为什么自然界的生物要么只有两性，要么没有性别？
这个问题很有趣，它触及了生命最根本的繁殖机制和演化逻辑。实际上，说自然界生物“要么只有两性，要么没有性别”，这个说法有些过于简化了，但它抓住了自然界中两类主要的繁殖方式：有性生殖和无性生殖。让我们来细致地聊聊这个话题，剥开它背后的演化故事。
首先，我们得明确两个概念：“性别”和“生殖方式”。
性别（Sex）： 在生物学上，性别通常与产生配子（如精子和卵子）的方式有关。拥有能产生较大、不动配子（卵子）的个体通常被定义为“雌性”，而产生较小、能动的配子（精子）的个体则被定义为“雄性”。这种二态性的性别是“有性生殖”的标志。
生殖方式：
无性生殖（Asexual Reproduction）： 这种方式的后代完全继承了亲本的遗传物质，就像是亲本的“克隆”。常见的形式包括分裂（如细菌、阿米巴）、出芽（如酵母、水螅）、营养繁殖（如植物的扦插、嫁接）等。无性生殖的生物，严格来说，并没有我们通常理解的“性别”之分。它们不需要配子的结合，繁殖效率高，在环境稳定时优势明显。
有性生殖（Sexual Reproduction）： 这是通过结合来自两个亲本的遗传物质（通常是配子）来产生后代的。这是产生后代具有遗传多样性的主要方式。有性生殖通常需要有“性别”之分的个体（雌性和雄性）。
为什么自然界中有那么多生物是“只有两性”的？为什么这似乎是一种普遍的策略？
这是因为有性生殖带来的“遗传多样性”是一笔巨大的财富，尤其是在不断变化的环境中。让我们深入看看它的优势：
1. “基因洗牌”的威力——适应性与进化速度：
想象一下，如果一个物种的所有个体都长得一模一样，基因也完全相同。一旦出现一种新的疾病、一种新的捕食者或者环境发生了一个剧烈的变化（比如温度骤升），这个物种可能就会面临灭顶之灾。因为所有个体的抵抗力、生存能力都一样，一旦“弱点”暴露，就全军覆没。
有性生殖就像是“基因的万花筒”。通过减数分裂和受精，亲本的基因会重新组合、分配。这意味着后代将是亲本基因的“混搭版”，每个后代都拥有独一无二的遗传组合。这种多样性大大增加了物种整体适应环境变化的能力。
当环境发生不利变化时，总会有一些拥有有利基因组合的个体能够存活下来，繁衍后代，从而让物种能够快速地“进化”以适应新的挑战。这是一种强大的“演化加速器”。
2. “对抗寄生虫”的军备竞赛：
英国生物学家范·弗里斯（William D. Hamilton）提出的“红皇后假说”（Red Queen Hypothesis）很好地解释了有性生殖的另一个重要驱动力。它借用了刘易斯·卡罗尔《爱丽丝梦游仙境》中的红皇后，她对爱丽丝说：“在这里，你必须不停地奔跑，才能留在原地。”
在自然界中，生物与寄生虫（细菌、病毒、真菌等）之间就存在着一场永无止境的军备竞赛。寄生虫不断进化以更好地感染宿主，而宿主也必须不断进化以抵抗感染。
无性生殖的后代基因完全相同，一旦寄生虫找到了一种有效的感染方式，就能轻易地消灭整个种群。而有性生殖产生的基因多样性，使得后代对寄生虫的抵抗力各不相同。总会有一些个体，由于基因组合的特殊性，能够抵抗某种寄生虫，从而保证物种的延续。这就像是不断地更新“免疫系统”的密码。
3. 清除有害突变：
基因在复制过程中会发生突变，其中很多突变是中性或有害的。在无性生殖的种群中，有害突变会随着繁殖代代相传，并且可能聚集在一起（例如“穆勒的齿轮”理论），长期下来可能导致种群的“进化衰退”。
有性生殖通过基因的重组，有可能将有害突变“分离”出来，或者与有利基因组合在一起，从而在一定程度上“稀释”或“清除”有害突变的影响，保持种群的健康度。
那么，为什么又有很多生物“没有性别”？它们是如何繁殖的？
这其实就是我们前面提到的无性生殖。对于这些生物来说，有性生殖的成本可能太高，或者在它们所处的环境中，无性生殖的优势更大。
成本的考量：
寻找配偶的麻烦和风险： 有性生殖的生物需要找到另一个个体来完成繁殖。这可能意味着要花费大量时间和精力去寻找配偶，期间还要面对被捕食、竞争资源或者感染疾病的风险。对于一些行动缓慢或孤独生活的生物来说，这可能是个巨大的负担。
繁殖的消耗： 产生配子，特别是产生大量的精子或寻找并孕育卵子，都需要消耗大量的能量和资源。
