为什么大多数生物都选择了两性的繁殖方式

为什么大多数生物都选择了两性的繁殖方式,第1张

大自然孕育了生物,生物在进化过程中慢慢地出现了性别。从理论上讲,一种生物可以有多种性别。事实上有种黏液霉菌就有13种“性别”。但这些多性别的物种很稀有,大多数物种都只有雌性和雄性两种性别。在澳大利亚的昆士兰州有一种蜥蜴,其种群中不曾发现过一个雄性,雌性不需要精子来受精,它们的卵在预定的时间分裂,然后便长成一只小蜥蜴,而所有以这种方式产生的蜥蜴都是雌性。性在进化上究竟有什么好处?为什么大多数生物都选择了两性的繁殖方式?

为什么性别一般只有雌性和雄性两种?早在1958年,对现代达尔文主义的创立有重大贡献的生物学家罗纳德·费舍尔在他的著作《自然选择的遗传学理论》中就明确提出了这个问题,但这个问题在此后40多年的时间内都没有得到很好的解答。

在澳大利亚墨尔本举行的第19届国际遗传学大会上温哥华英国哥伦比亚大学的进化生物学家莎莉·奥托教授发言说:“鸟类交配,蜜蜂交配,人类也交配,但是却无人知晓性别究竟是如何进化的。假如可以创造出能够自行繁殖的女性,为什么还要创造男性呢?无庸讳言,21世纪的今天,进化生物学家仍然没有走出性别进化的迷宫。”

实际上,许多生物不需要雄性和雌性,照样可以代代相传,比如细菌就是通过最简单的方式自我复制——一个变成两个,两个变成4个,依此类推。通过无性繁殖而产生的个体,都是完全相同的“复制品”。在只有两种性别且雌雄异体的生物中,一个个体要繁殖后代就必须要与同种的异性个体进行交配。性对于生物体本身并不是一件什么好事:对于雄性来说,他们要花费大量的时间和精力去寻找和讨好配偶,或为求偶而战,弄得伤痕累累乃至有生命危险;对于雌性来说,有性生殖的结果使她们的基因只能有一半传给子女,而来自雄性的另一半未必就很优秀,说不定受骗上当被一个孬种所勾引。如果她们采用单亲无性生殖,她们的基因就能百分之百地传下去。至今还有几千种生物采用无性生殖就避免了那“50%”的代价,但是在现今存在的几百万种动植物中为什么绝大多数都采用有性生殖或者是有性和无性生殖相结合?它们的雌性为什么愿意付出这“50%”的代价?性在进化上究竟有什么好处?

目前流行的观点认为,有性繁殖带来了基因重组,基因重组带来了无穷无尽的变异,而丰富的变异更有能力接受生存的挑战。这有点像参加抽奖,单性生殖只是买了一张彩票,然后把它复印了许多次,复印得再多也不能增加中奖概率,而有性生殖却是买了许多不同号码的彩票,显然最有可能中奖。

在两种性别的个体数目大致相等的情况下,某一个个体只能有一半的机会遇到异性的个体,从而在寻找异性个体的过程中往往要浪费不少时间和精力。如果一种生物有很多种性别,假设有100种,而且这种生物的个体只要找到与己不同性别的个体就可以进行交配生殖,在这种情况下对于某一个个体来说,每100个其他个体中就有约99个是异性个体,从而它可有99%的机会遇到异性的个体,这样,每一个个体都可以只用较少的时间和精力就能达到有性生殖的目的。

既然只有两种性别降低了物种延续的概率,那生物为什么大多只有两种性别呢?近年有人提出了一种比较合理的解释,认为这是基因组“争斗”的进化妥协结果。

谈论整个地球,就不得不想到生活在大自然中的生命,生命的存在让整个世界、甚至是宇宙变得更加有意义。任何一个生命在其一生中最重要的两个部分就是通过捕食来获取能量,以及通过交配来繁衍后代,所以任何一部有关自然的纪录片、或者是文章都无法回避性这个自然界的重头戏。

目前在地球上生存的生物多达1000多万种,当然还有可能更多。但是有98%的生物是通过有性生殖来繁衍后代的,这说明在自然界的进化中有性生殖的雌雄结合方式具有绝对的优势,被大部分动物所选择。

但是在30亿多年前,生命刚诞生的时候并没有两性,而是通过简单的自我复制的方式进行繁殖,一变二,二变四,看起来繁衍的很快,但这时的生物进化非常缓慢。因为繁殖出来的原核生物个体都是上一代的复制品,一模一样,很难发生基因突变,就算突变出了有利于生存的基因,这样的基因也无法在种群间传播。

