 《三思科学》电子杂志
2002年第12期·2003年第1期
合刊 总第18期
2003年1月17日
目 录
封面
封面故事
[九歌]冰山
编者的话
[江华]新年献辞
世界艾滋病日专题
[江华]AIDS：迎头痛击
[春水、冰蓝]红丝带飘扬在12月
[逍遥]与艾滋病同行
[R.C.Gallo & L.Montagnier]
治疗和预防艾滋病：未来展望
新闻
[三思新闻编辑]12月~1月新闻
├ 已知最遥远的太阳系外行星
├ 引力传播速度和光速相等
├ 星系四组舞
├ 海鞘基因组测序完成
├ 人类第14号染色体被破译
├ 雷尔教派宣称培育出克隆人
├ 彩电带来彩色梦？
├ 测量遥远行星质量的新方法
├ IBM造出世界最小晶体管
├ 并非仅是健康与美味二选一
├ 树洞里的声学专家
├ 科学家公布老鼠基因组草图
├ 昆虫基因使水稻耐旱
└ 离超新星多远才是安全的？
求知
[木头鸟]气孔--进与出的矛盾
[逍遥]骡子下了个小马驹
[石青]狗的秘密谁知道？
[韩雪涛]圆周率 π 的计算历程
[黄炜]温室效应的是与非
[九歌]鸟类漫话--攀禽(二)
[逍遥]终极巫术--疯牛病小传(四)
[文木]手性之谜--左还是右(四)
(五)、(六)、(七)
[李淼]弦论通俗演义(二十七)
(二十八)、(二十九)、(三十)
译述
[M.Shermer]柯克船长原则
[E.C.Scott]不仅仅是在堪萨斯
[L.M.Krauss]在与伪科学的辩论
中科学处境不利
[J.L.Heilbron & W.F.Bynum]
1903及其它
[E. Fomalont & S. Kopeikin]
引力有多快？
博物
[九歌]灰喜鹊
[佳肴]梁龙
故事
[石青]注释马丁·加德纳
观点
[春上莱茵早]正视克隆 尊重生命
[赵南元]观“克隆人”闹剧
历史
[高山]量子(四)--反对者们
辩伪
[方舟子]消失不了的“费城实验”
[W.F.Williams]伪科学词典(一)
书评
[逍遥]危险的万能酸
幽默
[柯南]魔镜带来的经济增长
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骡子下了个小马驹
 逍遥
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数年前，一首风靡大江南北的电视剧主题歌中，有这么一句歌词。不过电视剧本身和这个没关系，歌词作者强调的是，骡子都下马驹了，但“山还是那座山，梁也还是那道梁”。
一般所说的骡子是由公驴和母马所生又称为马骡，反过来则称为驴骡。不过现在常见的是马骡。因为马骡力大且寿命长于马或驴，而驴骡则善跑。在我国古代有书记载的各种骡子大约有伍种，还包括驴和牛杂交的，不过现在恐怕都没有了。
一般而言，各种骡子都很难生育，所以通常人们都认为骡子不育，但这从来就不是绝对的。虽然自古以来都有骡子生育的事件，但目前为止，经过确认的不多，能查到的有这么一则：英国《新科学家》杂志（New Scientist, 3 October, 1985）上发表过一篇正式的科学论文，确认了骡子的母亲身份。由于骡子通常不育，这就成了一些反进化论的基督徒们的论据，用以说明杂种是不育的，所以进化也是不可能的。
不久前新华社科学新闻报道一头摩洛哥母骡当了母亲（原文附后），引起三思论坛的柯南同志担心这又会成为某些人（尤其是发愣功分子，他们热衷于诋毁进化论，因为进化论不可避免让他们的伪大师露出了猴子屁股）攻击进化论的证据，根据以往经验，这样的情况很可能会发生。任何比较希罕的事件，都很容易被他们顺手拿来，为之所用，还好在这个问题上科学有更好的答案。
骡子对人类而言，是有很大贡献的，但其很难自身繁殖（就别说诸如吃苦耐劳的性状是否具有稳定的遗传性这样的问题了），使得人们必须不停的将马和驴杂交。虽然骡子好处多多，但其毛病也是总所周知。比如脾气犟不太听话，但由于其无法自身繁殖，我们的老祖宗也没有办法通过一代一代的人工选择的方法，给我们培育出具有任劳任怨高尚品德的骡子。