“传宗接代”的损耗（Twofold Cost of Sex）： 有性生殖有一个著名的“两倍成本”问题。在很多物种中，只有雌性才能直接产生后代。而雄性虽然贡献了基因，但本身并不直接产生后代。相比之下，一个无性繁殖的雌性可以独自产生所有后代，效率显然更高。所以，从纯粹的繁殖效率上看，有性生殖似乎是“亏本”的。
无性生殖的优势：
繁殖效率高： 在环境稳定、资源充足的情况下，无性生殖可以快速、高效地产生大量后代，迅速占据生态位。
适应特定环境： 对于生活在非常稳定、变化不大的环境中的生物来说，高度适应亲本的基因可能已经足够好，不需要太多的变异。比如一些长期生活在深海热液喷口附近的细菌，那里的环境相对恒定，无性生殖可能就更经济有效。
简化生命周期： 对于一些结构简单的生物，或者生活史非常快的生物，发展出复杂的有性生殖系统可能不那么必要。
“两性”之外，还有“多性”吗？
是的，如果我们把“性别”的定义稍微放宽一些，可以看到一些有趣的过渡或变体。
雄性同体/雌性同体 (Monoecious/Hermaphroditic)： 很多生物，比如大多数植物（有雌雄蕊的结构在同一朵花上或同一株植物上）以及一些动物（如蚯蚓、蜗牛），同时拥有产生雄性配子和雌性配子的能力，即“雌雄同体”。但这并不意味着它们同时拥有男性和女性的社会或生理角色，而是指生殖器官上的双重能力。在繁殖时，它们通常会选择与其他个体进行“异体受精”，以获得类似有性生殖的遗传多样性好处，而不是“自精”（虽然有些可以自精）。这可以看作是解决寻找配偶困难的一种策略。
多态性生殖（Polymorphic Reproduction）： 还有一些生物的繁殖策略非常复杂。例如，一些水螅（Hydra）在不同的环境条件下，可以进行无性出芽生殖，也可以在适宜条件下发展出有性生殖能力，产生配子。甚至一些无性生殖的生物，在特定环境压力下，也能诱导出有性生殖的通路。这显示了生命演化策略的灵活性。
一些真菌的“交配型”（Mating Types）： 在一些真菌（如酵母）中，我们看不到明确的雌雄之分，而是用“a”和“α”这样的“交配型”（mating type）来区分它们是否能够进行有性生殖的融合。拥有不同交配型的个体才能结合进行有性生殖。这可以看作是一种更广义的“性别决定”机制。
总结一下：
自然界中大多数生物，如果它们选择有性生殖，那么演化的大趋势是产生两种不同大小和功能的配子，这导致了雌雄两性的出现。这是因为两性生殖带来的遗传多样性是应对不断变化环境、对抗寄生虫以及清除有害突变的最强有力的武器。即使在有性生殖的物种内部，两性之间在生理、行为和形态上也会产生差异，这通常与繁殖策略和竞争有关。
而那些没有性别的生物，它们选择的是无性生殖。这是一种更直接、更高效的繁殖方式，在环境稳定或生命周期非常快的生物中更具优势。无性生殖的生物避免了有性生殖带来的各种成本，但牺牲了遗传多样性带来的长远适应性。
所以，与其说是“要么只有两性，要么没有性别”，不如说大多数生物要么依赖以两性为基础的有性生殖来获得演化的优势和长期的适应性，要么通过无性生殖来追求繁殖效率和简化生命过程。这两种策略在演化史上并存，并且在不同的生物类群和不同的环境条件下都得到了充分的验证，共同构成了生命多样性的壮丽画卷。生命从来不是只有一条路可走，而是根据自身的历史、所处的环境和所面临的挑战，选择了最能让自己延续下去的繁殖策略。
首先，我们得明确两个概念：“性别”和“生殖方式”。
性别（Sex）： 在生物学上，性别通常与产生配子（如精子和卵子）的方式有关。拥有能产生较大、不动配子（卵子）的个体通常被定义为“雌性”，而产生较小、能动的配子（精子）的个体则被定义为“雄性”。这种二态性的性别是“有性生殖”的标志。
生殖方式：
无性生殖（Asexual Reproduction）： 这种方式的后代完全继承了亲本的遗传物质，就像是亲本的“克隆”。常见的形式包括分裂（如细菌、阿米巴）、出芽（如酵母、水螅）、营养繁殖（如植物的扦插、嫁接）等。无性生殖的生物，严格来说，并没有我们通常理解的“性别”之分。它们不需要配子的结合，繁殖效率高，在环境稳定时优势明显。
有性生殖（Sexual Reproduction）： 这是通过结合来自两个亲本的遗传物质（通常是配子）来产生后代的。这是产生后代具有遗传多样性的主要方式。有性生殖通常需要有“性别”之分的个体（雌性和雄性）。
为什么自然界中有那么多生物是“只有两性”的？为什么这似乎是一种普遍的策略？
