生物醫(yī)藥相關技術及生物學基礎論文

生物醫(yī)藥類相關技術1.特發(fā)性血小板減少性紫癜治療藥物——羅米司亭項目簡介：特發(fā)性血小板減少性紫癜(idiopathicthrombocytopenicpurpura,ITP)是一種常見的出血性疾病,系免疫系統(tǒng)引起的血小板破壞過多和巨核細胞導致的血小板減少所致的出血綜合征。其中包括自身抗體引起的血小板減少以及同種類型抗體介導的免疫性血小板減少癥(immunethrombocytopenicpurpura)兩部分。在美國,估計6萬患者被診斷慢性ITP,在歐洲原發(fā)的ITP估計每年每百萬人有50～100例新患者。ITP患者經(jīng)常由于小血管撞傷、挫傷、鼻出血、牙科手術等輕度出血難以停止,發(fā)展為更嚴重的出血甚至可威脅生命。正常的血小板計數(shù)應為150×109～400×109/L。血小板計數(shù)<150×109/L為血小板減少癥,而血小板計數(shù)<50×109/L具有高度危險,容易引起出血并發(fā)癥。慢性ITP的致病機制與自身免疫異常造成的血小板破壞或由于骨髓功能不全導致的血小板產(chǎn)生不足有關。此外,化療和慢性肝臟疾病也可引起血小板減少。當前的治療采用大劑量糖皮質(zhì)激素、免疫球蛋白和抗D球蛋白、環(huán)孢素等免疫抑制劑、化療藥環(huán)磷酰胺、長春花堿或抗人CD20單克隆抗體利妥昔單抗。但很多ITP患者會復發(fā),且這類治療不良反應較多,對難治性病例還要進行脾切除手術,但是容易出現(xiàn)感染等并發(fā)癥,故臨床需要更加安全有效的治療方法。2008年8月,美國FDA批準Amgen公司的羅米司亭(romiplostim,Nplate,AMG531)上市,用于治療經(jīng)糖皮質(zhì)激素類藥物、免疫球蛋白或脾切除術治療無效的慢性ITP患者,羅米司亭只能用于血小板減少癥出血危險增加的ITP患者。羅米司亭產(chǎn)生自大腸桿菌,系利用重組DNA技術制成的能刺激血小板生成的Fc肽融合蛋白。本品分子包含2個相同的單鏈亞單元,每個單鏈包含IgGFc恒定區(qū)域和TPO模擬肽。Fc段能有效地延長藥物半衰期。而TPO模擬肽與羧基端通過共價鍵鏈接,包含2個TPO受體結(jié)合區(qū)域,具有血小板生成素活性,能和巨核細胞表面的TPO受體結(jié)合,活化細胞內(nèi)通路,使血小板增加,而且與TPO沒有序列同源。技術創(chuàng)新點:目前分別構(gòu)建了大腸桿菌表達系統(tǒng)和畢赤酵母表達系統(tǒng)，二者都實現(xiàn)了高效表達，大腸桿菌表達量在占菌種總蛋白30%左右，以包涵體形式表達，經(jīng)過變、復性，得到有活性的重組蛋白。畢赤酵表達量在1.5g/L左右，重組蛋白經(jīng)純化用去糖基化酶去除糖鏈，得到與上市羅米司亭結(jié)構(gòu)完全一致的蛋白。發(fā)酵和純化小試也已完成了，近期準備中試。合作方式：轉(zhuǎn)讓或合作2.年齡相關性黃斑變性——雷珠單抗項目簡介：賴新生血管來供應腫瘤的營養(yǎng)。眼部的許多疾病都涉及血管發(fā)生，包括年齡相關性黃斑變性(AMD)、脈絡膜新生血管、糖尿病視網(wǎng)膜病變(DR)視網(wǎng)膜新生血管和早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病等。在正常情況下內(nèi)源性血管形成促進因子和抑制因子處于平衡狀態(tài)，如果這種平衡被打破就會導致眼部新生血管性疾病的發(fā)生，如當眼球缺血、缺氧，相對的組織細胞會釋放一些與血管增生相關的物質(zhì)。