为何几乎在高等生物中有性繁殖成为主流？

在生命漫长的演化旅程中，生殖方式的探索可谓百花齐放，从最原始的单细胞生物分裂，到如今我们熟知的高等生物有性繁殖，这条路并非一蹴而就，而是充满了智慧和选择。尽管无性繁殖以其高效、快速的方式能迅速占领有利环境，但为何最终在高等生物界，有性繁殖脱颖而出，成为主流呢？这背后是一系列深刻的演化优势在支撑。

首先，我们必须承认无性繁殖的魅力。想象一下，一个单细胞生物，分裂一次，就复制出了一个和自己一模一样的后代。这得多省力、多高效啊！不需要寻找配偶，不需要耗费能量进行求偶或授精，更不必担心基因的不匹配。在环境稳定、资源充足的时期，无性繁殖简直是效率的代名词，能够让一个适应良好的物种迅速扩张，占据优势。很多细菌、真菌、植物，甚至一些简单的动物，至今仍在广泛运用无性繁殖，正是因为在特定条件下，它的优势非常明显。

然而，生命的本质，恰恰在于不断变化的环境。地球不是一个永恒不变的乐园，气候会变迁，资源会枯竭，新的捕食者会出现，旧的疾病会变异。在这种动态且充满挑战的环境中，无性繁殖的“完美复制”反而成了它的致命弱点。

基因的“僵化”与环境的“善变”

想象一下，一个通过无性繁殖繁衍的种群，所有个体都拥有几乎相同的基因组。如果环境发生变化，比如出现了一种新的、对现有基因组而言致命的病原体，那么整个种群都可能在短时间内灭绝。就像一个没有备份的硬盘，一旦损坏，所有数据都将丢失。无性繁殖的后代，继承了亲代的全部基因，如果亲代基因组中存在某个弱点，这个弱点就会原封不动地传递给下一代，甚至成千上万代。

而有性繁殖，就像一个精密的“基因混合器”。它通过两种不同基因型的个体（通常是雄性和雌性）产生后代，在这个过程中，父母双方的基因会经过重组（在减数分裂的配子形成过程中），产生出独一无二的新基因组合。这意味着，每一个有性繁殖的后代，都是父母基因的“创意叠加”，其基因组的独特性，远超无性繁殖的后代。

优势一：增加基因多样性，应对环境变化

这种“基因多样性”的产生，是为什么有性繁殖能在长期演化中占据主流的最核心原因。大量的基因组合意味着，在一个种群中，总会有一些个体拥有对当前环境更有利的基因组合。当环境发生剧烈变化时，比如出现了新的疾病、温度升高或食物短缺，拥有这些有利变异的个体更有可能存活下来，并将这些有利基因传递下去。而那些不适应新环境的个体，则会被自然选择淘汰。

我们可以把有性繁殖比作一个庞大的基因库。每次繁殖都是一次从这个基因库中抽取新组合的“抽奖”。虽然有些抽奖可能不会带来好运，但总体而言，保持了这个基因库的活力，使得种群在面对未知挑战时，总有“中奖”的可能，从而避免了灭顶之灾。

优势二：加速有利变异的积累与有害变异的清除

除了应对现有环境变化，有性繁殖还有一个更深远的优势：它能够加速有利变异的积累，并有效地清除有害变异。

在无性繁殖的种群中，一个有利的突变一旦出现，它会直接传递给下一代。但是，如果一个有害突变也同时发生，它同样会和其他基因一起被复制。当这个有害突变累积到一定程度，可能会对种群造成威胁。

而在有性繁殖中，基因的重组过程可以“解耦”这些突变。假设一个亲代有两个有利突变A和B，但同时携带一个有害突变C。另一个亲代可能携带突变D和E，但没有C。在有性繁殖的后代中，就有可能出现同时拥有A、B、D、E而没有C的个体，这是一个非常理想的组合。同时，也有可能出现拥有有利突变但同时也继承了有害突变的情况。但关键在于，有性繁殖使得有利突变和有害突变的分离和组合成为可能。

更重要的是，通过“Red Queen Hypothesis”（红皇后假说），我们可以更好地理解这一点。这个假说指出，生物为了在与病原体、寄生虫等对手的持续“军备竞赛”中生存下来，必须不断地进化。有性繁殖产生的不断变化的后代，使得病原体难以针对性地适应和感染一个特定基因型的宿主。就像你的对手不断变换武器库，你为了不被淘汰，也必须时刻更新自己的装备。有性繁殖就是这种不断更新装备的有效机制。

优势三：解决“永恒的适应性成本”

尽管有性繁殖有这么多好处，但从效率上看，它似乎也付出了不小的代价。比如，它需要找到配偶，这本身就需要消耗时间和能量，甚至会增加被捕食的风险。另外，一个有性繁殖的雌性个体，在产生配子时，会消耗一半的基因材料来产生雄性后代（除非是孤雌生殖）。这意味着，在相同的时间和资源下，一个进行无性繁殖的雌性个体可以产生两倍的后代数量，这个“两倍的代价”在演化经济学上被称为“无性繁殖优势”（The Cost of Sex）。

然而，如果我们从长远来看，有性繁殖带来的基因多样性以及适应性优势，远远抵消了这些短期内的“成本”。想象一下，一个无性繁殖的种群，可能在短期内爆发式增长，但在环境变化或疾病来临时，就可能迅速衰亡。而一个有性繁殖的种群，虽然增长速度可能相对缓慢一些，但它拥有更强的韧性，更能在变化的环境中持续生存下去。从“生生不息”的角度来看，有性繁殖的“成本”是值得的。

