听说过物种灭绝,可是很少听说过新物种诞生,地球上的物种究竟从
新物种一直都在酝酿之中,这个过程从未停止过。狭义上讲任何一个物种子群落由于环境变迁、地理隔离而造成基因异化,成功适应并长期繁衍之后都会形成新的物种,北极熊和棕熊的分化就是个例子。只不过复杂生命体的异化时标大都远远超过近代人类文明的时长,所以不易察觉。广义来讲,物种连续进化如果已经大大改变了自身的形态、特性也不失为一个新物种的诞生过程。举例来说,和远古的祖先智人相比现代人足以被认为是一个新物种了。所以新物种既可以是并列的,也可以是继承的。
最后,地球上的物种起源,无论是地热说还是太阳说甚至包括地外说,也都是从简单物种开始像大树的根系一样由一而多、由简入繁逐步演化、分化而来的。
现今地球上的物种都是地球已有的物种进化来的,每天都有新物种产生,只是人类不知道而已。至于最初的生命怎么来的,主流观点认为来自于海底热泉系统。
自然界的物种已经被人类记录的多达1000万种左右,数量非常庞大,然而地球上的丛林、海洋、岩石圈还有大量区域人类并未涉足,20千米的高空大气中、海底岩层下1400米等处都发现了生命,它们都和以往记录到的生物不同,是被人类记载到的新生物,至于它们存在了多久,因为资料少,很难分析。地球的物种据估计可能有3000万种之多,人类不可能全部找到,并且观测。
新物种只有在产生之后才能被人类观测到,这是个时间的先后顺序,但是即便人类观测到了它们,也难以知道它们到底是刚产生的还是很久前就产生的新物种。反过来已经被人类记载到的生物,如果多年未再次在野外发现,就可以认定已经灭绝。这又是个时间顺序,先是发现了某种已经存在的物种,然后人类投入时间去研究它们,过了一段时间后,人类再也不能在自然环境中找到它们,于是就认定它们灭绝。
所以并不是没有新物种产生,而是人类目前的观测能力无法在新物种产生的那一刻就立马知道,并捉一些拿来研究。地球3000万物种,基因数量很大并且复杂,只要生物繁衍就会出现基因突变,而基因突变是产生新物种的基础之一。
进化论的观点是正确的,达尔文当年就曾根据一种兰花的形状预言存在一种人类还没有发现的蛾类昆虫,果不其然在几十年后这种物种真的被找到了。而现在更是被应用于农作物育种、药物生产等领域,再次证明进化论的正确。
答:地球上的物种,由于地理环境的原因,每时每刻都在酝酿着生殖隔离,但是要分化出新的物种,一般需要数万年甚至百万年的时间。
生物进化以物种为单位,不同物种之间会存在生殖隔离,在大自然中,地理隔离是加速生殖隔离的重要因素,形成生殖隔离的时间是很漫长的。
一个物种因为地理因素导致基因交流中断,在一边的物种中,如果某个个体发生了基因突变,这个基因又具有优势,就有可能在它的后代中保留下来。
当地理隔离的同一物种,在基因差异上达到一定阈值,就有可能产生生殖隔离,当形成整个物种的生殖隔离时,我们就说新的物种产生了。然而在大自然中,新物种的产生是非常缓慢的,一般需要数万年以上的时间。
比如白犀牛是非洲的特有物种,又分为北部白犀和南部白犀,两者外貌较为相似,但是在细节上有区别,比如南部白犀体型更长一些,体色要深一些;北部白犀和南部白犀的基因有很大区别,导致它们之间存在生殖隔离。
目前南部白犀有近2万头,但是世界上最后一头北部白犀苏丹,于2018年3月19日死去,也宣布北部白犀这个物种彻底灭绝。
在人类活动的影响下,一个物种的灭绝,可能只需要几十年几百年的时间,比如生活在毛里求斯的渡渡鸟,在人类发现后200年间,就被人类捕杀殆尽。
目前每年都有动物被宣布灭绝,灭绝速度超自然灭绝速度的百倍,而新物种的产生又是非常缓慢的,所以说地球生物圈正在经历第六次生物大灭绝事件。
以人类目前掌握的生物技术,是可以加速产生一些新物种的,这样的物种只能在人类的庇佑下生存和繁殖,种群非常脆弱,比如一些特殊的宠物,还有人工利用基因突变技术选育的鸽子等等。