骡子：它们通常是后无来者的，不过偶尔也会有例外 |
那么骡子为什么很难生育？要搞清楚这个问题，首先得知道动物是怎样生殖的。我们生活中常见的动物，通常都含有两套染色体组称为二倍体，反之只含有一套染色体组的则称为单倍体。科学研究发现，对于生物来说，在一套染色体组中即含有全部所需要的基因。那么为什么大多数动物都含有两套染色体组而不是一套呢？毕竟合成染色体是件很耗原料和能量的事，如果没有什么好理由的话，那进化是不太允许这样的事情发生的。
含有两套染色体组首先意味着，大多数基因（因为性染色体上的基因就不一定了，不然世界就没有男女的区别）我们都有双份，这样当其中一套上的某个基因出了问题的时候，动物还有一个备用的基因。这样即使每套染色体组上都有些毛病，但只要两套染色体组之间可以彼此掩盖，就可以让个体表现得正常，正是由于认识到这一点，法律才不允许近亲结婚。因为近亲结婚增加了有同样缺陷的两套染色体组之间结合的可能性。（虽然很多文明自古以来就有避免乱伦的习俗，但表兄妹之间的婚姻在从前通常不被看成是乱伦的。）
除了这个理由之外，还有一个或许更重要的理由，两套染色体组是实现有性生殖的最简单经济的手段。在有性生殖的过程中，来自父母双方的精卵融合成一个细胞——受精卵，通过受精卵的逐渐发育成下一代的个体。那么如何保证这下一代个体依然只含有与父母双方同样多的染色体数目呢？面对这个1+1=1的难题，自然界解决的方案很简单，就是1/2+1/2 = 1 。当父母双方的生殖细胞在生成配子的时候（精子或卵子），只复制一次，而分裂两次（即减数分裂）。这样生成的配子其细胞核中的染色体数目就只有原来的一半。当然这一半不是随机的一半，而是恰好为一套染色体组，这样当精卵融合的时候，子一代也就同样拥有两套染色体组了。要在细胞分裂的时候恰好将一套染色体组分在一起，意味着细胞有能力识别两套染色体组的同一性。
减数分裂：(a)第一次分裂前期；(b)第一次分裂中期；(c)第一次分裂后期 |
(a)第一次分裂末期；(b)下次分裂前的间期 |
(a)第二次分裂前期；(b)第二次分裂中期 |
(a)第二次分裂后期；(b)第二次分裂末期；(c)胞质分裂 |
细胞怎样识别同一性？我们可以假设一个有性生殖物种其细胞中的染色体构成是这样的：AaBb，也就是说由两对构成，在形成配子的时候，为了避免出现子代染色体数不断上涨的恶性循环（这样的循环很快就会崩溃），其配子中的染色体数必须减半。依据孟德尔发现的规律，首先是成对染色体彼此分离（通常我们称为同源染色体），不成对的染色体之间可以自由组合。成对染色体之间彼此可以分离，是因为在减数分裂的时期，这些染色体会在大约细胞的中心位置配成一对（这一对染色体其中一条来自父方而另一条则肯定来自母方），并且在这些染色体的中心部位细胞生成一个特殊结构——着丝粒，着丝粒链接到细胞的两端，随之牵引这两条染色体分布到细胞的两个不同部位，实现同源染色体之间的分离。至于自由组合嘛，由于A、B不一定总是排列在同一侧面，所以在同源染色体彼此分离的时候，非同源染色体之间就是一个自由组合的概率关系。那么按照这个法则，我们可以得到这个物种的正常配子种类只有4种，即：AB;Ab;aB;ab。正常情况下，生物体也只会形成这四种类型的配子，而不会出现Aa;Bb这样的组合。通过这种方式，每个配子都含有恰好一套染色体组（这时即为单倍体），当精卵相遇时，它们彼此形成一个二倍体，当个体发育成熟的时候，上面的过程再次展开，生生不息。可以看到二倍体生物生活的循环是： 单倍体＋单倍体→二倍体→单倍体
在一切正常的情况下，减数分裂是安全的，但也有不安全的时候，比如不幸的先天愚型患者，就是多了一条21号染色体导致的。也就是说他有三条21号染色体（这种情况可以简写成2n+1，又称为三体），而这导致了一个严重的后果。更严重的一些由于减数分裂紊乱产生的配子，如果成了合子的话，通常直接导致流产，而无法完全发育。
