騾為何不孕？

科學迷人之處在於可依少許事實得到深遠推論

馬克吐溫  

這問題若是在課堂上被提出來，我是這麼回答的：由於騾子是♀馬(32對染色體)與♂驢(31對染色體)經人工繁殖培育出來的個體，在騾子的細胞內存在著馬驢各半的染色體(63條，注意是奇數染色體，不成對)。這個結果對成長發育過程中所需要進行的有絲分裂並無大礙，因為有絲分裂過程中不會出現同源染色體聯會現象，而是各個染色體獨自複製、分裂就完成細胞分裂的工作。然而，到了製造生殖細胞(配子)時問題就出現了，減數分裂的時候同源染色體必須肩並肩、面對面的聚集在一起。(見下圖)為什麼？為了確保每個配子都能得到完整的一套基因組。當然就算細胞這麼做了，也不是萬無一失，像唐氏症就是先在這裡發生錯誤，之後這個不幸發生錯誤的配子又受精了才會產生。

後記：2018生物指考試題

後記：2019生物指考試題

這年頭連科學都講究政治正確；嘿，試題也要講究性別平等。誰說唐氏症後代是高齡產婦的專利，爸爸的精子也會出錯啊！

延伸閱讀：男「生」、女「生」，大不同

騾子之所以不孕，原因就出在這裡。騾子細胞內沒有成對的同源染色體，所以在減數分裂時染色體無法聯會(為什麼非同源染色體不能聯會？不知道，但我認為若能解開這個謎團，才可真正對騾不孕提出解釋。後記： 科學家已找到染色體聯會的原因了，請參閱<同源染色體聯會的秘密>)，因此減數分裂的結果往往讓配子得不到驢或馬完整的一套基因組，沒有完整基因組的配子就算受精了，也會因為嚴重的缺陷而胎死腹中，(決定性狀的基因位在染色體上，若配子無完整的一套染色體，必定短少許多基因，這勢必造成多樣化的性狀變異，存活機率當然降低許多)結果就是不孕。

現在讓我們來考慮一個極端現象。有沒有可能騾子在減數分裂時，細胞內63條染色體中屬於馬的32條碰巧被分到某個配子？驢的31條則到了另一個配子呢？有可能但機率非常低，大約是43億分之一(1/2³²)。所以我們可以說騾子是不孕的。

然後是今天的一則新聞。

「中央研究院今天(7/21)表示，異種生物雜交後不能繁衍後代，主要原因為粒線體無法正常運作......馬和驢交配生騾，騾卻沒有繁衍後代的能力，到底為什麼？呂俊毅所領導的研究團隊發現，某2種酵母菌雜交子代不孕，是因為後代的粒線體無法正常運作行呼吸作用。粒線體是細胞進行有氧呼吸的工廠，是細胞的發電廠，是高等生物能量的來源，呼吸作用失調，會導致細胞無法生存或繁殖。研究團隊進一步試驗3種親緣關係相近的酵母菌，並鑑定出2個種化基因「MRS1」與「AIM22」，此2基因與粒線體行呼吸作用過程息息相關。研究結果顯示，細胞核與粒線體的不相容性是建立在多重分子機制上，證明這種不相容是酵母菌生殖隔離的重要機制。」

根據馬古利斯的內共生說，粒線體是在幾十億年前糊里糊塗鑽進(或是被捕食)某個大型細胞中，從此就快樂地與大細胞共同生活在一起；大細胞提供穩定的食物來源，粒線體則更有效率地為大細胞將食物轉變成能量，二者互蒙其利。沒想到粒線體還是地球上確保物種穩定性的一道防火牆。

粒線體的研究最近好像很紅，老化、不孕、連生殖隔離、新種形成機制它都要參一角。但是我怎麼老覺得怪怪的？

如果異種雜交後會導致細胞核內基因與異種粒線體基因不相容而令其無法正常運作；也就是有氧呼吸停止，那麼此一雜種個體能健康存活到性成熟期嗎？如果不行，那麼能推論到異種雜交之子代無繁殖能力的原因與粒線體功能不彰有關嗎？再者該實驗是以酵母菌完成的，而我們知道酵母菌在無氧環境下仍可存活繁殖，換言之，粒線體有無或是健全與否與這個實驗所要傳達的訊息可能毫無關係。對酵母菌來說可有可無的胞器(粒線體)，怎麼會是影響繁殖的關鍵因素？更何況還推論到馬驢人工繁殖後產生的騾無生殖能力也出自相同原因，這會不會扯太遠了一點？而且據說人們之所以培育騾子，是因為騾子比較耐操，耐操的意思就是要有好的體力，體力的能量來源不就是粒線體嗎？真不知道本論文的作者們如何自圓其說？ 

後記：最近有一頭騾據說是自然誕生的，媽媽是頭驢，爸爸是斑馬，孩子長這樣：