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新物种的诞生没有停止过,人类再牛,全球仍有86的陆地物种和91的海洋物种尚未被发现。
灭绝话题比诞生沉重多了,速度也比诞生速度快多了,人们自然更多关注的是灭绝生物。
可以简单了解下,5种近两年发现的可爱物种:
1、世界上最小的青蛙(Noblellasp。nov)
2020年发现的,生活在安第斯山脉,体长只有10毫米,指甲盖这么大;
2、绿蝮蛇(Trimeresurussalazar)
在印度发现一个新的绿蝮蛇品种,以《哈利波特》中的魔法学校的创始人之一,萨拉查斯莱特林命名的。
3、巨型蛙(Mantidactylusradaka)
这种青蛙体长超过10cm,是马达加斯加许多城镇居民常吃的一种食物。油炸青蛙饼和青蛙腿都是餐单上常常出现的菜品,经研究后发现,这是一种当地人很熟悉,但科学上不为人知的新物种。
4、彩虹蛇Achalinuszugorum
在越南森林发现,这种蛇有深色的虹彩鳞片和不同寻常的眼睛。
5、有鳞片的植物(Tiganophytonkarasense)
在纳米比亚南部沙漠中发现,有鳞片状的叶子,就像花菜一样,生命力非常顽强,在半沙漠的盐田,36的高温下生存下来。
这还只是冰山一角,那新物种是如何诞生的呢?
首先要知道,什么是物种?
很多人会用外观来确定物种。
大多数物种确实可以用外观来判断,比如会飞的老鹰和地上的兔子。
但有的物种之间外观区别很小,就比如各种青蛙,看起来差不多,但本质上是不同的;另一方面,同属于一个物种,外观也会差别很大,比如同样是狗的吉娃娃和金毛犬。
理论上,物种就是一群可以交配,且能繁衍后代的个体。
然而像马和驴这样的,虽然能产生后代,但后代骡不可育,因此马和驴不是同一物种。
也就是说,是不是同个物种,取决于个体之间是否可以产生可育后代。
那为什么不同物种不能繁育可育后代呢?主要了原因是生殖隔离导致的。
生殖隔离的障碍,根据时间不同,可以分为两类,受精前和受精后。
阻止不同物种交配的原因有很多:
栖息地隔离:喜欢的栖息地不同,因此不太可能相遇;
时间隔离:在不同的时间繁殖,在寻找配偶的时候不太可能相遇;
行为隔离:有不同的求偶行为或者配偶偏好,彼此没有吸引力;
配子隔离:产生的精子和卵子,即使相遇也不会结合;
机械隔离:两者的身体构造或者生殖构造根本不适合在一起。
而受精后的障碍,一般是指染色体不匹配导致胚胎无法健康存活下来。
如何形成新物种?
在物种形成过程中,同一祖先分裂成两个或多个后代物种,这些物种之间在遗传上彼此不同,不能交配繁衍后代,于是成为新物种。
一般来说,新物种的形成要经历三个过程:突变和基因重组、自然选择和隔离。
突变和基因重组是最本质的,是进化产生新物种的基础,再经过自然选择,生物的某种形状得以改变,并决定进化的方向。经过自然选择的群体还不属于新物种,只有通过隔离导致基因交流中断,产生生殖隔离后,才能叫做新物种。
不同区域的物种,一般是地理隔离导致的,碰不到自然也就不会产生后代,久而久之,就导致两者分歧很大,最后形成两个物种;
同一区域的物种,一般来说不会发生这样的情况。
但在植物中,染色体分裂错误,出现多倍体,是会导致新物种诞生的。
除此之外,不同资源的选择,也会导致新物种出现。
经典的例子是北美苹果果蝇。果蝇原始的寄生植物是山楂树,200年前,欧洲定居者引入苹果树后,一些果蝇将苹果作为自己的食物。
于是出现了两大派,以苹果为食物的苹果果蝇和以山楂为食物的山楂果蝇。随着时间的推移,两个群体在基因上出现了差异,渐渐地变成了两个物种。
人类,是物种毁灭者,也是新物种催化剂
非法猎杀、侵占栖息地、非法开垦森林以及污染环境,很多物种的灭绝,人类都有份。
那新物种的诞生,人类有功劳吗?