这是因为有性生殖带来的“遗传多样性”是一笔巨大的财富，尤其是在不断变化的环境中。让我们深入看看它的优势：
1. “基因洗牌”的威力——适应性与进化速度：
想象一下，如果一个物种的所有个体都长得一模一样，基因也完全相同。一旦出现一种新的疾病、一种新的捕食者或者环境发生了一个剧烈的变化（比如温度骤升），这个物种可能就会面临灭顶之灾。因为所有个体的抵抗力、生存能力都一样，一旦“弱点”暴露，就全军覆没。
有性生殖就像是“基因的万花筒”。通过减数分裂和受精，亲本的基因会重新组合、分配。这意味着后代将是亲本基因的“混搭版”，每个后代都拥有独一无二的遗传组合。这种多样性大大增加了物种整体适应环境变化的能力。
当环境发生不利变化时，总会有一些拥有有利基因组合的个体能够存活下来，繁衍后代，从而让物种能够快速地“进化”以适应新的挑战。这是一种强大的“演化加速器”。
2. “对抗寄生虫”的军备竞赛：
英国生物学家范·弗里斯（William D. Hamilton）提出的“红皇后假说”（Red Queen Hypothesis）很好地解释了有性生殖的另一个重要驱动力。它借用了刘易斯·卡罗尔《爱丽丝梦游仙境》中的红皇后，她对爱丽丝说：“在这里，你必须不停地奔跑，才能留在原地。”
在自然界中，生物与寄生虫（细菌、病毒、真菌等）之间就存在着一场永无止境的军备竞赛。寄生虫不断进化以更好地感染宿主，而宿主也必须不断进化以抵抗感染。
无性生殖的后代基因完全相同，一旦寄生虫找到了一种有效的感染方式，就能轻易地消灭整个种群。而有性生殖产生的基因多样性，使得后代对寄生虫的抵抗力各不相同。总会有一些个体，由于基因组合的特殊性，能够抵抗某种寄生虫，从而保证物种的延续。这就像是不断地更新“免疫系统”的密码。
3. 清除有害突变：
基因在复制过程中会发生突变，其中很多突变是中性或有害的。在无性生殖的种群中，有害突变会随着繁殖代代相传，并且可能聚集在一起（例如“穆勒的齿轮”理论），长期下来可能导致种群的“进化衰退”。
有性生殖通过基因的重组，有可能将有害突变“分离”出来，或者与有利基因组合在一起，从而在一定程度上“稀释”或“清除”有害突变的影响，保持种群的健康度。
那么，为什么又有很多生物“没有性别”？它们是如何繁殖的？
这其实就是我们前面提到的无性生殖。对于这些生物来说，有性生殖的成本可能太高，或者在它们所处的环境中，无性生殖的优势更大。
成本的考量：
寻找配偶的麻烦和风险： 有性生殖的生物需要找到另一个个体来完成繁殖。这可能意味着要花费大量时间和精力去寻找配偶，期间还要面对被捕食、竞争资源或者感染疾病的风险。对于一些行动缓慢或孤独生活的生物来说，这可能是个巨大的负担。
繁殖的消耗： 产生配子，特别是产生大量的精子或寻找并孕育卵子，都需要消耗大量的能量和资源。
“传宗接代”的损耗（Twofold Cost of Sex）： 有性生殖有一个著名的“两倍成本”问题。在很多物种中，只有雌性才能直接产生后代。而雄性虽然贡献了基因，但本身并不直接产生后代。相比之下，一个无性繁殖的雌性可以独自产生所有后代，效率显然更高。所以，从纯粹的繁殖效率上看，有性生殖似乎是“亏本”的。
无性生殖的优势：
繁殖效率高： 在环境稳定、资源充足的情况下，无性生殖可以快速、高效地产生大量后代，迅速占据生态位。
适应特定环境： 对于生活在非常稳定、变化不大的环境中的生物来说，高度适应亲本的基因可能已经足够好，不需要太多的变异。比如一些长期生活在深海热液喷口附近的细菌，那里的环境相对恒定，无性生殖可能就更经济有效。
简化生命周期： 对于一些结构简单的生物，或者生活史非常快的生物，发展出复杂的有性生殖系统可能不那么必要。
“两性”之外，还有“多性”吗？
是的，如果我们把“性别”的定义稍微放宽一些，可以看到一些有趣的过渡或变体。
雄性同体/雌性同体 (Monoecious/Hermaphroditic)： 很多生物，比如大多数植物（有雌雄蕊的结构在同一朵花上或同一株植物上）以及一些动物（如蚯蚓、蜗牛），同时拥有产生雄性配子和雌性配子的能力，即“雌雄同体”。但这并不意味着它们同时拥有男性和女性的社会或生理角色，而是指生殖器官上的双重能力。在繁殖时，它们通常会选择与其他个体进行“异体受精”，以获得类似有性生殖的遗传多样性好处，而不是“自精”（虽然有些可以自精）。这可以看作是解决寻找配偶困难的一种策略。
