生物是怎样进化出雌雄两性的?进化的过程是怎样的?

生物是怎样进化出雌雄两性的?进化的过程是怎样的?
生物是怎样进化出雌雄两性的?
进化的过程是怎样的?

生物是怎样进化出雌雄两性的?进化的过程是怎样的?
今天的两性制度应是以前多性制度垮台之后 的结果 有的生物有13种性别,有的可以同性 繁殖———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.” 性在进化上究竟有什么好处?雌性为什 么愿意付出这“50％”的代价? 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. 两性的选择是基因组在“争斗”过程中进 化妥协的结果? 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. 基于在一般的有性生殖中,都有通过不 同性别的生殖细胞融合,重新组合起成为一 个整体,来源于不同细胞的线粒体基因组或 叶绿体基因组为了各自的利益、为了更多地 复制,就有可能会产生一些可以“消灭”来自 另一个细胞的线粒体或叶绿体的变异.这种 细胞器官的“互相残杀”将会导致整个细胞的 灾难.为了使有性生殖能顺利进行,生物进 化必须产生出一种能避免发生细胞内“战 争”的方式.最简单的解决办法就是形成只 有两种性别的有性生殖体系,其中一种性别 放弃把细胞质的遗传物质传给下一代的机 会,而另一种性别则享有把细胞质的遗传物 质传给下一代的权利. 今天的两性制度,也许正是以前多性制 度垮台之后的结果. 那种有13种性别的黏液霉菌又如何 呢?深入的研究发现,这13种性别并不是 平等的.同样为了防止线粒体之间的战争, 存在着一个等级森严的制度：比如说,第 13号的性可以跟任何别性交配,在交配时 只有它能够遗传下线粒体基因,其它的性必 须抛弃自己的线粒体；对于第12号的性来 说,只有在跟11号或者低于11号的别性交 配时,才有保留线粒体基因的特权；依次类 推. 可见如果只有一性,或者有两个以上的 性,反而让有性生殖变得复杂起来,不如只 有两性那么简单明了.在黏液霉菌中,低一 号的性有时会发生突变,拒绝抛弃自己的线 粒体,其结果是跟与之交配的高一号的性同 归于尽.如果这样的造反持续下去,等级森 严的制度最终会垮台,性别的种类会越来越 少,直到只剩下两种性.也许,今天的两性 制度,正是以前多性制度垮台之后的结果. 相关链接 雌雄分离的进化历程 早期生物都是单个个体产生新个体,细 胞核进行一次无丝分裂就行.当多细胞生物 的生殖功能纷纷巩固的时候,由于偶然和必 然的因素,突变或者变异,使得某些多细胞 生物产生了两套“生殖”组织或器官,就是类 似“雌雄同体”的,但还不是真正意义上的雌 雄同体. 再后来,在同体受精的生物基础上,发 展成了雌雄同体,但是异体受精.这又是一 个进步.但这个还不是彻底的雌雄分离. 实现彻底的雌雄分离是非常困难的,在 进化的历程中还在完善,至今没有停止.雌 雄分离首先得分开,哪些是雌性,哪些是雄 性.分开之后,还得保证它们像同一个个体 一样能非常亲密地结合,并产生子代.雌雄 个体可以通过基因来分配,在多染色体个体 中,总有染色体是控制着性别的.那么,当 染色体分配不同时,就可以产生两种性别 了. 雌雄分离以后也有一些还保持着原始繁 殖的迹象,比如有些鱼的性别是不定的,随 着环境的变化而变化性别.红海中生活的红 鲷鱼以20条左右为一群,其中,只有一条 雄鱼,其余的全都是雌鱼.一旦这条雄鱼死 去,在剩余的雌鱼中,身体最强壮的一尾便 发生体态变化,鳍逐渐变小,体色变艳,内 部器官也随之发生变化,成为彻头彻尾的雄 鱼.

原先一个完整的细胞a（性细胞），在分裂的完成后，偶然间地发现a1多了一点，而a2少了一点。