狮虎、斑马马与北极灰熊：动物为什么会杂交？

随着气温上升，灰熊（一种棕熊亚种）与北极熊的马北分布范围日益重叠，二者的极灰杂交种「北极灰熊」可能也将愈加常见。PHOTOGRAPH BY PHILIPPE CLEMENT，熊动ARTERRA，杂交UNIVERSAL IMAGES GROUP，狮虎GETTY

在2020年之前，科学上从未有过玫胸白斑翅雀与猩红比蓝雀的极灰杂交纪录。PHOTOGRAPH BY JOEL SARTORE，熊动NATIONAL GEOGRAPHIC PHOTO ARK

科学家们最近确定在美洲有七种不同的斑臭鼬（spotted skunk），例如图中的斑马东部斑臭鼬（eastern spotted skunk）。PHOTOGRAPH BY JOEL SARTORE，马北NATIONAL GEOGRAPHIC PHOTO ARK

在印度尼西亚西爪哇的野生动物园（Taman Safari）中有只雄非洲狮与雌老虎生下的杂交种「狮虎」（liger）。PHOTOGRAPH BY JOEL SARTORE，NATIONAL GEOGRAPHIC PHOTO ARK

2002年杜拜骆驼繁殖中心（Camel Reproduction Centre）站在母亲身旁的卡米拉（Kamilah），是一只由雄单峰骆驼与雌骆马生下的「骆马驼」（cama）。PHOTOGRAPH BY REUTERS，ALAMY