要知道骡子生个马驹为什么就可以上报纸这个问题，我们还得多知道些别的事情。在某种情况下，配子自己在适当的条件下，也可以发育成完整的个体，这种情况在昆虫或植物中比较容易看到，比如蜜蜂的雄蜂就是一个单倍体（来自于没有受精的卵子）。雄蜂可以顺利的当父亲，倚赖的是数以百万年的进化，这里且不说它。我们现在要谈的是，本来正常情况下该是二倍体的物种，突然成了单倍体，会发生些什么。在这里我们举一个例子：玉米。玉米有十对染色体，在某些情况下，我们可以让玉米的配子自己发育成一颗玉米。这颗倒霉的玉米，现在成了单倍体（10条单独的染色体，而不是五对！）。可怜的玉米它并不知道自己成了单倍体，在减数分裂的时候，它依然按正常情况处理。结果是这十条非同源的染色体自由组合，随机分离！在这种情况下，恰好生成完整的含有这十条染色体配子的概率是（1/2）10=1/1024。可见在这种状况下其可育性下降了很多。
好了现在让我们来看看骡子。无论是马骡还是驴骡，它们的染色体数目都不太正常，这是因为马具有32对染色体，而驴则是31对。虽然马和驴的亲缘关系比较近，其配子不仅可以彼此结合，而且还可以发育成完整的个体，但是其子代细胞中的染色体数目成了32+31，无论怎么样总有一条染色体是孤单的。不过骡子依然是幸运的，因为如果这是某匹马细胞中的染色体数目的话(如果是马则称为单体2n-1)，那它基本上不能生存，对于有性生殖的二倍体物种（因为一些常见的植物是多倍体，比如小麦）来说，纯粹的单倍体的生存能力都比这种状态的好。反之，这如果是一头驴细胞中的染色体构成则成为三体，多余的那条染色体一定有三条（见前面的先天愚型） 。
32+31的骡子，并不是真正的31对+1的关系。也就是说在减数分裂的时候，它不会简单的将31对染色体彼此分离，然后多余的那条再随机分配。这就是骡子乃至别的杂交动物遇上的麻烦，它们的染色体在分离的过程中，趋向于随机分离自由组合。因为对于能够存活的三体来说，其可育性虽然比正常的低，但也是相当高的，除了那条多余的染色体之外，其余的都能正常配对，彼此分离。
对于不幸的骡子来说（以母骡为例，因为这比较容易确定血缘，在动物世界中要确定骡子的父亲身份，通常是很费钱的），要生成一个正常的卵子的机会是多少，比如说一个极端的情况，其卵子中恰好含有31条来自驴的染色体，或者32条来自马的染色体。显然这样的概率是相当之低的（有兴趣的同志可以算一算），当然实际情况不需这样极端，毕竟骡子本身是可以生存的，也就是说在卵子中可以是马和驴的染色体的融洽组合。比如：
m1 m2 m3……m31 (驴)
h1 h2 h3 ……h31 h32 (马)
只要m1/h1不要同时出现，并且其染色体总数从保险的角度上看，为31或32条（必须含h32），这道数学题就留给有兴趣的诸位了。
有人在上世纪五十年代初，提出设想，将骡子细胞中的染色体数翻倍的方法来治疗骡子的不育症，可惜直到今日尚未成功。 
附：新华社新闻《摩洛哥一头母骡产子》
新华社拉巴特７日电，众所周知，骡子是马和驴杂交的产物，其中驴生的为驴骡，马生的为马骡，无论驴骡或马骡，一般都不具有繁殖能力。然而，大千世界，无奇不有，摩洛哥菲斯地区的一头灰白驴骡居然在今年８月产下了一个“似驴非骡”的“小精灵”，并用母乳喂养自己的孩子。
消息传出后，不仅当地居民视为“神奇”，有关科研人员也认为“不可思议”。于是，几位英国科学家在北非保护动物协会的帮助下，亲自来摩洛哥采集了这对“神奇母子”和同群其它牲畜的血样。经过多次“脱氧核糖核酸”（ＤＮＡ）测验，终于在日前确认了它们之间的母子关系，并测定出“父亲”是一头黑色毛驴。
北非保护动物协会主席凯伊博士指出，从理论上说，马有６４个基因（三思编者按：应是染色体，非基因），驴有６２个，而马和驴杂交所生的骡子只有６３个，由于不可分，因此骡子一般不具有繁殖能力。但世上的任何事物都有例外，骡子产崽儿并非奇迹。自１５２７年建立相关档案以来，世界上已有６０例骡子生崽的记录，而最近２５年就有２例，一例是１９８８年发生在中国，另一例是１９８４年发生在摩洛哥。
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