很多人认为,人类破坏了环境,环境恶劣肯定很难再诞生新物种,而好一点的大自然环境才更容易出现新物种。
但事实完全相反。
研究人员对南美洲1300种鸟类进行遗传研究,表明环境越好的地方,新物种很难在短期内快速产生,反而是恶劣不稳定的地方,产生新物种的速度很快,但淘汰灭绝的也快。
也就是说,一个地区是否会高速产生新物种,与物种丰富度有关。
物种越丰富,速度越慢!
不仅如此,人工干预也成为了新物种诞生的主要途径。
驯化、人工产生多倍体,甚至人工合成新基因物种,都是诞生新物种的手段,可以说,人类正在逐渐替代大自然选择的工作。
地球上的新物种都是从原有的物种演化而来的。人类能见证物种灭绝,却很少见证新物种诞生,这是因为相对物种灭绝,新物种诞生要困难得多,是在一个很大的时间尺度内发生的。物种灭绝
造成物种灭绝的原因,要么是天灾,要么是人祸,无论是那种,都是在一个比较小的时间尺度内发生的。距今6600万年前的白垩纪末大灭绝导致了当时75的生物灭绝,而这些动物绝大多数都是在一千年的时间之内消亡的。人类活动更是极大地加快了物种灭绝速度,北极大海雀从被发现到灭绝只有不到500年,而人类消灭渡渡鸟仅用了200年,消灭巨儒艮更是只有27年。这个时间尺度是几代人甚至一代人就可以见证的。
北极大海雀,1844年灭绝
巨儒艮,1768年灭绝自然演化下的新物种诞生
自然演化下新物种诞生的过程极其漫长。先是同一遗传群体中出现种内分异;然后种内分异经常长时间的积累,最终产生新物种,母种与新种以生殖隔离为标志彻底分道扬镳。由于这种的种形成方式是分两步走的,因此叫做两阶段的种形成。
例如,距今258万年前,地球进入极寒的更新世,我们称之为冰河世纪,北方的古代棕熊走上了适应海冰生活的演化之路,到大约60万年前,真正意义的北极熊诞生。北极熊这个新物种的形成用了足足200万年的时间,而人只有区区六七十年寿命,相较之下不值一提。
北极熊
生物演化是一个渐变的过程,每个新物种都不会有真正意义上的第一只个体。我们把今天的北极熊和棕熊对比,发现性状差异很大而且能各自稳定遗传,证明一个新物种已经诞生了。化石证据和DNA证据告诉我们,这个新物种出现于大约60万年前。然而,在古代棕熊向北极熊演化的过程中,任意几百年、几千年甚至上万年的时间里,这个物种都不会有很明显的变化。因此,人的一生乃至几代人、几十代人都察觉不到生物演化,是再正常不过的了。
棕熊
现代智人于7万年前走出非洲,到今天演化成黄种人、白种人、黑种人和棕种人。全世界的人都是当年走出非洲的那一拨人的后代,而7万年的时间仅仅使我们的肤色和外貌有些细微区别,连亚种一级的分异都还没有达到。由此我们也可以知道,大自然这个造物主创造一个新物种是多么的漫长,一个新物种的诞生有多么不容易。人类也可以是造物主
少数情况下,新种可以通过基因突变或者染色体变异,在很短时间内与母群产生生殖隔离,从而阻断基因交流,不经过种内分异而一步达到生殖隔离。这样的物种形成方式我们称之为一步跳跃式的种形成,最典型的就是多倍体。
双倍体西瓜和四倍体西瓜的基因组是完全相同的,但同样的遗传物质前者有两套,后者却有四套。它们交配产生的子一代是不可育的三倍体西瓜,因此它们有生殖隔离,是不同物种。我们用低温或秋水仙素诱导西瓜幼苗,抑制其有丝分裂,就可以使其染色体加倍,得到多倍体西瓜,这样就能在很短时间内得到一个新物种。
三倍体西瓜就是我们平时吃的无籽西瓜
多倍体植物很常见,有天然形成的,也有人工培育的。我们现在吃的小麦就是野麦经过与山羊草的两次杂交、两次低温诱导染色体加倍形成的。
我们今天吃的小麦是八倍体
多倍体在动物中极为罕见,只有少数几种低等动物存在多倍体现象。多倍体动物最早是比利时生物学家凡纳登发现的,他发现马蛔虫有双倍体和四倍体两种。
