人类和大猩猩之间存在生殖隔离，科学界，是如何发现的呢？

上世纪，苏联科学家伊万诺夫进行了惨绝人寰的人猿杂交试验，结局以失败告终。

人猿之间并更不能杂交

人类和大猩猩能够创造出人猿战士吗？答案是否定的，人和黑猩猩之间存在生殖隔离，根本不可能孕育新物种。

让人好奇的是生殖隔离究竟是什么？科学界又是如何发现的？

什么是生殖隔离

生殖隔离是不同物种、不同族群甚至同一物种的不同群体在繁殖过程中不能产生健康或诞育后代的现象。

生殖隔离是生物多样性和进化的重要因素之一，对于维持物种间的分化和增加种群多样性具有重要意义。

马和驴杂交产出骡子

生殖隔离分为前生殖隔离和后生殖隔离两种。

前生殖隔离是根据生殖结构、生殖习性、生殖行为等因素，可能导致同种群体之间或不同种群体之间不发生交配或不产生健康育性后代的现象。

例如，北极狐和棕色狐都属于狐科，但它们在大小、颜色、行为等方面有所不同，这可能导致它们在大多数情况下不会进行交配。

另外，同一物种在不同生态环境下可能会形成不同的种群，由于习性和行为的差异，这些不同的种群可能会发生生殖隔离，例如同一物种的水禽在湖泊中繁殖的种群可能会与在河流中繁殖的种群产生生殖隔离。

鸳鸯和鹅之间存在生殖隔离

后生殖隔离是指在种间或族群内已经进行了交配，但不能产生育性健康后代的现象。

后生殖隔离可以由遗传基因、染色体、染色体数量和结构等因素引起。

例如，马和驴可以进行交配，但由于它们的染色体数量和结构的不同，无法产生健康可育性的后代，它们的杂交后代——骡，通常出现某些繁殖和内分泌方面的问题。

骡子

总之，生殖隔离是因种群间或物种内不同因素导致的不能形成育性健康后代的现象，生殖隔离是物种分化和进化发展的关键要素之一。

这个时候，很多小伙伴可能并不理解，明明人类和黑猩猩的基因相似度如此之高，两个物种在400多万年前还是“一家人”，为何会有生殖隔离？科学家是如何发现的？

人类和黑猩猩的生殖隔离

这是由于人类和黑猩猩在基因组和生理结构上的差异太大。

从基因组上来看，人类和黑猩猩的基因组相似度大约为98%左右，二者基因的排列顺序也存在不同。

人类与猩猩对比

虽然看似有些相似，但这个2%的差异足以表明两者不是同一个物种。

人类有23对染色体，而黑猩猩则有24对，这一差异使得后代在50到100年内变得很大的情况。

而且，某些部分的基因组大小也有所不同，人类有大约3.2亿个碱基对，而黑猩猩的基因组大小大约为3.3亿个碱基对。

碱基对

除了基因组的结构和序列之外，人类和黑猩猩的基因表达谱也有所不同。

表达谱指的是在不同组织和生长条件下不同基因的表达模式，人类和黑猩猩的大脑组织中表达的基因存在差异，在许多基因方面人类要比黑猩猩更活跃，尤其是控制思考方式的基因。

基因链

而从生理结构上来看，人类和黑猩猩的生殖系统差异很大，比如人类的生殖器官形态、精子形态、精液成分等都与黑猩猩不同。

科学界对人类和黑猩猩之间的生殖隔离做出了很多研究，主要来源于人类和黑猩猩之间的基因组、生理结构和行为的对比研究。

科学界的发现

早在20世纪初，有科学家提出了人类和黑猩猩的进化关系，并通过类比实验等方式进行了初步的研究。

人类进化构想

科学家通过细胞学、遗传学、形态学、动物学等方面的研究对人类和黑猩猩的差异进行比较和分析。

从遗传学的角度来看，首先，基因组的比较分析对于判断人类和黑猩猩的生殖隔离具有很重要的意义。

根据遗传学原理，如果两种生物之间存在生殖隔离，它们的基因组会有明显差异。

人类和黑猩猩的基因组共同组成了人科（Hominidae）家族群，这引发了科学家们对于人类和黑猩猩亲缘关系的探究。

人类与人科骨架对比

除了在基因方面的相似和不同之外，科学家们还利用DNA序列的测定方式对人类和黑猩猩的生殖隔离进行了研究。

DNA序列技术是通过测量两个物种间基因的序列相似性进行比较的。

科学家们通过对人类和黑猩猩的DNA序列进行测定，发现在人类和黑猩猩的基因序列上存在不同程度的差异。

基因结构与DNA序列分析

比如，在人类的第二条染色体上存在一段序列，但在黑猩猩上却找不到同样的序列。

这种差异性证明了人类和黑猩猩确实属于两个物种，无法进行育性交配。

此外，科学家还研究了特定基因在人类和黑猩猩身上的特征表现。

这些基因涉及了人类和黑猩猩的生殖系统和性器官，如性激素受体、精细胞膜蛋白等。

膜蛋白

研究表明，这些基因在人类和黑猩猩中的特征表现存在较大差异，这差异也被认为会影响两种动物的生殖行为及生殖成功率。

从细胞学的角度来说，黑猩猩的精细胞要比人类大得多，这种特殊的精细胞成分可能会影响生殖成功率。

同时，黑猩猩的精细胞数也比人类低很多，每次交配活动中的精细胞活跃数量达到几千万个，而人类则能够达到上亿个。

精子结构

其次，人类和黑猩猩的卵子形态、数量、卵泡生长速度等方面也存在差异。

黑猩猩的卵子和卵泡要比人类更大一些，同时数量比人类更少。

研究还表明，黑猩猩的卵子卵泡的生长速度也比人类更慢，这种细胞学差异不仅可能影响两种物种的生殖成功率，还可能会导致胎儿发育异常和流产等问题。

这也是为什么上世纪苏联的科学家的人猿杂交实验未能成功的原因之一。

人类和黑猩猩就好像两块相似但又不相契合的积木，不管怎么拼接都无法完全契合在一起。

既然人类和黑猩猩不可能跨越生殖隔离，那么自然界当中是否有物种能够违背这种规则呢？

人与黑猩猩是不会有结果的

生殖隔离是否能够违背

目前已知的所有生殖隔离均为自然界所固有的一种生物学现象，不能通过人为手段或者任何技术手段被违背，是由生物体内部的遗传因素和自然环境因素相互作用的结果，是一种自然选择机制。

生殖隔离是种生物演化的重要因素，通过生殖隔离机制，相互隔离的物种最终会发展成为完全不同的物种。

生殖隔离对物种的多样性和生态系统的稳定性起着重要的保护作用。

生态系统结构一览

任何试图人为或者通过技术手段违背生殖隔离的现象，都会遭受失败，并对自然生态系统和物种多样性造成不良影响。

如今人类的杂交技术如此成熟，但都没有真正意义上的违背生殖隔离，可见自然界的生殖隔离有多么可怕。

参考资料

[1]、中国知网《植物远缘杂交中生殖隔离研究进展》

[2]、中国知网《生殖隔离摭谈》

[3]、The IUCN Red List《Pan troglodytes》