VEGF被認為是血管發(fā)生的關鍵因素，人VEGF基因位于6p213，全長28kb，編碼VEGF基因約14kb，基因由交替剪接的8個外顯子、7個內(nèi)含子組成，編碼產(chǎn)物分子質(zhì)量為(34~45)103的同源二聚體糖蛋白。VEGF家族包括7種:VEGF-A，VEGF-B，VEGF-C，VEGF-D，VEGF-E，VEGF-F和胎盤生長因子，它們都分泌多肽，有相似的結(jié)構(gòu)單位，但生物學和物理學性質(zhì)不同。VEGF現(xiàn)在已知的至少有6個亞型，通過RNA的剪切拼接產(chǎn)生不同的異構(gòu)體，分別為VEGF206，VEGF189，VEGF183，VEGF165，VEGF148，VEGF145和VEGF121，VEGF165為最主要的異構(gòu)體，體外可促進內(nèi)皮細胞分裂生長，體內(nèi)可誘導新生血管生成，導致視網(wǎng)膜血管增生和滲透性增加。VEGF廣泛分布于人和動物體內(nèi)的腦、腎、肝、眼等多種組織，一般在眼部視網(wǎng)膜的周細胞、視網(wǎng)膜色素上皮細胞和內(nèi)皮細胞均有VEGF存在，對維持眼部血管完整性起了重要的作用，但過度表達會促進血管增殖。年齡相關性黃斑變性(AMD)患者的微血管膜發(fā)現(xiàn)有VEGF-165和VEGF-121，動物實驗也證實了VEGF-165在炎癥、白細胞誘導和神經(jīng)對抗缺血性傷害方面起了一定的作用。AMD是引起脈絡膜新生血管(CNV)的最常見的疾病，也是VEGF抑制劑治療的首要眼部疾病。病變開始是干性AMD，特征是視網(wǎng)膜色素上皮層硫黃色顆粒形成和色素變，視網(wǎng)膜萎縮嚴重影響視力。濕性AMD，以CNV為特征，經(jīng)常引起黃斑水腫、滲出和纖維化，導致視力喪失。只有10%的AMD患者有CNV，但幾乎90%的CNV的患者都有嚴重的視力損害。有關資料證明，患者在干性AMD進展期的時候用大劑量的抗氧化劑效果很好，鋅和高劑量抗氧化劑(維生素C、E和胡蘿卜素)能減少發(fā)生視網(wǎng)膜萎縮和CNV，患者的視力損害也較輕。近年來，在AMD的發(fā)病機制和治療方面已經(jīng)有了突飛猛進的發(fā)展，AMD新生血管是目前治療的焦點。光凝固療法的研究顯示熱激光對異常血管治療較好，但是這種療法由于光斑密度和結(jié)構(gòu)不同，在治療視力喪失方面有一定的局限性。光動力學療法(PDT)是用激光激活感光燃料封閉CNV，PDT能阻止患者的視力喪失，但不能明顯地改善視力。VEGF抑制劑能明顯改善濕性AMD的治療效果，有關資料表明CNV的形成是與VEGF的水平相關。由于人們發(fā)現(xiàn)VEGF在新生血管的發(fā)生和發(fā)展中起主要作用，所以圍繞VEGF的藥物不斷出現(xiàn)。雷珠單抗（Ranibizumab）是所有特異性人類VEGF亞型單克隆抗體片段的重組體。Ranibizumab對人類VEGF有高親和力，通過產(chǎn)生中和效應抑制VEGF和受體的相互作用。在靈長類動物實驗中，通過激光誘導脈絡膜新生血管，玻璃體內(nèi)注射Ranibizumab減少新生血管的發(fā)生率和血管滲透性。在另一份臨床實驗中，AMD患者隨機接受常規(guī)護理或者玻璃體注射300g或500granibizumab，每28天注射1次，共4次，Ranibizumab治療過程中除了有眼部炎癥沒有其他不良反應的發(fā)生。300g組在第98天和21天的視力測定有明顯提高，同時，常規(guī)護理組患者在第98天視力有下降，第99天開始接受ranib-izumab治療，第210天發(fā)現(xiàn)視力有所提高。美國FDA在2006年6月批準Ranibizumab用于治療AMD和黃斑水腫。2006年，Ranibizumab的上市被評為美國的十大衛(wèi)生新聞。