毕竟生物和生物不结合,不会发生基因交流,生物也没有因为繁殖复制自己而获得奖励(对自己的好处)。这样的无性繁殖估计持续了20亿年。在这段时间物种的多样性就受到了极大的限制。

不过在10亿年前,随着真核生物的出现,生命体变得更加复杂,多细胞生物也随之出现,动物和植物分家。同时也出现了有性繁殖,生物个体出现了性别的差异,至于为什么会出现两性,依然是进化上的谜团。

但是这种繁殖方式具有绝对的优势,生物个体之间有互动、交流,大大提高了两个个体基因在随机重组时突变的几率,而且也让两个生物的后代会表现出不同的性状。也保证了突变基因可以在种群间传播,并保留下来,更加使得整个种群能够适应环境,再加之地域的隔离,长此以往,量变就会带来质变,最后使得一部分种群进化成不同的物种。

那么问题是,生物并不知道两性繁殖的意义和奥秘,更重要的是大自然中绝大部分的生物后代并不会去反过来照顾上一代,繁殖后代好像看不到任何好处。那么自然界如何能够保证生物一直保持兴趣进行两性行为呢?说白了就是,没人教会生物如何进行交配,它们是怎么做到乐此不疲呢?是什么在背后操控、指挥两性之间的交流?

其实包括我们人类在内,我们真正了解繁殖的奥秘,不过百年的时间,但也没有因此不懂其中的道理而灭绝。我们人类450万年前还是类人猿的时候,依然对这件事保持着极大的兴趣。我觉得有三点,在背后起着作用。分别为:激素控制、奖励机制、习得行为。其中的激素控制最为重要,这是一切的开始也是根本。你看在自然界的动物中,并不是每时每刻都在交配繁殖。

在繁殖期以外的时间,在动物们的眼里并没有雌性之分,都是合作一起捕猎的好兄弟。但是每到春夏季节,一旦进入繁殖期,一切都变了。在雄性的眼里,以前的“兄弟”突然变得更加的妩媚,漂亮,在雌性的眼里,以前的“好大哥”也变得更加的威武、帅气,这是为什么?

因为在春暖花开的日子,由于日照时间、温度的变化,这些外在因素就导致了动物体内也发生了微妙的改变,性激素增加了。这东西就像一双无形的手一样,可以控制一个生物的“想法”和行为。而什么时候会产生性激素,产生多少,这一切都被刻进了基因这个蓝图里。

除了激素以外,生物还进化出了奖励机制,来激励繁殖的过程,每次的活动都会导致大脑中多巴胺、内啡肽的生成,这玩意能让生物产生愉悦的感觉。一次的奖励后,大脑对这种奖励非常喜欢,还想再被奖励一次,这就让生物对繁衍这件事,饶有兴致。

以上的两个方面就解释了生物繁衍的原始动机,就算从后代那里不能获得真正的好处(毕竟自然界大部分的动物没有孝敬老人的说法),也愿意繁衍后代。那很多人还有这样的疑问,没人给动物教,它们是怎么学会的?虽然动物们没有人类这么智慧,更没有人类获得信息这么方便。

但是它们在种群间的学习能力还是比较强的,幼崽出生以后,父母都会教给它们生存的技能,所以动物们之间的习性和技能会相互学习传播。例如,某些幼崽在很早的时候就离开了父母或者种群,它们的生存技能就会丧失,而且长大以后虽然进入了发情期,但经常还会因为笨拙而不能完成交配,需要人类的帮助。

相信你有听说过,在南极经常会发生海狗欺负企鹅的故事,可怜的企鹅毫无反抗之力,其他的企鹅更是因为害怕只能在远处围观。那么海狗为什么这么坏呢?其实是因为海狗进入发情期以后,需要交配繁衍后代,但是无奈种群间的竞争力非常大,往往就有一些海狗被竞争者打败失去了交配权。

按理来说,在种群中的竞争受挫并不会导致一个生物把这种想法施加给其他的物种,但林子大了什么鸟都有,也许是某一天某一只海狗就干出了这样的事。正好被其他心情失落的海狗看见,觉得这看起来还不错,并且学习了这只海狗的行为,这就是一种习得行为,这也说明了生物会被简单的原始欲望所支配。

由于生物的学习能力比较强,目前在南极,常常会发生海狗欺负企鹅的事件。所以,动物们虽然不懂繁衍是为了什么,也是它们都不知道交配后会有后代,但是这一切在自然界正在发生...而控制动物这种行为的正是:激素、奖励和学习。你仔细想想,是不是人类也一样,我们的理智有时还战胜不了这三样东西。


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