通过多倍体虽然能在短时间内创制一个新物种,但多倍体只有人工育种用途,对增加生物遗传多样性作用不大。通常情况下,人类要毁灭一个物种很容易,大自然创造一个新物种却很漫长。目前,人类活动已经使物种灭绝速度比自然灭绝快了1000倍,有1。6万种生物濒临灭绝,若再不采取有力措施进行保护,还会有大量物种走向灭绝,而生态系统一旦崩溃,要重建往往需要几百甚至上千万年时间。因此,保护好现有的生物和环境就显得尤为重要。
渡渡鸟,1681年灭绝
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在讨论这个问题之前,我们先要弄清楚什么是物种。物种(species)的基本定义是:生物分类学的基本单位。物种是互交繁殖的相同生物形成的自然群体,与其他相似群体在生殖上相互隔离,并在自然界占据一定的生态位。
根据物种的基本定义,其最重要也是最基本的特征就是存在生殖隔离:就好像黄种人、白种人和黑种人能够产生共同的后代,所以我们是同一个物种;而生活在非洲的非洲草原象和非洲森林象,尽管看上去很像,但由于DNA的差异和存在生殖隔离,所以属于不同的物种。
图注:今天地球上的三种大象,图片来自网络
在自然状态下,一个新物种的诞生是一个缓慢的过程,需要几万年甚至上百万年的时间。一般来说,造成生殖隔离最常见的途径就是地理隔离,比如著名的剑齿象属(Stegodon,就是我们小学课本中的黄河象),其生存于东亚大陆上的种师氏剑齿象(S。zdansky)体型巨大,肩高可达3。8米,体重超过10吨。但是在冰川期,一部分剑齿象沿着露出的陆地一直走到了位于印度尼西亚南部的弗洛勒斯岛,之后随着海平面下降,原来与大陆相连的陆地被海水淹没,留在小岛上的剑齿象体型不断减小,最终肩高只有1米,体重300多公斤,成了剑齿象属的新种:弗洛勒斯剑齿象(S。florensis)。海岛的形成,物种基因的改变,生殖隔离的出现,相对于我们人类来说是一个漫长的过程。
图注:体型不同的两种剑齿象,图片来自网络
图注:师氏剑齿象与人类的体型对比,图片来自网络
图注:弗洛勒斯岛,图片来自网络
今天的生物学是不断发现和定义物种的过程,而这些物种都是已经存在的,而一个新物种的形成则时间和自然环境才行,这些条件都不是在短时间内能够创造出新物种的。
图注:常见的物种分类树,图片来自网络
相比较一个新物种的出现,一个现有物种的灭绝却要简单的多,一个入侵物种的出现,一场巨大的地质灾难就可以做到。我们人类是最恐怖的入侵物种,我们所具备的破坏力能够在短时间内让一个物种灭绝,最典型的例子就是大海牛(Hydrodamalisgigas)。这种动物体长可达10米,体重10吨,生活在被太平洋。1741年,欧洲人的探险队首次发现了大海牛,经过猎杀,这个物种在1768年灭绝,整个过程仅仅只有27年。
图注:遭到人类猎杀的大海牛,图片来自网络
其实在自然状态之下,一般的物种灭绝也是一个过程,但是人类的力量改变了自然界的法则,大大加快了物种灭绝的速度,这是非常可怕的。
图注:我们为了获得鱼翅而捕杀大量鲨鱼,图片来自网络
至于地球上的物种是从哪里来的,这或许就要从生命的起源谈起了,地球生命大约在距今38亿年前诞生,经过了漫长而恢弘的演化,逐渐积累起了今天地球上的物种和生物多样性,塑造了地球缤纷神奇的生命世界。
图片来自网络,侵删
据联合国环境署发布的报告称,地球上一共有大约870万种生物,其中陆地生物650万种,海洋生物220万种。然而科学家已经了解的生物大约为120万种,而地球上的大约870万种生物的这个数字是科学家经过相关研究估算出来的,并且这个数值的误差在130万左右,也就是说地球上的生物种类可能有740万到1000万之间。
不管地球上的物种数量究竟有多少,总之现在地球上的物种数量是十分惊人的。如果让我们回到距今38亿年前的地球,你可能只会找到一种生命形式。因为科学家认为地球上最古老的生命诞生于距今38亿年前。从那时候最简单的生命发展到近千万的生物物种,你能说没有听说过新物种的诞生吗?
