如今這麼發達,人們無法像現代人一樣改變植物的形狀,但孟德爾卻彷彿開了掛一般,發現了一種能夠來獲得符合要求品種的實驗方法,那就是回交。

豌豆因為其容易辨認的性狀、嚴格的自花傳粉以及短時間的繁殖週期被孟德爾選做實驗物件,他透過多次回交、雜交豌豆發現能培育出一種把子代和親代的優良性狀都集於一體的“精英”,很快,回交育種的方法就被推廣開來。

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孟德爾創造性的豌豆實驗長達八年,他在1866年發表了名為《雜交實驗》的論文,被學術界奉為科學文獻中的經典。此後,基於他的遺傳定律,遺傳學才逐漸建立並走向成熟。

回交育種用於將未適應的供體親本的簡單遺傳性狀納入受體品系,涉及與受體品系的重複迴圈雜交,最後得到理想的性狀。

1955年,回交育種首次被運用於亞麻培育,為了研究出抗鏽病的優良亞麻品種,研究人員透過回交育種將新的等位基因從突變體種群轉移到優良受體品系中,這種方法後被廣泛用於亞麻鏽病研究。

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近代以來,這一育種方法也被用於水稻、小麥等糧食作物。科學家們為了得到產量較高且抗病能力強的農作物品種,便透過回交來達到目標。

比如,高植株是小麥的顯性性狀,很多小麥的植株都長得比較高,面臨大風天氣時就容易被颳倒。這時候就可以先讓小麥的親本交配產出子代,然後選擇矮株的小麥與子代進行雜交。為了得到存隱性的矮植株性狀,就必須得讓雜交子代和親本重複進行交配。

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人類為何要讓動物回交

回交對於植物育種來說,可以得到理想的優良品種,是有益處的。但前文提到,對於動物來說,回交不僅有違倫理,還是一種非常殘忍,甚至有可能導致種群陷入“滅絕旋渦”的行為。

但科學家們不僅讓動物們這樣做了,還持續了上百年的時間!這究竟是為什麼呢?

實際上,很多時候科學家們也是萬不得已才會讓動物進行回交,其目的是為了挽救一些瀕危的種群,例如當年引發全國關注的華南虎事件。

華南虎是中國特有的一個虎亞種,但不幸的是,多年來開展的野生華南虎搜尋工作都沒有成果,專家猜測野生華南虎已經滅絕,剩下的都是在全國各地的動物園裡圈養的華南虎。

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人工繁育的華南虎數量現在有多少了呢?

2014年,重慶動物園副園長提到全球的人工繁育華南虎數量是109只,這一百多隻華南虎肩負著復興整個種群的希望。

然而,你能想象這109只華南虎都擁有共同的祖輩嗎?它們最初都是由6只華南虎繁殖而來,這6只華南虎分別在貴州與上海的兩家動物園裡進行養育,並於上世紀80年代左右進行匯合繁衍。

由於華南虎的繁殖率低且週期長,想要短時間內讓這6只華南虎要繁育出盡可能多的後代,不可避免的會出現近親繁殖,也就是回交。儘管科學家們會對其進行編號,儘量選擇遠親交配,但由於華南虎的數量實在太少了,無法避免基因單一化。

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高度的近親雜交讓華南虎的遺傳多樣性缺失,人工飼養的華南虎幼崽死亡率居高不下,甚至還常常伴隨著短尾、弓背、骨骼畸形、不孕不育等先天性遺傳疾病。

但這也是恢復華南虎種群數量的最好的辦法,除非成功發現野生華南虎的蹤跡,並且捕獲野生華南虎與人工圈養的華南虎進行交配繁衍,否則這一問題就無法解決。

目前,人們正在對華南虎進行野化嘗試,但這些專案始終未能取得理想的效果。

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對於那些瀕危的物種來說,回交是延續種群的重要手段,這也是迫不得已的。也有案例是動物透過回交成功挽救了自己的種群,比如上世紀60年代的恩戈羅火山口獅群。

當年,天降暴雨,惡劣的天氣讓這個狹小又封閉的火山口雪上加霜,在此處生存的獅群只剩了10只,分為9只母獅與1只公獅。

為了避免絕種,它們在接下來的數十年只能近親交配。科學家們發現這一狀況後,很快為改種群引入外來的流浪獅群,最終成功恢復了其基因多樣性,種群也得以延續。

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動物回交的另一個好處和植物回交類似,就是加強某一特定的基因,同時保留優良基因。

比如養殖戶發現羊群中有一頭母羊生出來的小羊產奶量大質優,那就是因為它攜帶有這方面的優良基因。

於是,人們就能夠採取回交的手段,讓這頭母羊再次生育,用它生下來的公羊與這頭羊繼續交配繁育,再把生出來的後代繼續與第一代的母羊交配,經過這一迴圈往復的過程,最終就能得到遺傳基因較為穩定的新品種,進而大範圍養殖。

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結論

回交育種可以給人們的生活帶來便利,比如透過回交育種得來的優良豬肉品種三元豬,以肉瘦膘薄而聞名,肉質營養足、口感好,極宜於加工成各種肉類製品。

不過,由於回交是一種違背倫理與自然規律的行為,且會加強動物的某個致病基因,導致其後代的存活率低、生活質量差,所以動物回交目前在學界仍然存在著較大的爭議。

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