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正是这些遗传特性，使得三个物种彼此间形成了生殖隔离。

量子力学中状态的变化是瞬时的，在科幻电影中，经常有把人从一个地方瞬间传送到另一个地方的镜头，甚至认为依靠纠缠来实现的量子隐形传态可以推翻相对论，实现超光速传输。物理学家贝尔通过实验论证了量子非定域性的存在，向世人证明了量子纠缠是非定域的，而隐变量理论是错的。

这个传输过程先是制备两个有纠缠的量子（粒子）A和B，假如张三和李四各持一个。这种量子的不可克隆特性已经经过了数学上的严格证明。当其中一颗被操作（例如量子测量）而状态发生变化，另一颗也会即刻发生相应的状态变化。物理学家玻姆在爱因斯坦的定域性基础上，提出了隐变量理论来解释这种超距相互作用，他认为微观粒子没有客观实在性，只有当人们测量时它们才具有确定的性质。因为，有效的信息必须是一连串最基本的有序符号构成，如果01011000代表的是一个苹果的信息，那么我们操纵一个量子纠缠系统，就得迫使它按顺序发送0101100这样的符号。

量子隐形传态的方案包括若干步，其中一步是上文中的张三将测量结果（即A发生的变化）告诉李四，才能把B粒子的状态变成目标状态。如果发现窃听，就立刻关闭通信，或重新分配密钥，直到没人窃听为止。一方面，自然界中网状进化的发生是非常容易的，分类学和生物多样性研究需要充分考虑网状进化对性状和生物环境适应性的影响。

（图片来源：刘建全课题组） 这表明我们的遗传模型有很高的普适性。按研究虎榛子时筛选成种基因的方法，课题组将杂交物种与爸爸妈妈的基因组进行了比较，成功筛选出一系列与前述表型差异有关的基因。论文通讯作者之一、四川大学生命科学学院教授刘建全告诉《中国科学报》，在同倍体杂交物种研究中，这是人们首次定位到杂交物种形成的关键基因情人节前夕，虎榛子家族登上了新一期《分子植物》封面，通过它们，科学家揭示了一种杂交物种形成的遗传机制。

课题组发现：居中虎榛子基因组中存在非常明显的杂交重组痕迹，而这些杂交痕迹恰恰来自于虎榛子和滇虎榛子它们其实分别是居中虎榛子的爸爸妈妈。16年前，我被一群科学家发现，他们给了我名字，承认我是个新物种。

因为这些不同性状，它们与父母间迅速建立起生殖隔离，从而成为新杂交物种。当两个独立物种发生杂交、产生后代，它们爱情结晶的未来充满了不确定：杂交后代可能无法繁衍、不被承认身份。十几年来，他们一直在不停地研究我和我的父母。（图片来源：刘建全课题组） 为了进一步研究这些特性，刘建全等人让三种植物在相同环境下生长，保持外部条件一致，并评估它们间的生殖隔离程度。

三种虎榛子属植物的形态特征。有匿名专家认为，这一系列流程与方法有望成为今后研究同倍体杂交物种的金标准。虎榛子属物种的进化示意图。王则夫介绍，定义物种的概念很多，但稳定的形态学差异、一定程度的生殖隔离是区分两个物种的必要条件。

按研究虎榛子时筛选成种基因的方法，课题组将杂交物种与爸爸妈妈的基因组进行了比较，成功筛选出一系列与前述表型差异有关的基因。一方面，自然界中网状进化的发生是非常容易的，分类学和生物多样性研究需要充分考虑网状进化对性状和生物环境适应性的影响。