上市以后，在銷售額上，Ranibizumab也表現(xiàn)不俗，很快就擠身重鎊炸彈級藥物行列，2010年31.06億美元，2011年37.23億美元，2013年更是達到了39.75億美元，排在生物藥的第8位。2010年，諾華在中國申請進口藥物的注冊，目前還在審批階段。技術創(chuàng)新點:適應癥：年齡相關性黃斑變性(AMD)、脈絡膜新生血管、糖尿病視網(wǎng)膜病變(DR)視網(wǎng)膜新生血管和早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病等Ranibizumab的專利將于2018年到期，我們于2011年啟動仿制研究。目前，我們已完成高表達菌株構(gòu)建、大規(guī)模發(fā)酵和純化工藝小試研究。本項目已完成表達菌株構(gòu)建、小試生產(chǎn)工藝研究，通過大腸桿菌分泌表達，成本低，表達量0.2g/L以上。合作方式：轉(zhuǎn)讓或合作3.長效升白細胞藥物——PEG-GCSF項目簡介：中性粒細胞（ANC）減少癥是化療所致骨髓抑制最常見也是最嚴重的一種并發(fā)癥，可增加患者感染的危險性，導致化療劑量減少、時間延誤。研究顯示，約25%～40%接受常規(guī)化療的腫瘤患者會出現(xiàn)中性粒細胞減少性發(fā)熱；當ANC<1500/mm3時，感染危險性增加；當ANC<500/mm3時，嚴重感染危險性明顯增加；當ANC<100/mm3時，10%～20%甚至可能更多的患者會發(fā)生菌血癥。重組人粒細胞集落刺激因子（rhG-CSF）的上市解決了這個難題，可使腫瘤化療患者白細胞迅速恢復，從而能夠給病人更高的化療劑量，同時本品也可以作為預防中性粒細胞（ANC）減少癥應用。目前rhG-CSF制劑需要多次注射，使用不便。因此，如何在達到相同療效的基礎上，減少患者的藥物注射次數(shù)，讓他們在比較安全、減少痛苦的情況下接受化療，一直是臨床關注的重點問題。長效PEG-rhG-CSF是由一個20KDa的聚乙二醇（PEG）分子選擇性地與rhG-CSF蛋白質(zhì)N末端定點交聯(lián)而成，通過PEG修飾從而延長其在體內(nèi)的代謝時間（其血漿半衰期可延長至47小時），達到減少注射次數(shù)的目的。每個化療周期只需用藥一次，可避免反復注射rhG-CSF給病人帶來的痛苦，以及長時間醫(yī)患接觸帶來的感染可能；另外，PEG分子沒有毒性和免疫原性，并可被肌體安全清除，從而使藥物的免疫原性和抗原性降低，提高了安全性；PEG化使藥物溶解性增加、生物利用度提高、制劑穩(wěn)定性增強，其升白作用更平穩(wěn)，可避免每兩天檢查血常規(guī)，并使多周期標準化療方案成為可能；同時，也可減少住院時間、提高醫(yī)院病床周轉(zhuǎn)，使患者門診化療成為可能。大量臨床研究結(jié)果顯示，一個化療周期注射一次PEG-rhG-CSF與多次注射rhG-CSF，在預防粒細胞減少癥上療效相同，但其不良反應明顯減少。因而長效PEG-rhG-CSF具有很好的臨床應用潛力。技術創(chuàng)新點：本項目，與有關研發(fā)企業(yè)合作，參考國內(nèi)外相關的專利和文獻，成功攻克PEG化G-CSF難題，取得了以下進展。(1)工藝簡單可靠，修飾率高。在現(xiàn)有的G-CSF基礎上，經(jīng)過一步修飾，即可獲得PEG化G-CSF，比活性不低于3.0×107IU/mg蛋白，與已上市“津優(yōu)力”和“培非司亭”相當(2)原液電泳純度和HPLC純度不低于95%，殘留甲氧基聚乙二醇丙醛（PEG）含量不高于5%(3)修飾后純化工藝簡單可靠，收率高。