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性不是生殖那么简单

2008-09-23
性,不是生殖那么简单
选自:《新发现》 2007年 1月号
大多数动植物是利用“有性”来繁衍后代,而另一些物种没有采用这一方法,却仍然出色地完成了生育任务。那么,两性生殖究竟有何意义?
编译:张艳礼

生命偏爱性

  在地球表面,95%的动植物成双成对地繁殖后代。如此巨大的百分比会给我们造成错觉,以为性是唯一的生殖方式。其实,繁衍后代并不一定要由雌雄两性来实现。就拿细菌来说吧,它的办法很简单:将自己分裂成两部分从而产生一对与自身完全相同的个体。而其他物种的无性生殖要更为复杂。鳉鱼(Poeciliopsis)和生活在撒哈拉沙漠和近东地区的大蜥蜴,靠单性生殖来生产后代——新生儿由一个卵细胞独自发育而来(在有性生殖中,还需要精子来完成受孕),是母亲的完全翻版。

两性生殖,为之不易!

  得到一个知心伴侣并且说服她和你发生性关系,这可绝不简单。人类自不必说,仅靠观察动物你就能体味其中的甘苦了。特别是那些雄性动物,怎“辛苦”两字了得。进化过程中,他们想出了成百上千种策略来引起异性的注意。听听身处“恋爱季节”中的青蛙的即兴巡回演唱会;再看看小提琴家螃蟹的表演:伴着大螯敲击出的节拍疯狂地舞蹈;孔雀开屏只为赢得芳心,谁知它光彩眩目的大尾巴却会为它惹来杀身之祸。通过这些,我们马上会发现“无性论者”会因不必寻找和吸引异性伴侣而节省下大量的时间和精力,而它们可以将这些时间和精力用在其他重要的活动上。

两性生殖并不高效

  与我们一厢情愿的想法恰恰相反,两性生殖并不比单性生殖来的更快!让我们来做个比较:一边是雌雄两性生殖体,另一边是可以自行生殖的单性生殖体。那么,到了第20代时,单性生殖的母体的后代将是两性生殖动物的50万倍!当然,这只是平均值。

  然而,急剧增加的数量正在给法属波利尼西亚的塔卡波托岛(Takapoto)的可怜的大壁虎带来厄运,雄性大壁虎尤为不幸!一个世纪前,这些动物过着无忧无虑的生活,但后来种群中出现了一个或几个能够进行无性生殖的雌性,这完全打乱它们的生活。这些雌性不停地对自身进行克隆,其数量很快便超过了“正常”的雌壁虎。由于无从辨别“克隆”雌壁虎与“正常”雌壁虎,雄壁虎就算使尽浑身解数也是徒劳,因为它们根本无法使克隆生成的雌性个体受孕。这样一来,雄性壁虎和进行有性生殖的雌性壁虎便越来越少。专家认为,用不了五年的时间,这个种群里的雄性个体和有性生殖将会完全消失……这种情况并非特例。生物学家们相信,在进化过程中,这样的事情发生过很多次。因此从逻辑上说,有性生殖本该已经从生命之树上消失,或者只能占极小的比例,但实际情况却并非如此!那么,为什么“性”取得了最终的胜利?

有性生殖可以制造出具有丰富多样性的生物……

  和你的父母或兄弟姐妹站在一起比比看,你会发现,即使你们一看就是一家人,但也绝非一模一样。因此,即使像我们这样的门外汉,不需要遗传学家的指点,也能意识到两性生殖的后代之间会存在巨大的差异。 因为,与无性生殖中单性母体只能制造与其自身拥有相同遗传型的个体正相反,性,是将遗传型混合。父母双方各自提供一部分不同的基因,比如母体提供ABC,父体提供abc,接下来进行的便是“乐透大摇奖”。有性生殖会为每个后代重新安排并提供一个独一无二的父母基因组合(ABc,AbC,Abc,aBc,abc)。从理论上说,人类的每对夫妻能够产生超过40万亿个基因组合,因此每个孩子都应该是不同的!

……存在巨大差异的生物才会拥有更大的生存机会

  生物制造的不同个体越多,在面临生存环境中出现危险变化时(如超级捕食者来临),至少保证有一个个体具备必需的应变能力的机会就越大。一个物种的地狱,绝不是其他物种的天堂,因此竞争不可避免。只有性,拜其产生的多样性所赐,得以在这永无停歇的生存竞争中幸存。让我们试想一下,在一片土地上,出现了新的微生物或捕食者。有性生殖制造的个体各不相同,其中一些可能对这种微生物具有轻微的抵抗能力或具有更不易被捕食者发现的保护色。这些个体能够更好地抵御疾病和捕食者,因此可以一代代繁衍下去,并将这些特质在物种内传播开来。作为回应,微生物和捕食者也会提高自己的适应能力。例如对于捕食者来说,那些拥有灵敏嗅觉的个体会渐渐脱颖而出,因为它们能够识破猎物的伪装,从而对其进行准确定位。没有了性,这样的“军备竞赛” 也将不复存在,只要一个较为“强大”的动物、微生物或植物群落来到某地,就可以消灭其他生物群落。
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