染色体的数目变异

自然界中绝大多数生物都以二倍体的形式存在，但是对生物的生活和发育来讲，有一套完整的染色体就可以了，这就是生物界为什么能够比较广泛地存在单倍体的原因。但是单倍体有一个致命的缺点：如果一个基因发生了有害的突变，那么它就成了害群之马，整个个体就有死亡的危险。二倍体就能克服这一弱点，至少这个“害群之马”的终生伴侣——等位基因还可能帮助他一下，用显性克服有害的隐性。那么，三倍体、四倍体以至多倍体是否也能在大自然的“竞技场”里生存呢？当然可能，生物界在漫长的进化史中不断地改变着物种的染色体的倍数。使具有各种倍数的品种在竞争中生存，这就是生物界染色体的“倍比定律”。

人类染色体排序

染色体数目的改变主要包括：

单倍体：个体细胞中含一套染色体组；

多倍体：个体细胞中含3套或3套以上的染色体组；

非整倍体：多倍体中增加或少一条染色体。

自然界中广泛存在着一些单倍体生物，它们的细胞内仅有一套染色体，与果蝇亲缘关系很近的白蝇、蜜峰和黄蜂的雄虫就是单倍体；蚂蚁、虱子、蛘虫，它们的雄性个体也都是单倍体；蚜虫一到了夏季就好像脱衣服一样，除去了一半的染色体，成为单倍体；锥轮虫则遇到好吃的东西就变成单倍体，一饿起肚子来就统统成了二倍体了。植物中的单倍体也很普遍，藓类和苔类世代都是单倍体，人们甚至从小麦、水稻等植物的花粉中也可以培育成植株。这种植株有一个难得的好处，那就是它经过诱异变成二倍体后所有的基因都是极其地“干净”的，同源染色体变成了真正的“姐妹”染色体了。

距今7500万年，欧洲出现了单粒小麦，在遗传学上它是三倍体，它的染色体数是14；公元前5400年又出现爱美尔小麦，在遗传学上是四倍体，其染色体数目是28；及软粒小麦，在遗传学上是六倍体，其染色体数目是42。软粒小麦就是我们现在常见的普通小麦。也就是说，我们常见的普通小麦是六倍体。而二倍体、四倍体和六倍体的小麦都在自然界中和睦相处，互相竞争。

生物界这种倍比系列还有许多。自然界中香蕉大多是无籽的，这是由于它是三倍体。由于是奇数多倍体，所以细胞在减数分裂时。总有一套失去配偶的染色体在捣乱，结果香蕉不能进行有性生殖，都是无籽的。野生山柳菊中有二倍体（2n＝18）和四倍体（4n＝36）。家菊经过多年栽培则变化更加多，染色体数目2n＝18、4n＝36、6n＝54、8n＝72、10n＝90。此外，茄子、桑树、甘蔗、莴笋、桔梗等等有多种染色体数目的倍比系列。自然界的高等植物中几乎有30%是多倍体，都由这种“倍比定律”支配着。所有这些都说明了一个事实：生物界进化可能通过这种有规律的量变形成新的物种，由此增加生物体遗传物质的多样性。

那么是什么原因使生物有这种“倍比定律”呢？现在已经知道，放射线照射、高湿、低温、超声、嫁接、某些化学药物等，都可以引起多倍体，番茄甚至在受伤的部位也可能出现多倍体，当然这是一个极端的例子。

生物体中多倍体的存在，使得人们可以利用这一点为人类造福。无籽西瓜就是一例。人们在吃西瓜时总要不断地吐西瓜籽，要没有西瓜籽该有多好，人们利用这种三倍体不孕的道理培育出三倍体的西瓜，就是无籽西瓜。

1927年，前苏联遗传学家卡尔别钦科用杂交多倍体方法创造了一个自然界没有的物种——萝卜甘蓝。这个人工合成的新种，一半染色体是萝卜的，另一半是甘蓝的。它不仅用实验证明多倍体是起源于天然杂交，而且证明新种可以通过爆发的形式产生。从20世纪40年代末期起，人工获得的动物多倍体种也逐渐增多起来。

萝卜甘蓝

染色体数目的突变会给人类带来巨大危害。人们经常发现的是性染色体非整倍体突变。目前已发现了Y染色体缺失（XO）、X染色体增加（XXX或YYY），这些患者往往似男非男，似女非女，先天低能，发育不良，性器官退化或废缺，丧失生育能力。

性别畸型的原因之一是由性染色体不分离引起的。若出现X染色体不分开现象，就会出现不正常的生殖细胞，即会造成下一代的性别畸型。据研究，染色体不分开现象和母亲的生育年龄有关，其机率20岁的母亲约为1/2000，30岁的母亲约为1/1000，40岁的母亲约为1/100，45岁以上的母亲约为1/50。男性生殖细胞的畸形更多一些，由于X和Y属于非同源染色体或者源区很小，减数分裂中期，仅以头尾相接方式配对，增加了不分开现象的出现。如果出现XY精子和O精子，这里精子如与正常卵子结合，会产生XXY、XO等畸形，所以做好产前检查，预防性别畸形的出现，具有十分积极的意义。