2013年，一只由雄斑马与雌马生下的「斑马马」（zorse）宝宝正在法国屈谢里（Cuchery）的农场中玩耍。PHOTOGRAPH BY ALAIN JULIEN，AFP，GETTY
（神秘的地球uux.cn）据美国国家地理（撰文：JASON BITTEL 编译：曾柏谚）：「狮虎」、「斑马马」与「北极灰熊」：动物为什么会杂交？自然界中跨支系的动物杂交相当普遍，个中可能蕴含了一些演化奥秘。
2020年夏天，宾夕法尼亚州的科学家看到了个从来没有人见过的东西：一只看起来像是玫胸白斑翅雀（rose-breasted grosbeak），但鸣声听起来却像是猩红比蓝雀（scarlet tanager）的鸟。
经过仔细分析，科学家鉴定出这只鸟是上述两种鸟交配后生下的杂交后代。
匹兹堡国立百鸟园（National Aviary）的鸟类学家鲍伯.穆维希尔（Bob Mulvihill）回忆道：「我看到它的时候，脱口叫到『我的老天！』」随后他捉住了这只鸟，并抽取了一点血液样本用来研究它的基因。
虽然像骡子一类的杂交动物人尽皆知，但由于每一种鸟的颜色都不相同，因此这桩案例更显得不寻常。玫胸白斑翅雀一身羽色黑白，只在胸口有块红色色斑；猩红比蓝雀则是全身带着明亮橙红，搭配上一对黑色翅膀。
这两种鸟既不是表亲，甚至连近亲也称不上。穆维希尔怀疑，这两个物种可能早在一千多万年前就在演化上分道扬镳了。
更诡异的是，这两种鸟类在北美洲大部分的分布地区彼此重叠，导致研究人员很好奇，为什么之前从来没有人看过它们杂交的证据呢？「难道这只是一起罗密欧与朱丽叶的例子吗？」穆维希尔笑道。
现代的基因定序与遗传分析技术赋予了杂交动物新的意义，在它们身上可能握有厘清演化之谜的线索。
什么是杂交动物？
丹佛大学的演化生物学家埃里卡.拉森（Erica Larson）表示，从遗传学的角度来看，杂交动物是不同支系之间交配繁殖的结果。尽管对于大多数非科学家的人来说，「杂交」意味着两个不同物种间的繁殖，但其实「杂交」一词也包含了同一物种下可依特定性状或特征区分的亚种（subspecies）之间，甚至族群（population）之间的繁殖。
「它们可能会因为行为，或是在同一年的繁殖时间不同，而甚少彼此交配。」拉森说：「但它们一但交配了，或许能产下完全健康的杂交后代。」
相关例子或许可以瞧瞧最近被科学家划分成七个物种的斑臭鼬（spotted skunk）。它们有几种看起来几乎相同，也生活在同一个地区，但交配与分娩的时间却差上好几个月。
「另一个蛮不错的例子是珊瑚。」拉森说：「众多珊瑚们会在某个非常特定的时间点一起释出配子，从物理上来说，这些物种都在同一个空间中，因而有可能发生杂交。」但因为不同珊瑚释出配子的时间差了数小时或数天，从而没有这样的机会。
然而在实验室或是圈养环境中，这些防止杂交的「天然障碍」就不是什么大问题了。
哪些动物可以杂交？
最有名的杂交动物之一就是「狮虎」（liger）。狮虎是雄狮与雌虎的杂交后代，自从被2004年的电影《拿破仑炸药》（Napoleon Dynamite）提到后一炮而红，相较之下却很少有人知道雄虎与雌狮杂交产下的「虎狮」（tigon）。
由于狮子与老虎的分布范围几乎不重叠，因此这两种杂交情况在野外极度不可能发生；同样的情况对于骆马与单峰骆驼的杂交后代「骆马驼」（cama）也是如此，它们原生于大西洋的两岸，但研究人员的介入下已经生出杂交后代。
马科的动物可能特别容易杂交，例如驴子跟马可以生出骡子（mule），而斑马与马则可以生出「斑马马」（zorse）或是其他组合。2019年，科学家首度证实一角鲸有时候会跟白鲸杂交，生下「白角鲸」（narluga）。除此之外，还有至少20份关于各种鲸豚在野外或圈养环境下发生杂交的报告。
杂交也不仅只发生在哺乳动物身上。诸如森林响尾蛇（timber rattlesnake）与西部菱背响尾蛇（western diamondback rattlesnake）、古巴鳄（Cuban crocodile）与美洲鳄（American crocodile）、俄罗斯鲟（Russian sturgeon）与匙吻鲟（American paddlefis）、山鳟（cutthroat trout）与虹鳟（rainbow trout），以及蚂蚁、蜜蜂、胡蜂和白蚁等各种昆虫都有杂交纪录。而植物的杂交能力又特别强，一般认为杂交率更胜于动物。
不过说起地球上最兴盛的杂交动物，可能是身上带有尼安德塔人（Neanderthal）、丹尼索瓦人（Denisovan）等古代人族（hominin）基因的──现代人。
动物杂交罕见吗？
虽然杂交动物看起来不平常，但许多杂交动物可能并不罕见。
举例来说，穆维希尔表示鸟类有关于杂交的完善纪录，而在一万多种已知物种中，有高达10%的物种曾杂交过，这可能并非巧合能够解释。之所以有这么多的纪录，很可能是因为有大量的爱鸟人士会拍下有趣的景象，并上传到论坛、鸟类协会网页，或是像「爱自然」（iNaturalist）等智慧型手机app上。
「当然了，蝴蝶的杂交也非常有名。」穆维希尔说。但与爱鸟人士不同，很少有业余的蝴蝶观察者能轻易发现蝴蝶的杂交迹象。
部分科学家进一步认为，某些杂交动物可能在未来会更加常见。比如说，随着气候变迁导致北极海冰缩小，人们预期北极熊在陆地上活动的时间会更长，从而遇见分布范围往北扩张的灰熊（一种棕熊亚种）。如果它们相遇，就有可能生下「北极灰熊」（pizzly）或是「灰极熊」（grolar bear）。
动物杂交是好还是坏？
虽然杂交并不一定造成基因衰败，但可能也不会产生更强大的物种。
比如说，狮虎很容易出现快速生长、心脏疾病等健康问题。
此外，亲代物种可能会有染色体数量不同等遗传差异不相同的情况发生。这也是杂交动物经常无法生育的原因之一，而且不育的子代也限制了亲代扩展基因库。
「这些亲代少了一次将基因传给后代的机会。」拉森说。
如果其中一个或是两个亲代物种有灭绝风险，杂交就会带来困扰。这是因为，当某个物种本身的基因已经相当稀少，就有可能被杂交种身上新的基因组合取而代之，进而威胁到这些基因的存续。这样的情况称为「基因湮没」（genetic swamping），而这也是为什么与郊狼（coyote）杂交会是目前困扰美国东南部红狼（red wolf）的诸多威胁之一。
话虽如此，拉森表示杂交其实也能引入有益的基因，例如抗杀虫剂的能力。如果这些基因有助于杂交种生存与繁殖，相关效益就能在族群中扩散开来，成为科学家口中的「调节型遗传渗入」（adaptive introgression）。
「但我觉得，大多时候杂交都是无益或是有害的，没有发挥任何作用。」拉森说。
随着遗传工具的进展，科学家现在可以查看杂交种的基因体，并能轻易鉴别出可能的外来基因。而这意味着每一个杂交物种都是一个能洞察演化如何创造新物种的窗口。
「当你有两个物种的基因体已经经历了几十万年的独立演化，而你将它们重新放在一起，并以杂交的形式混合这些基因体。」拉森说：「你就能了解哪个环节有效，哪个环节无效了。」

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