鸽子的遗传学（四）- 细胞的分裂,再生和复制
Pigeon Genetics – Mitosis and Meiosis

我们现在知道鸽子体内每一个细胞都携带完整的遗传蓝图，含40对80条 染色体。但是遗传特徵是如何在賽鴿世代間承傳，以及变化是怎样发生的呢?
所有生物细胞的分裂可分为两类：有丝分裂（Mitosis = Mi-Two-Sis ）和减数分裂 (Meiosis = Mei-One-Sis)
有丝分裂（Mitosis）
有丝分裂发生在 所有生物的体细胞 (body cell) 中，身体内部每个体细胞周期分裂是细胞复制自己及再生的手段, 致使生物的增长与成长 。分裂时母细胞膜从细胞的中部向内凹陷收缩，胞浆向两侧分离，形成两个完全相同的子细胞(daughter cells)。
减数分裂和染色体上的基因交叉互换 (Meiosis and Crossover)
在高等动物和比较复杂的生物中，以鸽子为例，我们可以在性器官之内发现细胞的分裂是以另一种不同的类型发生。减数分裂发生在生殖细胞 (sex cell)的成熟过程，是产生配子（精子和卵子）的一种特殊细胞分裂形式。
我们在解释分離律时說过，在一生物中決定其一种遺傳特徵的對偶基因，会在由親代傳至子代時分開，分離的基因會各自進入一個配子（精子或卵子 - 是半细胞）中。在授精時，由父本、母本所來的配子結合，此时基因将重新組合。事实上基因的重組在生殖过程中共發生两次。
另一次基因的重組發生在细胞减数分裂的过程中。当半数的染色体（40条）进入一个精子或卵子时，非姐妹染色单体之间接触形成交叉，发生染色单体互换，然后通过两次减数分裂形成配子。在减数分裂的过程中染色体复制一次（与有丝分裂的间期类似，在间期Ⅰ发生）而细胞分裂两次，即减数分裂Ⅰ(减数分裂)和减数分裂 Ⅱ(等分分裂)。第一次减数分裂时同源染色体分离，在第二次减数分裂时姐妹染色体分离形成配子。染色体在交叉配对与分离(Crossover)的过程中，每一对染色体上的基因组会发生基因交换, 而且染色体中某些区域的基因会发生较其他区域高的重组频率。
见图 Crossover -染色体上基因的交叉互换




我们先前也解释过，在同一条染色体上不同的基因会同时进入一个配子当中，而且染色体上距离短或连在一起的基因会伴同遗传的现象称为连锁。违反相连基因连锁遗传现象唯一的例外是当在减数分裂染色体交叉配对与分离的过程中，连在一起的基因可能会因独立分配律而分开进入不同配子的染色体当中。

有丝分裂是生物成长的根本。 减数分裂的目的是在于提供后代的多元性。 在有丝分裂里，二个子细胞是完全相同的，而且之后的连续分裂仍旧产生完全相同的细胞， 没有变化的可能性。 在减数分裂中，我们发现有极大的可能性会产生多种不同变化的配子，原因在于细胞分裂形成配子的过程中, 发生染色体重新分配及染色体上基因的重新排列。

在每个细胞里我们发现2N（N=40）条染色体被编组成N同源对(homologous pairs)。 每对染色体中一条来自母亲，另一条来自父亲。一条染色体上基因重新排列的结果是，来自父亲和母亲的基因混合后重新线性的排列在配子中的一条染色体上, 孙子因而继承了从祖父母来的基因。成熟的配子细胞核中只有40 条染色体，数目减少了一半。这个过程中，遗传物质发生了两次重新组合：同源染色体之间的交叉、互换；非同源染色体的自由组合（同源染色体中哪一条进入某一配 子是完全随机的，可以形成240种不同染色体组合的配子）。加上染色体上基因随机的交叉互换， 因而大大丰富了遗传变化的多样性。减数分裂形成的卵子和精子通过受精，形成合子(受 精卵)，染色体数目又恢复到80（2N）。

应用

当了解基因交叉互换的理论之后，我们知道一个个体含有来自父母二分之一的基因的说法是合理的，但是说含祖父母四分之一血统的说法是不正确的。因为基因在染色体上随机的交叉互换,个体含来自祖父母（或外祖父母）基因的可能性从0%到50%都有可能。也就是说，一羽名鸽的孙子与它最多可能有50%的基因是相同的，但也可能完全不含相同的基因。如果以常态分配来计算，含25%相同基因的机率最高，而含0%和50%的机率极低。
在大多数情况下，孙辈从祖父或祖母一方继承的特征会远多于另一方。祖父，祖母，外祖父或外祖母任一方的某些特征可能在遗传过程中完全地丢失。从这一结论读者应该了解在鉴鸽时, 选择遗传特征的重要性。

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原載五洲賽鴿雜誌和中华信鸽122期