为什么会有两性?

为什么会有两性?,第1张

想象一下,在很久以前的一些简单生物体,恰好以松散和未经整理的状态共享着遗传信息。在今天,这样的共享仍在继续进行,但不会通向繁殖。 如果这样的生物体群落突然面临着一个引起高突变率的压力,它就会在几代生命的过程中发展出控制几个突变的能力来。但是根据新的定律,无数个突变将是无法容忍的。 阿达米告诉我们:其结果就是,坏的变异将被清除出群体以外。 当多个突变变得无法容忍时,坏的突变就不会再积累了,因为每个接踵而来的坏的突变将会对已经变得虚弱的生物体产生更加致命的影响。但是,有些有用的突变在这些情况下并不伤害一个群体。 换句话说:“当多个突变无法忍受时,坏的突变就无法再积累了,而好的突变仍然能。” 这就可能为生物体享受性带来的好处铺平了道路。 理论上一扇通往性的自由的大门就此敞开了,如果有一对达到足够突变的生物体能够迈进这扇大门,它们刚刚具有的通过性行为来共享有益突变的能力,就会让它们在充满压力的环境下,比它们那些无性的堂兄弟姊妹们更加具有进化上的优势。 “你可以想象出一条由杂乱无章的遗传物质交换通向完全秩序井然的遗传物质重新组合的路径。”阿达米谈到性的诞生时给予了这样的评价。 由此看来,任何数量和规模的灾难都有可能加剧了环境的变化并使生物体的突变激增,阿达米解释道,来自一个天体的冲击可能在数百万年之内改变了地球的大气,让我们的行星暴露在大量的辐射之下。还有一个可能的突变源就是频繁的火山活动。 但是阿达米也强调,这些因素并非自己研究的一部分,而且它们是否起作用还在很大程度上属于推测。

性的起源是生物学上最大的谜团之一,生物学家们对此也很挠头,为什么会有性的存在?为什么绝大数动、植物采取有性生殖方式繁衍后代?生物的性行为是怎么产生的?性的作用是什么?

原核生物和大多数原生生物是通过细胞直接分裂而增殖,也有的通过出芽方式增殖。一部分真核生物行无性生殖或无融合生殖,即无需受精(融合)、无需减数分裂的生殖方式。大多数真核生物行有性生殖,其中一部分可以同时行无性生殖和有性生殖,在生活史中有性和无性阶段交替。

早期地球上的生物并没有性别,它们靠着无性生殖来繁衍,大家都是独自完成繁殖后代的任务。

在自然界,许多生物靠着无性生殖来繁殖,无性繁殖在植物界较为常见,许多植物的茎、枝都可以用来繁育后代,仙人掌让自己身体的一部分掉落到地上能长出新的植株。

有些动物也能无性生殖。海绵体和海葵通过芽来产生后代。扁形虫如果被切成两段,会在被切下的一段上长出一个新头,而在另一端上长出一个新尾巴来。

无性繁殖传宗接代的方法既方便又强大。别的不说,它不需要伴侣,不必心跳加剧,不必为传宗接代去犄角相碰,也不须用粉末装饰自己。的确,没有性可以省去很多麻烦。

既然没有性生物活得也蛮好,那么,为什么生物要进化出性。

要解开这种疑惑,我们先看下性是什么。

生物形态是由遗传信息决定的,生物个体为什么有差别,是因为它们携带了不同的遗传信息。

那么,遗传信息涵义是什么。遗传信息是生物对环境及其变化的描述,遗传信息记录了生物与环境相互作用的 历史 。从遗传的角度看,性的作用是将不同个体遗传信息进行融合。

有性生殖,即融合生殖,通过减数分裂产生单倍体的雌、雄配子,又通过配子融合恢复双倍性,并由此产生新个体。两个携带不同遗传信息的个体,不同的遗传信息通过融合产生交汇,然后进行信息的重组,产生出新的遗传信息的组合体。生殖细胞的融合意味着染色体双倍化,有性生殖伴随着融合后的细胞还原的机制,即减数分裂。因此,与有性生殖相伴随的是通过融合(受精)、减数分裂而实现的单倍体-双倍体的世代交替。

两种配子融合成为合子的过程被称为受精。由合子发育成一具有双亲遗传性的新个体。高等动植物的雄性和雌性亲本(即父本和母本)的遗传特性,是由具单倍染色体的精子和卵通过受精而传到子代的。由精子和卵融合产生的新个体,恢复了像亲代一样的二倍染色体的数目,继承了亲代双方的遗传性,同时,以通过受精产生的子代,既有亲代遗传的特性,也表现有个体的特异性。

对于多细胞生物来说,有性生殖同时带来了复杂的个体发育过程:有性生殖伴随着复杂的行为进化,为达到受精和繁殖后代的目的,进化出无数复杂的与性相关的行为:求偶、性竞争、性爱、亲情等。

雌雄分别是独立的个体,每个个体身上都携带属于自己的基因,不同的个体经历各自的成长过程,当雌雄个体性成熟后,雌雄经交配产生出新的个体。遗传信息的重组实际上是一个遗传信息的优化过程(这也不是绝对的),那些具有好的适应性的东西容易被保留下来,不好的东西被筛选掉。每个生物个体的生存活动都是与环境进行信息交换的过程,环境信息会在生物体上留下痕迹,在异体融合的过程中,不同个体的信息有交换和取舍,通过遗传信息交换来对后代的性状产生影响,那些适应环境的信息就有可能被保留下来。

所以,雌雄两性遗传信息的重组不仅是为了维持物种的延续,更是驱动生物进化的重要因素。

从生物学的观点看,性表现为异体间的配对,也就是同一物种的不同个体为产生新的个体而进行的结合。生物个体间存在差异,这些差异受到不同遗传和生存环境的影响,即不同个体携带着不同的遗传信息,而异体的结合是要达到交换遗传信息的目的,产生出具有新的遗传信息组合的个体,这种异体间遗传信息的交换更有利于生物的生存和发展。

同时,性也是不同生物个体相互关系的一种表现。生命的发展在很大程度是建立在不同生物个体的相互关系上,由于性的存在,不同个体在性的基础上结成一定的关系,产生同性以及异性之间的复杂关系,极大地丰富生存内容,从而对生物的存在形态和发展产生影响。

所以,性这种繁衍方式不是一种绝对的遗传形式,它因生物发展需要而产生,性是生物不同个体之间一种复杂的关联形式,性的存在与生物演化之间有密切的联系。和无性繁殖相比,有性繁殖大大提高了进化的效率,更有利于生物的生存和发展,生命世界也因此变得更加生动和精彩。

性的出现和存在,是自然伟大又神奇的创造。


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