图示:地球生命演化史就是一个新物种不断产生的过程
地球的环境并不是一直对生命友好。物竞天择适者生存,很多物种因为不适应环境的变化永远的从地球上消失了。科学家发现地球上一共发生过5次大规模的生物灭绝事件。虽然导致这几次大规模生物灭绝的灾难各不相同,有的是因为宇宙中的伽马射线暴,有的是因为超级火山喷发或者是因为小行星撞击地球。但是归根到底就是这些灾难引发了当时地球环境的突然恶化。一些物种无法适应这种急剧恶化的生存环境而灭绝。我们只有通过化石才知道它们曾经在地球上存在过。
图示:三叶虫在地球上生存了将近3。2亿年,但最终还是灭绝了
而在大灭绝的灾难中还是会有物种能够存活下来的。这些物种为什么能够活下来?原因就在于它们适应能力比较强,能够在急剧恶化的生存环境正改变自己去适应环境的变化。每次地球环境的变化都是相当漫长的。当地球上的环境已经发生了天翻地覆的变化,这些活下来的物种的身体结构也随之发生了天翻地覆的变化。它们已经不是以前的那个物种了,而是一个全新的物种。就这样随着地球环境的改变,适应新环境的全新物种就产生了。
图示:气候环境恶化,部分适应环境的恐龙进化了鸟类
举几个例子吧!距今3。77亿年的地球还处于泥盆纪时期。泥盆纪时期成为鱼类时代。那时候的鱼类是最高等的脊椎动物。在泥盆纪晚期发生了地球历史上第二次大规模的生物大灭绝事件。这就是泥盆纪大灭绝。据考证,泥盆纪大灭绝是由超级地幔柱喷发造成的,岩浆从地下涌入海洋,造成了海洋环境的急剧恶化。海洋中的大部分鱼类因为无法适应这突如其来的变化而灭亡了。大约有78是海洋生物遭到了灭绝,其中包括当时的海洋霸主,体长11米的邓氏鱼。
图示:泥盆纪的海洋霸主邓氏鱼
在这次海洋环境恶化的灾难中一些鱼类为了生存开始尝试着离开水面踏上陆地。鱼类开始踏上陆地这可是惊人的壮举。开始它们靠着用来游泳的鱼鳍支撑着身体爬上陆地做短暂的停留。慢慢的它们的鱼鳍变成了强有力的四肢,身体内部也产生了可以在空气中呼吸的肺。这样最原始的水陆两栖动物出现了。这时期最典型的新生物种就是提塔利克鱼。它是最早踏上陆地的鱼类。
图示:最早踏上陆地的成为两栖动物的提塔利克鱼
这样的例子还有很多。我们可以看出,在生物大灭绝的同时也会伴随着新物种产生。地球上的环境变了,原来的时代过去了,新的环境,新的时代必定取而代之的是新的物种。这个观点大家认同吗?
