性别是如何进化出来的？ 第1页

生物的性状来自随机突变和后天环境影响（其中一部分产生表观遗传修饰），其可以遗传的部分被自然选择塑造。真核生物广泛应用的“有性生殖”是“至少 2 个细胞间交换 DNA”，基因证据显示其来自共同的原核祖先，很可能源自原核生物“通过接合和 DNA 重组来修复受损的基因组”的行为。

根据配子尺寸区分雌雄的“性别”的演化起源，也就是“为什么配子从尺寸相近演化到一大一小”，常见的解释是：

• 动植物的遥远单细胞祖先可以参照同种生物未受损的DNA来修复自身的受损DNA（这是现代细菌·古菌的DNA修复机制之一）^[1]，这时常伴有一些遗传物质交换（就像现代微生物的接合），该性状在具有多个细胞的生物身上逐渐演化为由一部分细胞（生殖细胞）执行，演化为有性生殖^[2][3][4]。
• 起初，一种生物的配子的大小、形貌基本相同，但有各式各样的随机差异。一些配子偶然地变得小于平均尺寸，一个生物体用同样的材料和能耗可以产生更多的小配子。尺寸小于平均的配子与尺寸超过平均的配子结合才能产生标准大小的合子，这相应地选择了能产生尺寸超过平均的配子的同类。
• 于是，随着时间流逝，配子分成了大小两种，为产生它们而调节的激素与细胞排布方式一点点地发展为性别差异。
• 这些性状不彻底致死、不完全阻止繁殖，有一定数量的个体能存活下来并将其传给后代，随着时间流逝积累突变、不断种化，形成了你所见的有两个性别的生物们。
• 一种配子带有线粒体而另一种配子不含线粒体、这两种配子互相融合的时候，可以减少线粒体畸变的影响，这不需要第三种配子。

总之，有性生殖、“分两个性别”不需要有任何优点，只要携带者还没死光就行了。这和其它任何性状都是一样的。在此基础上有一点优点，可以增加其扩散到整个种群中的概率。

• 小明：“有性生殖、两个性别的物种有好几百万个，这样流行，总该有什么用吧？”
• 小绿：“你那几百万个物种有共同祖先^[5]，几百万个物种无非是种化出来的。要比物种数量，无性生殖的物种有至少一万亿个，你不觉得你那个没什么说服力么。”

可以参照：

动植物为什么要分个公母、雌雄呢？

有性生殖有哪些缺陷？

DNA 复制的纠错机制跟有几个性别没什么关系，XY 型性别决定在性染色体出问题的时候经常导致流产或生出不可育个体。

• 以人为例，超过 28 周胎龄的 X0 妊娠 99.9％ 不能存活，X0 核型在自发性流产中占到约十五分之一，在女性新生儿中约占万分之二到万分之四；XXY 综合征在男性新生儿中达到千分之一点二，97% 患者不育，这“稳定性”堪称弱智；一些人类个体的体细胞里有 3、4 甚至 5 条X染色体，这些过多的X染色体会引起发育畸形和智力损害、精神异常倾向。

不限于性染色体，二十一世纪初，人精子形态异常率突破 95%；卵细胞非整倍体概率可达 10% 到 40%，随母体年龄增长而上升；35% 的流产事件归因于染色体异常。你可以看看这套东西的混乱程度^[6][7]。这就是地球生物的常态。

参考

1. ^ Olivia Judson. Dr. Tatiana's sex advice to all creation. New York: Metropolitan Books. 2002: 233–4. ISBN 0-8050-6331-5.
2. ^ Bernstein H, Bernstein C; Bernstein. Evolutionary origin of recombination during meiosis. BioScience. 2010, 60 (7): 498–505. doi:10.1525/bio.2010.60.7.5.
3. ^ Bernstein H, Bernstein C, Michod RE (2012). “DNA repair as the primary adaptive function of sex in bacteria and eukaryotes.” In: DNA Repair: New Research. Nova Sci. Publ., Hauppauge, N.Y. Chapter 1: 1-49 ISBN 978-1-62100-808-8
4. ^ 现存细菌的接合与 DNA 转移有时被视为有性生殖，而还没有发现古菌进行接合。种类相近的病毒感染同一个细胞的时候，可以随机出现病毒基因重组，不排除“细菌的 DNA 转移能力来自远古的病毒”乃至“有性生殖源自病毒”的可能性。 一些单细胞原生生物和单细胞真菌可以先融合起来再减数分裂，这被视为有性生殖，但通常不会导致个体数量增加，这些生物还会使用无性生殖来增加数量——有性生殖可能作为“修复受损的基因组、在一定程度上增加基因多样性、将在特定环境中有利的基因传给其他个体”的手段，在自然选择中存留下来。 相关证据主要是“观察了许多原生生物，发现它们在环境适宜时进行无性生殖、扩充数量，在环境不利时进行有性生殖”。 对多细胞生物来说，身体并不只由生殖细胞组成，有性生殖不再需要“整个身体融合”。
5. ^ https://dx.doi.org/10.1002%2Fbies.201000125
6. ^ Kuliev A, Cieslak J, Verlinsky Y. Frequency and distribution of chromosome abnormalities in human oocytes. Cytogenet Genome Res. 2005;111(3-4):193-8. doi: 10.1159/000086889. PMID: 16192694.
7. ^ Nagaoka SI, Hassold TJ, Hunt PA. Human aneuploidy: mechanisms and new insights into an age-old problem. Nat Rev Genet. 2012 Jun 18;13(7):493-504. doi: 10.1038/nrg3245. PMID: 22705668; PMCID: PMC3551553.