结论：在不确定性中寻求稳定

总而言之，有性繁殖之所以在高等生物中成为主流，是因为它提供了一种在不确定的环境中长期生存和繁荣的有效策略。它通过产生高度基因多样性的后代，增加了种群适应新环境的能力，加速了有利变异的传播和有害变异的清除，并帮助生物在与病原体等对手的竞争中保持优势。尽管它在短期内看似不如无性繁殖高效，但从整个生命演化的宏大叙事来看，有性繁殖是一种“低风险、高回报”的生存之道，是生命为了应对这个变化莫测的世界而演化出的智慧结晶。这是一种用“时间换空间”，用“成本换韧性”的终极选择。

网友意见

证明了意识都是耽淫的

一方面是因为脊椎动物^[1]的能力不适合无性生殖，另一方面是因为有性生殖没有致命危害。

脊椎动物的能力不适合无性生殖

题目为无性生殖列举的几项优势，对脊椎动物来说很可能并不存在。无性生殖会对动物的行为和精力产生影响，而且这影响很可能超过脊椎动物的能力范围：

脊椎动物的大量重要器官集中在头、胸腔、腹腔，脏器损坏后很难替换，机体依赖复杂的血液循环来供应氧气和营养物质、以繁复的免疫系统对抗微生物，一旦形成开放创伤，很容易失去稳态或被严重感染，意味着从主体上切离出去的部分无法独立生存。

• 涡虫的分裂生殖要求生物体能在被切成至少2段的情况下各自健康地生存，并再生缺损的所有部件。一部分海星将腕足切离让其再生出身体，这就像说在你的胳膊掉下来之后你可以长出新胳膊、旧胳膊可以独立生存并长出身体的其余部分。这对脊椎动物来说是不可想象的。
• 水螅的出芽生殖要求生物体能从体表长出一个或多个幼体，这些幼体从只有几个细胞的阶段起就具备和母体同等的环境抗性与免疫力，跟外部环境谈笑风生。这对脊椎动物来说是不可想象的。

脊椎动物在再生能力上的贫弱受奠基者效应的影响：负责再生的重要基因在祖先体内意外丢失或损坏。在寿命十分短的时候这可能算是中性突变，但日后寿命变长了也很难期待重新突变出再生相关的基因。

这在哺乳动物身上更加明显：再生力比斑马鱼、蝾螈之类还要差得多。

可以参照：

要注意：不能以“某物种的雌性个体能单独繁殖后代”来判定其为无性生殖。

• 孤雌生殖往往是有减数分裂、卵细胞与极体融合来恢复染色体数的，在定义上属于有性生殖。
• 许多单细胞藻类被人类定义为可以有性生殖的物种，但人家明明是靠分裂繁殖的——定义的理由在于它们可以在恶劣环境中彼此融合成一个、到了合适的环境再减数分裂成两个，以“能够减数分裂”将人家定义成可以有性生殖。
• 只在人类介入阻止卵母细胞减数分裂的情况下，少数脊椎动物的雌核生殖才能视为无性生殖，但那之后卵细胞往往需要接触精细胞或人类操作来启动发育。这在自然环境下不能起到放弃求偶、放弃雄性之类作用。
• 人类都介入到这份上了，不如直接使用克隆技术进行无性生殖。各种脊椎动物都可以被克隆，包括人类自己。
• 之所以只有人类掌握了让大家无性生殖的方法，是因为其它脊椎动物没有这水平的科学技术——说白了还是没有能力做。

有性生殖没有致命危害

有性生殖不需要带给生物什么特殊的优势，只要其缺点没有达到“让使用此性状的物种在短时间内全数灭亡”的地步，就可以作为祖传性状存在下来——你现在用来看这个回答的眼睛，血管贴在视网膜前面，造成盲点、模糊、剥离风险，是非常可笑的设计，但是已经传承数亿年了。这都能容忍，有性生殖那点问题，毛毛雨啦。

尤其是“性别比例失调导致繁殖效率低下”这种问题：

• 对动物来说，你可以在物种里部署雌雄同体个体或能够改变性别的性状来处理。许多鱼类能改变性别。不少线虫自然存在大量的雌雄同体个体。人类现在仍会随机产生具有两套完整生殖系统的个体。
• 在动物界以外，进行有性生殖的物种的主流本来就是“全家雌雄同体，抑或产生的生殖细胞根本没什么大小之分”，压根就没有什么性别比例可担忧。
• 不过，最夸张的种内性别多样性也是出现在真菌之中：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。这就是地球生物中的杀马特了。
• 对能够无性生殖的物种来说，有性生殖是另一种自我复制的途径，产生生殖细胞可以使用跟分裂·出芽不同的构造，增强总的繁殖能力。因此它们可以全都要。

• 植物、真菌、栉水母动物门、多孔动物门、刺胞动物门的大量物种便是既能无性生殖又能有性生殖的。

在此基础上，使用有性生殖的物种在地理隔离与不同生态环境中快速地产生生殖隔离、发生种化而分散成多个新物种，就可以在数百万年内制造出看起来种类繁多的有性生殖物种集群了。即使来点严重灾难将这些物种毁灭，在地质上不过是一瞬间的事情。只要有少数顽强的杂草物种幸存下来，一千万年后物种多样性又恢复起来了。

至于吹嘘有性生殖在任何方面的优势，例如增加变异、堆积有利突变、减少不利突变、对抗病原体，都是根本站不住脚的，在自然界充满了反例。

参考

1. ^ “高等生物”“低级生物”的说法已经过时了，你谈脊椎动物就行了

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