所有物种都一直在进化,即使变化不明显。进化的变化一般用代来表达,由于人类的代际时间是2030年,即使2百年里只经历了610代,所以变化非常缓慢,无法直接观察。所以当想到一个新物种的诞生,通常会想象一个难以置信的缓慢,超过数百万年的过程。但对于有的物种来说,进化速度非常快,特别是对于繁殖周期快的物种或者经历剧烈变化环境选择的种群,进化导致新物种诞生有时只需要几十年。
新物种进化诞生的经典方式被称为异源性,即一个物种的种群进化成两个不同的物种。进化是等位基因频率随世代的变化,如果属于同一物种的不同群体之间被各种因素隔离不能自由繁殖,那么不同群体就会朝着不同的方向进化,以不同的方式适应或利用不同的环境或资源。随着时间的推移,这些种群可能会变得非常不同,以至于即使把它们放在一起,也无法交配繁殖,这就形成了新的独立物种。
以下是近些年发现的一些新物种诞生过程的例子
大约500年前葡萄牙人带到马德拉岛上生活的少量欧洲鼠已经进化成至少6种不同的物种。马德拉岛是一个崎岖的火山岛,岛上有很多岩石和悬崖相互孤立,如下图,由于葡萄牙人在岛上建立了许多不同小定居点,每个定居点都留有小群老鼠,老鼠被隔离在不同的区域,最初的物种欧洲鼠有40条染色体。1999年科学家捕获的老鼠虽然看起来相似,但染色体数目从2230条不等,它们都没有丢失染色体DNA,而是随着时间的推移,一些染色体融合在一起,所以现在这些老鼠只能与染色体数量相同的老鼠交配,使每一群老鼠成为一个独立的物种。
人类活动也会导致物种的快速进化,并创造出新的物种,其中一个例子就是伦敦地下蚊。这种蚊子在19世纪中叶伦敦地铁被挖掘的时候从地上的库蚊种群中分离出来的,后来适应了这个人为创造的伦敦地铁系统的温暖地下气候环境,形成了一个地下种群。伦敦地下蚊子不能再与地面上的同类蚊子交配,当这两个品种杂交时,卵子是不育的,表明存在生殖隔离,实际上已经成为一种新物种。伦敦地下蚊一年四季都繁殖,不耐寒,会咬老鼠和人类,而地面上的蚊子耐寒,冬天冬眠,主要叮咬鸟类。
2017年science有文章报道,普林斯顿大学的科学家们第一次能够在野外实时观察到一个全新物种的进化,只花了两代。一只外来达尔文雀与一种本地物种的两只雌性交配,交配产生了后代。这些后代鸟和本地物种有不同的叫声,喙和体型,这些都是雀用来吸引配偶的特征,因此在繁殖方面,新杂交雀完全被隔离,为了生存必须与同类交配。
新物种的形成大部分情况下是一个缓慢的过程,但是由于人类活动,在过去的几百年里,物种灭绝的速度明显加快,有科学家认为地球上的生物正开始经历历史上的第六次大灭绝事件。
先聊聊物种是怎么诞生的,首先地球如果要诞生一个全新的物种,这个物种一定是在原有物种的基础上,一步一步分化出来的,例如说我们常见的狗。
狗的祖先实际上是狼,在原始的人类社会当中,有一些狼为了获取食物,就开始慢慢的接近人类,于是经过数万年的发展之后,狼的后代就逐步变成亲近人的狗。
那么这个由狼到狗的过程告诉我们,新物种诞生的基础是旧物种,而旧物种发展出新物种的关键,肯定和环境的影响脱不开关系。
例如在白垩纪晚期的时候,地球的环境突然发生了巨大的改变,一些恐龙为了生存下去,最后进化成了原始的鸟类,而鸟类就是一个全新的物种,但这个新物种并不是凭空而来的。
另外生命的演化是一个漫长的过程,这个过程往往需要无数次的迭代才能完成,所以一个新物种的诞生,往往需要成千上万年才能分化出来。
那么由于这个时间的尺度跨度太大,人类肯定感觉不到的,但毫无疑问在如今的自然界当中,肯定有一些新物种在孕育当中,只是我们这代人看不见了而已。
最后还有我们人类,人类这个物种也是在旧物种的基础上诞生出来的,大概在1200万年之前,地球上有一种叫做森林古猿的物种,这个物种由于环境等因素的影响,逐步分化出类人猿以及人类。
但这个分化的时间非常的漫长,科学家认为大概花了五六百万年的时候,人类才从森林古猿的基础上演化出来,所以进化不仅难,而且慢。。。。。
做为曾经的遗传学考研者,我来回答一下这个问题。题主所说的物种,按生物学的定义,种是能够(或可能)相互配育的自然种群的类群,与其他种群所在生殖隔离,物种是繁殖单元。自然界中,新物种的产生是由于地理上的隔离,遗传基因无法自由交流,被隔离出来的部分种群经过数代的繁殖基因交流,逐渐形成相对稳定的不同于原来的遗传频率,这就形成了新物种。
比如草原上有一群羊,由于地质活动,草原中间产生了一条大河将羊群分割成两群。这两群羊的基因无法自由交流,它们慢慢就会形成两个物种。
现在新的物种肯定是有可能形成的,不过自然条件下新物种的形成需要数代或者数十代的基因交流,周期比较长,难以观察到。而实验条件下,科研人员经过人工选育,也能形成新的物种。
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