多态性生殖（Polymorphic Reproduction）： 还有一些生物的繁殖策略非常复杂。例如，一些水螅（Hydra）在不同的环境条件下，可以进行无性出芽生殖，也可以在适宜条件下发展出有性生殖能力，产生配子。甚至一些无性生殖的生物，在特定环境压力下，也能诱导出有性生殖的通路。这显示了生命演化策略的灵活性。
一些真菌的“交配型”（Mating Types）： 在一些真菌（如酵母）中，我们看不到明确的雌雄之分，而是用“a”和“α”这样的“交配型”（mating type）来区分它们是否能够进行有性生殖的融合。拥有不同交配型的个体才能结合进行有性生殖。这可以看作是一种更广义的“性别决定”机制。
总结一下：
自然界中大多数生物，如果它们选择有性生殖，那么演化的大趋势是产生两种不同大小和功能的配子，这导致了雌雄两性的出现。这是因为两性生殖带来的遗传多样性是应对不断变化环境、对抗寄生虫以及清除有害突变的最强有力的武器。即使在有性生殖的物种内部，两性之间在生理、行为和形态上也会产生差异，这通常与繁殖策略和竞争有关。
而那些没有性别的生物，它们选择的是无性生殖。这是一种更直接、更高效的繁殖方式，在环境稳定或生命周期非常快的生物中更具优势。无性生殖的生物避免了有性生殖带来的各种成本，但牺牲了遗传多样性带来的长远适应性。
所以，与其说是“要么只有两性，要么没有性别”，不如说大多数生物要么依赖以两性为基础的有性生殖来获得演化的优势和长期的适应性，要么通过无性生殖来追求繁殖效率和简化生命过程。这两种策略在演化史上并存，并且在不同的生物类群和不同的环境条件下都得到了充分的验证，共同构成了生命多样性的壮丽画卷。生命从来不是只有一条路可走，而是根据自身的历史、所处的环境和所面临的挑战，选择了最能让自己延续下去的繁殖策略。
网友意见
因为你将你不知道的部分都忽略了。
全部雌雄同体的物种、配子没有尺寸差异的物种并不是“没有性别”，配子尺寸只有大小两种的物种也未必是“两种性别”。有些鸟类可以视为4种性别，一些纤毛虫的交配型可以分几十种，一些真菌的交配型可以分出成百上千种，它们的总物种数都未必少于你可能觉得熟悉的脊椎动物。还有很多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，例如人类[1]。
- 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。
- 自Sonneborn在1939年发现双小核草履虫Para-mecium aurelia具有接合型以来，人类陆续发现了多种纤毛虫的接合型。现在一般将纤毛虫在一个种内分成若干个在遗传上相互分离的基因群，每个基因群内有几个不同的接合型，同一基因群内的不同接合型的纤毛虫之间在从饱食到饥饿的转换时期内发生接合生殖的概率达95％左右。目前已经知道双小核草履虫有14个基因群，每个基因群各有2个接合型；绿草履虫有6个基因群，每个基因群内各有2～3个接合型，诸如此类。
- 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。
将问题换成“为什么配子要么尺寸相近要么一大一小”，常见的解释是：
- 在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。
- 演化让一部分配子随机地变小、造价降低、数量增加，对另一部分配子产生了选择压，体积更大的配子更有可能与较小的配子融合产生可育后代，于是逐渐筛选出越来越大的配子，随着时间流逝，前者越来越小，后者越来越大，出现了精子和卵子的差异。
这说服力其实就那么回事。
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）。
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。
参考
- ^ 真的有两性器官都发育完全的双性人吗? - 赵泠的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/415282695/answer/1626653888
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