經(jīng)過粗提純、精提純、精提液的濃縮及過濾除菌等步驟，純化收率約80%(4)建立了完善的工藝標準規(guī)程，提供相關的原輔料、半成品原液質(zhì)量標準(5)提供相關的設備、填料類型等幫助，幫助生產(chǎn)企業(yè)盡快開展相關工作(6)可提供有關制劑的相關技術指導，協(xié)助生產(chǎn)企業(yè)盡快完成有關的制劑研究工作合作方式：轉(zhuǎn)讓或合作4.秸稈制生物可降解塑料前體L-乳酸項目簡介：L-乳酸是制造生物可降解塑料的原料，以往都是用玉米為原料，存在與人爭糧的矛盾。另一方面玉米秸稈大量存在，成為一個污染物，為防止農(nóng)民燃燒秸稈，各級政府每年投入大量人力物力。用秸稈替代糧食生產(chǎn)L-乳酸是個很好的設想，本實驗室已經(jīng)將其變?yōu)楝F(xiàn)實，生產(chǎn)成本比用玉米為原料相當或更低，每3.5噸秸稈可產(chǎn)1噸L-乳酸。該項目具有很大創(chuàng)新性，全球范圍內(nèi)還未見有產(chǎn)業(yè)化實施報道。該項目已擁有三項相關發(fā)明專利，ZL201110109682，ZL2012104080186，ZL201410060025.0，形成了較高的競爭壁壘，還有至少兩項專利待申請。秸稈與糧食一樣含有70%的糖類，只是這些糖連接的方式不太一樣，更難水解，還有一半是使戊糖。本項目利用化學和酶解方法獲得葡萄糖和戊糖，再發(fā)酵為L-乳酸。相關原料所帶來問題都得到很好解決。技術創(chuàng)新點：在最經(jīng)濟的條件下，每3.5噸秸稈可產(chǎn)1噸L-乳酸。創(chuàng)新點是采用未曾工業(yè)化使用的新原料。合作方式：技術轉(zhuǎn)讓、技術入股5.無痛內(nèi)鏡專用呼吸三通管項目簡介：無痛內(nèi)鏡專用呼吸三通管是2013年3月本品為一次性醫(yī)療耗材，主要用于無痛內(nèi)鏡診療必需的供氧環(huán)節(jié)，以河南省人民醫(yī)院為例，2014年度，無痛內(nèi)鏡達4萬余例，如能應用于全省乃至全國各級醫(yī)院，將是一個廣闊巨大的市場空間，本品擁有國家實用新型專利證書，在研發(fā)過程中多次征求麻醉專業(yè)、內(nèi)鏡專業(yè)權(quán)威人士建議和意見，反復修改，結(jié)構(gòu)設計成熟，技術方面認可度高，加之結(jié)構(gòu)并不復雜，原材料采用合成樹脂，無需巨額資金的投入。在醫(yī)械準入方面，由于不與患者直接接觸，故相對容易通過審批，拿到資質(zhì)后，即可大量生產(chǎn)，產(chǎn)生效益。技術創(chuàng)新點:采用合成樹脂制成，面罩連接管直徑為22mm，螺紋管連接處直徑為22mm，活瓣開口處直徑約8mm。主要創(chuàng)新點：呼吸面罩是在手術麻醉或搶救呼吸驟停的患者時，為患者提供氧氣的一種輔助呼吸裝置，該裝置通過與呼吸機或者呼吸囊的聯(lián)通，給患者供氧，這一操作通常由麻醉醫(yī)師來完成。傳統(tǒng)呼吸面罩的接頭只有一種連接方式，一端與面罩相連，一端與呼吸囊或者呼吸機相連，所以在使用無痛內(nèi)鏡設備，比如胃鏡或纖支鏡時，就必須將面罩摘掉，不能達到不間斷供氧的目的，因此會影響手術的進展，甚至延誤寶貴的搶救時間。本三通管主管的下端與呼吸面罩相連接，面罩罩于患者面部，另一端的螺紋管連接管可與連接呼吸囊或者呼吸機，以供氧。當需要使用無痛內(nèi)鏡設備時，內(nèi)鏡設計可以通過主管頂端的連接孔插入，經(jīng)過面罩進入患者口腔并至體內(nèi)，可以更加方便快捷的完成檢查和治療工作。成功解決了在進行無痛內(nèi)鏡檢查時時，面罩會與患者面部脫離，造成供氧不足的問題，不會影響麻醉過程中對于呼吸道的管理。主管上端的內(nèi)窺鏡連接孔由活瓣覆蓋，該活瓣由硅膠材質(zhì)制成，具有良好的收縮和緊閉性，當不需要呼吸囊或者呼吸機供氧時，活瓣會自動封閉，如果需要使用無痛內(nèi)鏡時，可將內(nèi)鏡從活瓣處直接插入，不會妨礙供氧管道的使用。