王则夫表示，本次研究发现的分子遗传机制，同样适用于其它杂交物种形成的案例。中科院植物所研究员孔宏智告诉《中国科学报》。

解谜：杂交物种与生殖隔离 杂交物种是物种组成中的重要一员，为物种多样性做出了贡献。再对人工构建的三个虎榛子家系进行测序，得到虎榛子的突变速率。之后，他们明确了几个关键事实： 与生长在中国北方的虎榛子相比，居中虎榛子和滇虎榛子对土壤中铁元素的耐受度更强。此外，刘建全等人还找到了居中虎榛子的成种基因，这些基因在虎榛子与滇虎榛子间都发生了明显分化。（图片来源：刘建全课题组） 这表明我们的遗传模型有很高的普适性。（图片来源：刘建全课题组） 验证：模型的普适性 为了进一步验证新发现的遗传机制，课题组进行了一系列模拟，并在同为同倍体杂交物种的动物一种达尔文雀身上进行检验。

在云南吉任，当地居民可以很轻易地区分长在同一片山头的居中虎榛子和滇虎榛子，因为居中虎榛子的花期比滇虎榛子早上一个多月，而滇虎榛子叶片上的绒毛更多、更密。另一方面，对物种形成机制的研究需要采用综合手段。

四川大学生命科学学院博士毕业生王则夫介绍。通过数据模拟和序列分析，刘建全等人发现：大约180万年前，虎榛子与滇虎榛子互生情愫，这段爱情突破了物种间的生殖隔离，产生的杂交后代开始独立进化，最终成长为新物种，即现在的居中虎榛子。

生长在同一个山头的居中虎榛子和滇虎榛子。论文通讯作者之一、四川大学生命科学学院教授刘建全告诉《中国科学报》，在同倍体杂交物种研究中，这是人们首次定位到杂交物种形成的关键基因。

在虎榛子属植物中，研究者注意到了一些有趣的现象。（图片来源：《分子植物》） 以往人们认为，大多数情况下，不同物种间无法产生可育后代。微信公众号、头条号等新媒体平台，转载请联系授权。2021年2月《分子植物》封面。

之后，课题组综合了来自42个居群的99个个体的全基因组数据，对整个虎榛子属进行群体遗传学分析。将同质园实验、体内体外生理实验、基因组分析结果等一一道来后，这项研究得到了方法详实、手段全面的审稿意见。

作者：任芳言 来源：中国科学报 发布时间：2021/2/14 11:05:48 选择字号：小 中 大 《分子植物》2月封面： 相爱没有那么容易 ——科学家揭示杂交物种形成新机制 我是居中虎榛子，生长在四川和云南。该研究不仅为植物同倍体杂交物种形成研究提供了绝佳范例，而且发现少数几个基因的改变足以导致新物种的形成。

相关论文信息：DOI: https://doi.org/10.1016/j.molp.2020.11.008 版权声明：凡本网注明来源：中国科学报、科学网、科学新闻杂志的所有作品，网站转载，请在正文上方注明来源和作者，且不得对内容作实质性改动。虎榛子属有且仅有三个物种：生长在四川、云南的居中虎榛子、滇虎榛子，以及分布于中国北方的虎榛子。

王则夫告诉《中国科学报》。现在，他们说，我的存在充满了偶然，因为我父母那段跨越种族的爱。也可能与亲本物种回交，重新走回父母的老路 而当杂交后代成功突围、成为新物种，这一过程被称为杂交物种形成，新产生的物种则被称为杂交物种。而在进化过程中，居中虎榛子无需产生新的遗传突变或生殖隔离性状，只凭从不同亲本物种处继承的遗产，就能使其与父母三者互相产生生殖隔离。

但实际上还是有漏网之鱼，比如居中虎榛子。论文共同第一作者王则夫介绍，但长久以来，杂交物种如何产生、如何与亲本物种建立生殖隔离等问题一直没有准确答案。

一种达尔文雀的杂交物种形成示意图。（图片来源：刘建全课题组） 再探：基因组数据揭示180万年前的进化 为了探明三个虎榛子属物种间的关联，课题组开始着手分子层面的研究。

实验中，刘建全等人先对虎榛子属的三种植物进行全基因组测序，分别得到它们的基因组图谱。正是这些遗传特性，使得三个物种彼此间形成了生殖隔离。