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为什么大多数生物是两性的? 第1页

  

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先问是不是。以物种数、个体数、生物量(总体重、总干重、总碳原子数)之任何一个作为标准,地球上大多数生物不是两性的。

细菌、古菌、一部分真菌、一部分SAR超类群生物等结构简单的生物没有性,自己分裂或散布孢子繁殖。它们中的一部分可以交换遗传物质,但没有配子组成合子的过程,即使勉强将接合生殖视为有性生殖,也改变不了什么。

在使用有性生殖的真核生物里,单细胞藻类和酵母菌的物种数、个体数要远远多于多细胞真核生物。它们在平时是单倍体,并通过分裂繁殖出更多单倍体,只在环境极端恶劣的情况下两两融合形成二倍体合子,在环境变得合适时再减数分裂为单倍体。它们可以说是“有性,无性别”的。

涡虫、水螅等结构较为复杂的多细胞动物仍可通过分裂、出芽等方式自行繁殖。蚂蚁、白蚁等社会性昆虫有大量经常性孤雌生殖的物种,只有雌性。棉蚜等蚜虫可周期性孤雌生殖。家蚕、一些毒蛾和枯叶蛾等偶尔也进行孤雌生殖。

有性别的物种也不是只有两个交配型,许多真菌、黏菌、纤毛虫具有几十种、上百种交配型。盘基网柄菌(Dictyostelium discoideum)有三个交配型,每一种都可以与其他两种交配。白色小鬼伞(Coprinellus disseminatus)有143种交配型,每一种都能与其他142种交配型交配。裂褶菌(Schizophyllum commune)有23000多种交配型。

还有很多无脊椎动物在自然条件下就有雄性、雌性、雌雄同体个体,也可以算是3性别。

在脊椎动物里,即使不算雌雄同体,鸸鹋也算得上有3种性别(性染色体ZZ、ZW、ZZW的鸸鹋均有繁殖能力),还有一些鸟类算得上有4种性别。

  • 一部分白喉带鹀的2号染色体发生了多次倒置,造成同样的基因不能成功配对,结果头上有黄色条纹的个体和头上有白色条纹的个体只能互相配对、不能和同样条纹颜色的个体产生后代,现在其种群中两类个体雌雄数量基本相同,四分天下。

现在,人类之中有一小部分是真两性畸形人[1],他们曾被学术界称为“雌雄同体”,目前为减少歧视而不这样称呼。这些人里有些具有发育良好的1个睾丸及输精管、1个卵巢及输卵管、子宫、阴道、阴茎,有些则具有1个或2个卵睾丸或曰精卵巢,一个性腺就能发挥睾丸和卵巢两种功能,自然界的腹足类动物常常全物种配备这种构造,人类的配备率目前统计约0.0012%。


将问题改成“为什么极少数生物有两种生殖细胞,而没有添加更多种类”,常见的解释是:

  • 用配子融合为合子来繁殖,源于单细胞生物的接合与细胞融合-减数分裂,可以通过重组和比对修复DNA损伤、将适合当前环境的多个基因组合到同一个体上,这事每次操作只需2个个体参与
  • 在使用配子融合的情况下,一部分个体随机地产生体型更小、数量更多的配子,对其余配子产生选择压,越大的配子越擅长和小配子结合为合子,于是逐渐地让配子特化为一大一小两种
  • 在一种配子带有线粒体而另一种配子不含线粒体的情况下,这两种配子融合为合子,可以减少线粒体畸变对后代的影响,这不需要第三种配子
  • 对繁殖速度较慢的物种来说,有性生殖可能帮助该物种对抗病原体,从而算是有利性状

这说服力其实就那么回事,反例已经被上面谈到的一些SAR超类群生物、若干种类的真菌扔到脸上了,它们的总物种数未必少于你可能觉得熟悉的脊椎动物[2]。在对抗病原体方面,人也是反例,人的基因多样性很低。

还有人会谈论“在环境适合扩张的时候通过分裂进行无性生殖、在环境有挑战的时候使用有性生殖”的多种纤毛虫·某些刺胞动物·一部分棘皮动物的优越性,并说“不知道为什么这种方法没有成为绝对主流”——这里面的基本问题是,拥有比棘皮动物更多的细胞类型和复杂的外骨骼/内骨骼的生物往往缺少足够的再生能力来分裂繁殖,循环系统还可能在身体断裂时严重故障,其幼体也过于脆弱、不适合出芽生殖。挟太山以超北海,非不为也,实不能也。

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[3]

而且,对人类这个物种来说,族群内部冲突对基因频率的影响远远超过自然的选择,激烈的战争可以让一定地域内百分之九十五的男性无后。两个性别对人类很可能没有好处。

我们大可给出更简单的原因:

  • 有两种性别的动物的祖先偶然演化成这样之后,两种性别作为没有致命害处的祖传中性性状延续下来。

参考

  1. ^ 近年来,一些国家和地区为防止歧视,将真两性畸形人与假两性畸形人、性器官先天性发育不良的人等统称为间性人,单独提及时称为“真性双性人”,尽可能避免谈论他们的“发育不良、发育错误、生殖器缺陷、异常”等,强调他们的情况在生物学上是完全可以理解的,只是在统计学上不常见于人。
  2. ^ 尤其是野生哺乳动物在纪录片里被人类偏袒、经常被作为野生动物的代表,实际上已经被人类搞得濒临灭亡
  3. ^ 以人类为例,超过28周胎龄的XO妊娠99.9%不能存活,XO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



  

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