內(nèi)鏡通過的管道較短，由于硅膠活瓣具有良好的彈性，所以內(nèi)鏡在管道內(nèi)可以任意角度旋轉(zhuǎn)，而且構(gòu)造簡潔，體型小巧，制作成本較低?？蛇m用于一般普通面罩，不需另行配置特殊面罩。主要風險：本產(chǎn)品實用性強，在國內(nèi)尚無產(chǎn)品普及，有著巨大的市場需求和空間，市場風險不大。合作方式：轉(zhuǎn)讓或合作6.口服避孕藥屈螺酮的新制備工藝項目簡介：屈螺酮是第四代女用口服避孕藥的代表藥物，由德國先令公司(ScheringAG)開發(fā)，其與雌二醇或炔雌醇組成的復方制劑安全有效，副作用小。自2000年在歐洲上市以來，已成為全球銷量第一的女用口服避孕藥。為降低屈螺酮的生產(chǎn)成本，本課題組采用化學方法結(jié)合生物轉(zhuǎn)化方法，以去氫表雄酮為起始原料，9步制得屈螺酮，使制備工藝大大簡化，收率達到國內(nèi)領先水平。該路線所用菌株具有自主知識產(chǎn)權(quán)，并且合成工藝先進，操作簡單，綠色環(huán)保，具有大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的潛力。該路線的小試總收率可達到25%左右，接近文獻報道的最好收率。應用前景：中國零售藥品研究發(fā)展中心（MDC）的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2009年國內(nèi)避孕藥零售銷售比2008年增長了13.5%，且近年來一直呈上升趨勢，說明口服避孕藥在我國也越來越受到認可和接受。但是該藥目前還是進口藥品，在國內(nèi)的售價較高，是同類藥品的5-6倍，屬于高附加值的甾體激素類藥物。本項目的實施可以使屈螺酮的生產(chǎn)成本降低50%以上，可為實現(xiàn)屈螺酮的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)奠定基礎，并且對開發(fā)高端激素藥物，促進我國激素制藥工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠意義，具有潛在的巨大的社會和經(jīng)濟效益。關鍵技術路線如下：合作方式：技術轉(zhuǎn)讓關于物種形成的理解摘要：本文就物種的概念、形成方式、形成原因進行了一定的研究與思考，重點考慮了地理成種和非地理成種兩種成種方式。物種形成是指由物種通過各種機制進化出新物種的過程，是進化生物學領域最基本也是最重要的問題之一。從根本上來說，物種形成是生物學多樣性產(chǎn)生的基本機制。盡管達爾文在《物種起源》中就已經(jīng)提出，自然選擇是物種形成的主導因素（Darwin,1859）,但一直以來，物種形成過程一般被認為是由隨機過程導致的。直到生殖隔離的概念被提出，自然選擇在物種形成中的作用才重新受到重視，并認為物種形成是與地理因素存在著重要的關系。本文對物種形成進行了較為詳細的介紹，并就在生殖隔離與物種形成方式上進行較為詳細的論述。關鍵詞:物種形成；生殖隔離；地理成種；非地理成種；。Abstract：Inthispaper,thespeciesoftheconcept,formandformingreasonwasresearchandthinking,mainlyconsideringthegeographyintospeciesandgeographicalintotwoways.Speciationreferstotheprocessofnewspeciesevolvebyspeciesthroughvariousmechanisms,evolutionarybiologyisoneofthemostbasicandmostimportantproblems.Fundamentally,speciationisabasicmechanismofbiologicaldiversity.AlthoughDarwinhasbeenputforwardintheoriginofspecies,naturalselectionisadominantfactorofspeciation(Darwin,1859),butforalongtime,thespeciationprocessarecommonlybelievedtobecausedbyrandomprocess.Untiltheconceptofthereproductiveisolationisputforward,theroleofnaturalselectioninspeciationisonlytobetakenseriously,andthatspeciationisthereexistsimportantrelationshipwithgeographicalfactors.Inthispaper,thespeciationarediscussedindetail,andonthereproductiveisolationandspeciationmethodsaredetailedinthispaper.Keywords:Speciation;Reproductiveisolation;Geographyintoakindof;Thegeographyintoakindof.一、引言[1]物種，簡稱“種”，是生物分類學研究中的基本單元和核心，也是物種多樣性研究的基礎和前提。物種的形成和物種的概念及劃分問題一樣，是科學界一大難題。由于沒有誰能完全經(jīng)歷自然界中物種的形成過程，所以，很多成種方式或者成種理論在很大程度上都是推測性的。因為僅僅是推測性的，所以各種模式理論層出不窮，如下文提到的地理成種、異域成種、同域成種、邊域成種、隔離分化成種等等很多種模式和理論。這些模式理論都與當時的認識水平和認識角度有關，不好直接評價其優(yōu)劣對錯，不過這些理論模式的提出和進一步研究，可以加深人類對于物種形成這一問題的認識[2]。二、物種的概念我們先來簡單討論物種這一概念。物種是互交繁殖的自然群體，一個物種和其他物種在生殖上互相隔離。從這個定義我們可以看出，物種這一概念不僅僅是一個分類單位，也是一個客觀存在（通過生殖隔離體現(xiàn)）物種這一概念也是隨著歷史不斷變化的，這一變化也反映了生物分類學的歷史發(fā)展[3]。在Linne創(chuàng)立生物分類學時期，物種被認為是上帝特定創(chuàng)造的，這種“神創(chuàng)物種”概念認為物種是不變的。Darwin的進化論確立后，進化物種概念產(chǎn)生，這個概念認為物種是一個獨立的進化支系，有其獨特的進化歷史、進化特征、進化潛力和進化趨勢。Huxley為帶表的新系統(tǒng)學時期以后，生物學物種概念開始流行，這個概念認為，物種是個體間額可以交配和生殖繁衍(或潛在地具有這種能力)的一組自然種群,通過某種隔離機制,使得它們在遺傳上同其它類似的一組種群相互隔離著。這種主要基于生物學特征確立的物種稱為生物學物種。此外，還有有形態(tài)物種、表形物種等概念。這里不詳述。三、生殖隔離區(qū)分物種的主要根據(jù)是有無生殖隔離。但我們也要看到，根據(jù)形態(tài)特征進行物種鑒定不但有效，而且方便，比如對于遠古生物化石、以及無性繁殖的生物，生殖隔離就比較難以判據(jù)。生殖隔離是物種形成和保持相對穩(wěn)定的生物學機制，在自然界中，它包括生態(tài)隔離、習性隔離、機械隔離和交配成功率降低4種基本類型。