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如果地球只剩下兩個人類(一男一女),那麽他們該如何避免近親繁殖?

2021-11-15科學

根本無須擔心。因為大多數的認知是錯誤的。

1,近親問題本質是基因問題

2,基因問題本質是變異問題

這兩問題,在現在都不是問題。

其實,近親繁殖問題,在 【群體】 裏,一直是一個人類「想象」為主的概念。

因為了解下民間的家畜養殖和馴化,會發現,這簡直是個近親大窩。我是最近涉足到這個領域,才知道近親在動物馴化和培育裏,那頻率簡直高的不要不要的。很多封閉地區,比如那些山區寨子,往往就是一公一母負責數十年甚至上百年的族群繁育,而後代多樣性,那是非常豐富的。

反觀人類,純近親結婚的群體,目前似乎並沒有得到有效地觀察,所以人類更多的是一種理論揣測。

下面來說說這個問題。

如果非要擔心,還是考慮下 不孕不育和後代能否順利成長 的問題,因為這兩個問題比例出現遠高於遺傳病的比例。

為什麽說先天問題基本無需擔心呢?這是因為過去對於近親問題的認知,主要是一種樸素的遺傳學,那個時候他們並不清楚基因變異更多的事情,只是單純的認為近親會加劇純合片段的數量,然而隨著現代遺傳學,尤其是大量數學進入生物學,才發現,這些問題,有些杞人憂天了。

我是最近開始涉足了一個很有意思的領域: 近交(inbreeding)

顧名思義,就是近親繁殖,是指血緣關系極為相近的個體之間或遺傳組成極相似的個體之間進行的交配繁殖。

這種植物上常見的問題(大家高中時候的自交、回交),動物上估計就少多了,難度很大很大。

為什麽?

因為經驗告訴我們,動物近交會遇到嚴重的近交衰退問題,估計有人馬上會說,這不正是我們人類擔心的近親結婚問題麽?

然而,這個答案恰恰相反,因為,動物嚴重近交,是每一代必須 強制近交 的結果,而且為了逼著它們近交系數提高(inbreeding coefficient),基本上是 母子/父女 為主(兄妹其實基因差異很大的),而即便如此,近交衰退也是在 五六代 以後出現為主。

正因為如此,動物的近交系其實很少的,主要是小鼠,已經百年了,目前也有豬等近交系。

於是,這裏有兩個基本問題:

1,必須嚴格的母子/父女 近交

2,大概在5-6代左右為主出現近交衰退

這是許多動物實驗研究得出的結論。

於是,問題來了,一對夫妻,他們是如何的神經病,非要 代代 搞母子/父女呢?

事實上,只要不是故意這麽搞,在三代之後,基本上就無需擔心近交問題了。

說到這裏,又想起了另外一個很有意思的問題,就是為什麽三代之內禁止近親的問題。

其實這個問題的一大前提是: 夫妻有隱性遺傳病 ,否則,你們隨意,沒有遺傳病,除非天生變異,否則咋能近親出遺傳病呢?

而為什麽是三代呢?因為到了第四代,出現遺傳病的機率,比人群散發的機率還低呢。

所以,基本無需擔心近交問題。

甚至,從一個很遙遠的議題來:物種誕生,他們最初如何克服了近交問題?

當然,你一定會想到一個基本的高中知識,基因分離定律,對於30億堿基對的人類來說,分離出來的多樣性是非常大的,所以哪怕是親兄妹,也會有很大的區別。

更有意思的一個問題是,生物似乎有一種能力避免純合問題,這是目前遺傳學上的一個有意思問題,也是我們在研究近交和孤雌時候遇到的問題:

就是,我們試圖用孤雌和近交的策略去產生動物後代的時候,發現,有一些片段肯定是不會純合的。因為純合致死。可能你會覺得,這就是一個單純的前進演化上的問題,然而實際中,我們發現,這種比例其實高的超出了正常的前進演化允許的範圍,因此,一定有某些我們尚未發現的生物學因素在受精或胚胎發育中就起作用了。

比如目前一個理論就是胚胎發育中胎盤的作用。

在最近發表的nature文章【Inherent mosaicism and extensive mutation of human placentas】提到了一個很有意思的問題,就是,其實人在發育過程中,會出現很多基因異常,甚至染色體異常,然而,這些異常,會被胎盤收編,留下那些正常的繼續前行。

可以說胎盤是一種糾錯機制。

我認為,生物學上一定不止這麽一種糾錯機制來維持正常發育。

就像很多人認為的細胞發育是1-2-4-8-16-32,然而真實情況,很少是這種的,這也是我們在觀察胚胎的時候發現的,往往是一個範圍,那就意味著,有的細胞發育著發育著,就被淘汰了,哪怕在胚胎早期(這個時候可是全能的,每個都能發育成個體)。

當然,你要是非要說,就是找了一堆遺傳病夫妻,他們還真的可以保證讓孩子度過童年成長到性成熟,那麽,有這種科技的話,產生變異不要太容易了?

生物學上搞出變異的辦法簡直不要太多了,我們作分子的不就是以研究基因變異為主麽?

物理的,各種射線

化學的,各種誘變劑

生物的,一些病毒。

甚至我們還有大量的基因編輯辦法,

ps,事實上,做遺傳學越久,我對遺傳學的認知越深,反而有一種對於基因決定萬物的認知有了更深刻的認知,那就是,基因似乎並不是如此,尤其是我本人又是前進演化領域的,更是不認為一開始就會那麽精妙。而我現在越來越有一種偏生物-化學-物理的思路了。

生物的,背後是化學的,化學背後是物理的。

我們很多生物學現象,早期一定不會是非常精妙的調配,而是有一些其他因素在起著作用,就比如為什麽受精卵會啟動分裂?為什麽分裂進行著就會走向多胚層?難道一個受精卵能記錄那麽多資訊?我不認可。我認為背後更多的是化學因子刺激,濃度梯度,重力、位置(左右內外)等的影響來驅動的。

pss:近交系在生物醫學上是很有套用價值的,因為基因相似度高、性狀穩定,所以才能避免因為個體差異出現的問題,事實上大家常說的小白鼠,往往是近交系。