这种蝴蝶杂交品种在进化过程中克服了困难，茁壮成长

生命也许会“找到出路”，但生物的进化过程并非井然有序。现实中，新物种的诞生远非一棵整齐的家谱，每一代都添加直线。对亚马逊地区一种蝴蝶属的新研究表明，这些进化路线可能错综复杂。一些物种之间的杂交可以产生新的蝴蝶物种，这些新物种在遗传上既不同于亲本物种，也不同于其早期祖先。4 月 17 日发表在《自然》杂志上的一项研究中描述了这一发现。

第三种混合体

在这项研究中，研究小组重点研究了中美洲和南美洲发现的色彩鲜艳的Heliconius属蝴蝶。由于蝴蝶群中翅膀的种类繁多，它们是研究蝴蝶翅膀图案如何进化的常用模型。在 1861 年写给查尔斯·达尔文的一封信中，博物学家亨利·沃尔特·贝茨 (Henry Walter Bates) 称在亚马逊发现的Heliconius蝴蝶是“大自然制造新物种的实验室的一瞥”。

为了更深入地了解Heliconius 的进化过程，这项新研究的团队利用了全基因组测序的力量。所有生物体的 DNA 都由四种核苷酸碱基组成——腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和鸟嘌呤。如果你知道碱基的序列，你就可以识别出生物体独特的 DNA 指纹，即模式。测序可以确定这些模式，实验室中的全基因组测序可以在一个过程中确定这些碱基的顺序。

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全基因组测序表明，大约 18 万年前， Heliconius melpomen e 与当今Heliconius pardalinus蝴蝶的祖先之间发生了一次杂交事件。这次事件产生了第三个杂交物种，称为Heliconius elevatus 。虽然它是杂交种的后代，但H. elevatus也是一种独特的蝴蝶物种，具有自己的个性特征。这些特征包括颜色图案、翅膀形状、飞行特征、它们如何选择配偶等等。这三个不同的物种现在一起飞过亚马逊的广阔区域，这表明更多的证据表明杂交种并不总是不育的，正如以前有时认为的那样。

“从历史上看，杂交被认为是一件坏事，在进化中并不特别重要，”研究合著者、哈佛大学生物学家尼尔·罗瑟在一份声明中说。“但基因组数据显示，物种间杂交实际上非常普遍。在过去的 10 到 15 年里，杂交和进化的重要性发生了范式转变。”

进化的惊喜

研究团队表示，这可能会改变我们对物种和物种形成的看法。科学家普遍认为杂交会抑制新物种的产生。杂交生物通常生来就不健康或不育，无法繁殖，尤其是当它们生来就带有两种不同的性染色体时。大多数物种并不是完美完整的紧密单元，而是交换大量 DNA，可以认为是“相当漏洞百出”。进化中的物种实际上在不断交换基因，这可能会引发新谱系的进化。

“通常，物种被认为是生殖隔离的。它们无法产生具有生殖能力的杂交种，”研究报告的合著者、哈佛大学生物学家詹姆斯·马莱特在一份声明中说。

而Heliconius蝴蝶的情况则有所不同。它们表明杂交不仅在发生，而且本身就推动了新物种的进化。虽然现在有证据表明物种间存在杂交，但要确认杂交是否与物种形成有关一直很困难。

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“问题是：怎样才能让两个物种融合在一起，并从中诞生第三个物种？”马莱特说。

这项新研究为科学家提供了了解杂交和物种形成在进化过程中如何发挥作用的下一步。它还可能有助于解决地球生物多样性危机，因为充分了解我们在基因层面上真正意义上的“物种”对于保护至关重要。它还可能有助于了解某些疾病的携带者。多种蚊子携带疟疾，虽然它们关系密切，但我们仍然不知道它们如何相互作用或像Heliconius蝴蝶那样产生新的杂交种。

正如进化本身一样，随着生物学家对一个物种之所以成为物种的真正原因有了更多的了解，这一研究领域将继续得到解开。