也可以說，存在著合子前障礙（繁殖期不同、生活環(huán)境不同、表現(xiàn)差異、配子隔離）和合子后障礙（雜種不活性、雜種不育性、雜種破落），這4種隔離方式是使現(xiàn)有物種保持遺傳獨立的重要生物學基礎，同時由物種的定義可知，生殖隔離也與新的生物種的分化和形成有關。生殖隔離組阻止了不同生物種間基因的交流，促使各個隔離種群具有較強的遺傳穩(wěn)定性，而如果沒有物種的相對穩(wěn)定性，就沒有生態(tài)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性。在自然選擇下，各個物種沿著與環(huán)境相適應的方向發(fā)展，形成了今日地球上豐富多彩的生物多樣性[4]。（一）時間隔離有效地隔離了同地生物種，如美洲蟾蜍繁殖季節(jié)較早，弗氏蟾蜍的繁殖則較晚，繁殖時間的差異同一地的兩種蟾蜍隔離開來。（二）行為習性上的隔離在動物中是最重要的隔離機制，動物的求偶動作、信號等往往十分專一，同一種地區(qū)相近的兩種動物，由于求偶動作的不同，交配行為也能有效地被阻止，所以習性隔離也是十分有效的隔離機制。（三）機械隔離指不同種類的動物個體、大小差別很大（特別是生殖器官的結(jié)構(gòu)差別很大）這一因素阻礙了親緣關系較近的物種間的交配和授粉。有時，如植物，即使雜交發(fā)生了，雜交后代的花結(jié)構(gòu)也是極端不協(xié)調(diào)的組合，不能共同發(fā)揮功能作用。（四）交配成功率的降低能有效地防止雜交，如果真的發(fā)生了雜交，雜種后代一般也將是不育的，如馬和驢雜交而成的騾。盡管如此，物種之間的界限并非總是十分明確，這里我們提出亞種的概念，亞種間有明顯的遺傳差異，但沒有生殖隔離。如大山雀、小山雀、南山雀亞種，這些亞種都可以看作是形成中的種。（五）物種分化可以劃分為5個時期：物種分化靜止期、I期(DNA出現(xiàn)多態(tài)性起始和慢速分化的準備期)、II期(DNA多態(tài)性迅速分化和趨異時期)、III期(物種平緩趨異和種化固定期)、IV期(物種分化完成期)。

圖1:物種分化的五個時期四、物種形成的方式物種形成是指物種數(shù)量的增加，上文我們已經(jīng)說到成種理論模式眾多[5]。各種生物物種成種理論的出現(xiàn)，反映了科學家對這一問題的關注與重視。然而由于所處的研究領域不同，理論基礎與出發(fā)點的不同，代表不同理論學派的專家之間的磋商、探討甚至爭議就在所難免。這類爭議歸納起來表現(xiàn)在以下幾個方面物種形成是漸變還是突變；地理成種和非地理成種的相對重要性；遺傳物質(zhì)與表型特征在物種形成中的作用；物種形成的模式是線系還是分支。生物界的各個門類變化很大,對于相應的類群來說,特定的成種理論可能更為適合。應清楚說明的是,關于物種形成的各種理論并不是相互排斥或?qū)α⒌?，只是強調(diào)物種形成的不同方面,它們之間很多是相互包容或互為印證的。為了更好地了解物種形成，下面以目前較為完善并被普遍接受的成種模式——地理成種模式為重點，從地理和非地理角度來剖析物種形成的機制。（一）地理成種指地理上更遠的群體比臨近的群體更能通過不育或者行為差異而形成生殖上的隔離。這是因為群體的亞種此時已經(jīng)高度分化，遠距離的群體如果相互接觸，可能不發(fā)生雜交繁殖。真正與地理分隔因素關系很大的是異域成種。1、原因同一個種群在被分開時，存在著“建立者效應”，即兩個被分開種群的基因頻率，開始時往往是不完全相同甚至差別很大的。自然界中的突變是隨機進行的，然而地點的不盡相同，造成環(huán)境對種群的不同選擇方向和選擇壓力，使得不同地點群體的遺傳結(jié)構(gòu)，朝著適應環(huán)境條件的方向變化。[5]在自然選擇的作用下，群體間的遺傳差異累計到物種間的遺傳差異，最終形成了兩個不同