物种间的杂交与基因流

部分隔离物种间的杂交及其产生的基因渗入，既可能阻碍也可能促进进化，模糊物种界限，并偶尔产生新的谱系。

Definition

杂交是遗传上不同的种群或物种成员之间的异种繁殖，而物种间的基因流，或称渗入，是遗传物质从一个物种转移到另一个物种的结果。这些过程表明物种界限通常是可渗透而非绝对的。

Scope

本主题涵盖了相关物种相遇并杂交的杂交区、等位基因跨物种界限的渗入、杂交的进化后果（包括适应性渗入和杂交物种形成），以及基因组基因流模式揭示的物种渗透性。

Core questions

• 什么是杂交区？它们揭示了哪些生殖隔离信息？
• 渗入如何使基因跨越物种界限？
• 杂交何时成为一种创造性力量，例如在适应性渗入或杂交物种形成中？
• 基因组数据如何揭示物种间基因流的程度和历史？

Key theories

作为天然实验室的杂交区

在相关物种相遇并杂交的地方，所产生的杂交区的宽度和结构反映了基因流与杂交体选择不利之间的平衡，为生殖屏障的强度提供了直接证据。

适应性渗入和杂交物种形成

渗入可以在物种间转移有益等位基因，在某些情况下，杂交本身会产生新的、生殖隔离的杂交谱系，使基因流成为新颖性的来源，而不仅仅是限制。

Mechanisms

当不完全隔离的物种接触时，它们会形成杂交区，其结构反映了亲本基因型迁入与杂交体选择不利之间的平衡。杂交体与亲本物种的回交允许渗入，即特定等位基因跨物种界限的逐渐转移；一些渗入的等位基因是中性的，一些是有害的并被清除，一些是适应性的并受到青睐。全基因组数据显示，渗入是不均匀的，不相容位点附近的区域对基因流具有抵抗力。在极少数情况下，杂交会产生稳定的杂交物种，这可能是通过多倍体化，也可能是通过与双亲生殖隔离的新组合。

Clinical relevance

杂交和渗入对于保护具有重要意义，因为来自常见或家养近亲的基因流可能会在遗传上淹没濒危物种；对于理解适应性性状（如杀虫剂抗性）在相关媒介或害虫物种中的传播也具有重要意义。

History

早期研究者主要将杂交视为一种麻烦或进化的死胡同，但植物学家长期以来认识到其在植物中的创造性作用。Ehrlich和Raven在1969年对基因流的重新评估，以及2000年以来基因组学研究，确立了渗入在生命之树中普遍存在且有时具有适应性。

Debates

杂交作为一种创造性进化力量的重要性如何？

适应性渗入和杂交物种形成对适应和多样化的贡献程度，与杂交主要侵蚀物种独特性相反，是一个正在积极辩论的问题，并有基因组证据支持。

Key figures

• Ernst Mayr
• Paul Ehrlich
• Peter Raven
• Loren Rieseberg

Seminal works

• coyneOrr2004
• futuyma2017
• ehrlichRaven1969

Frequently asked questions

杂交总是对物种有害吗？

不。虽然杂交可能通过基因淹没威胁稀有物种，但它也可以在物种间转移有益等位基因（适应性渗入），并偶尔创造全新的杂交物种。

什么是渗入？

渗入是指基因通过杂交和随后的反复回交，从一个物种进入另一个物种基因库的过程，从而在原本不同的物种中留下外源等位基因。