狮虎兽、虎狮兽、狮狮虎兽、狮虎狮兽,为何杂交动物的雄性均不育

在文章开始之前,先来看看以下这几张照片。图源于《美国国家地理》近日的一篇名为《狮虎兽、斑马马、灰北极熊:动物杂交如何发生》(“Ligers,zorses and pizzlies:How animal hybrids happen”)的文章。
图片狮虎兽
图片杂交骆驼(右)
图片斑马马(中)
图片北极灰熊
图一是一只狮虎兽(liger),它是雄性狮子(lion)和雌性老虎(tiger)的杂交后代;图二是一头杂交骆驼幼崽(右,cama),它是雄性单峰驼(camel)和雌性美洲驼(左,llama)的杂交后代;图三是一头斑马马幼崽(中,zorse),它是雄性斑马(zebra)和雌性马(horse)的后代;图四是一头北极灰熊,它是雄性北极熊(polar bear)和雌性灰熊(grizzly)的杂交后代。
这些杂交后代中的一些源于人工繁殖,比如狮虎兽、杂交骆驼、斑马马,也有自然繁殖的结果,比如北极灰熊和灰北极熊(grolar bear,雄性灰熊x雌性北极熊)。近期,动物杂交后代已不止一次在引起热议,比如今年初死亡的世界首只狗狐。
图片狗狐
这只既像狗又像狐狸的动物于2021年被车撞伤后,被送往南里奥格兰德联邦大学兽医站进行救治。起初,工作人员并不确定这只雌性生物到底是狗还是狐狸,经过基因检测后方才发现,它是一只雄性家犬和雌性河狐的混血后代。狗狐被称作dogxim,是狗(dog)和河狐(graxaim)的合成词。由于是家犬和河狐的杂交后代,狗狐同时拥有狗狗和河狐的特征,大而尖的耳朵,长长的吻部,厚实的灰黑色皮毛。救助它的工作人员称,跟家犬比,它对人类更加警惕,然而,却没有纯野生动物对人彻底的戒备和拒绝,在给奖励的情况下,也会慢慢接近人,让人抚摸。在食物方面,它更接近野生河狐——只吃活的啮齿类动物。
图片狗狐
狗狐是家犬进入野生河狐的栖息地后,与后者自然繁殖诞下的后代。人们发现,很多不同物种杂交的后代都无法生育。比如最常见的骡子,这是马和驴的后代。由于马拥有64条染色体,驴62条,因此,后代骡子拥有63条染色体【(64+62)➗2】,无法进行减数分裂,因而无法生育。但科学家认为,这只雌性狗狐拥有生育能力。通过基因测试发现,狗狐有76条染色体,即38对。狗的染色体数量是78条,河狐,74条,在有性生殖时,生殖细胞进行减数分裂,父母各提供一半的染色体,因此,狗狐拥有76条染色体,可以进行减数分裂。
图片
那么,拥有偶数数量的杂交生物一定就拥有繁殖后代的能力吗?不一定。让我们来看看另外两种在人工干预的条件下诞生的杂交动物——狮虎兽和虎狮兽(tigon)。前者是雄性狮子和雌性老虎的杂交后代,后者则是雄性老虎和雌性狮子的杂交后代。而二者都只有雌性才拥有繁殖后代的能力。
图片左:狮虎兽;右:虎狮兽
2012年9月,在俄罗斯新西伯利亚动物园,一只雌性狮虎兽与一只雄性狮子结合,诞下了一只名为琪娅拉(Kiara)的狮狮虎兽(liliger)。而在印度的阿里波利动物园,曾有一只雌性的虎狮兽与一只雄性亚洲狮结合,诞下一只狮虎狮兽(litigon)。
图片狮狮虎兽琪娅拉
图片狮虎狮兽
那为什么狮虎兽和虎狮兽只有雌性拥有繁殖能力呢?这里需要提到霍尔丹定律(Haldane's rule),它于1922年由英国遗传学家J.B.S Haldane提出——在杂交物种中,如果只有一种性别无法存活或不育,那这种性别一定是异配性别。异配性别,即能产生两种不同配子的性别,比如哺乳动物的雄性的性染色体为XY,既能产生X染色体(配子),又能产生Y染色体(配子),这就是异配性别。而哺乳动物的雌性,性染色体为XX,只能产生X染色体,这就是同配性别。在狗狐,狮虎兽,虎狮兽中,同配性别均为雌性,根据霍尔丹定律,雌性具有生育能力。但目前,狗狐已经死亡,它到底有没有生育能力也无从证实了。
再回到开头的动物杂交后代,虽然不同物种打破生殖隔离诞下混血宝宝能满足人们的猎奇心理,也能为科研提供一些佐证,但家养动物进入野生动物栖息地并与之杂交诞下后代绝非好事,这会造成基因污染,尤其对于珍稀野生动物来说,会危害种群。
图片狮虎兽