发信人: KGB()
整理人: k_xiaoyao(2001-01-18 07:15:00), 站内信件
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◆ 有 性 之 谜 ·方舟子· ◇ 为 什 么 会 有 性? 性对于生物体本身并不是一件什么好事。对于雄性来说,他们要花费大量的 时间和精力去寻找和讨好配偶,或为求偶而战,弄得伤痕累累乃至有生命危险。 对于雌性来说,有性生殖的结果使她们的基因只能有一半传给子女,而来自雄性 的另一半未必就很优秀,说不定受骗上当被一个孬种所勾引。如果她们采用孤雌 生殖,她们的基因就能百分之百地传下去。至今还有几千种动植采用无性或孤雌 生殖,就避免了那“百分之五十”的代价。但是在现今存在的几百万种动植物中 ,为什么绝大多数都采用有性生殖(或者是有性和无性生殖相结合),它们的雌 性为什么愿意付出这“百分之五十”的代价?性在进化上究竟有什么好处? 这可以说是进化生物学上最大的谜团之一。自从费歇尔提出这个问题以来, 已有各种各样的答案。目前流行的观点认为,有性繁殖带来了基因重组,基因重 组带来了无穷无尽的变异,而丰富的变异更有能力接受生存的挑战。这就象参加 抽奖,单性生殖只是买了一张彩票,然后把它复印了许多次,复印得再多也不能 增加中奖机率,而有性生殖却是买了许多不同号码的彩票,显然更有可能中奖。 通过在每一代改变基因,有性物种能更好地躲避敌人(寄生虫和捕食者)的 追捕。为了能够生存,必须不断地更新(相应地,寄生虫和捕食者也必须不断地 进化)。如果象单性生殖那样,母子一成不变,原地踏步,就会被敌人追上,最 终导致灭亡。所以,即使只有百分之五十的基因得到传递,也要比什么都没能传 下去的好。这种解释,被称为“红心皇后”假说,它得名于《爱丽丝漫游奇境》 中红心皇后对爱丽丝说的话:“为了停留在原地,要拼命地跑。” “红心皇后”做为一种有吸引力的假说流行了许多年,近年来通过对一种同 时具有有性和无性生殖的鱼类的研究,才证实了这个假说:有性生殖的后代要比 无性生殖的后代更不容易感染寄生虫,而且变异越大,越不容易感染。 ◇ 两 性 战 争 对于“红心皇后”假说能否完全解释性的由来,大部分进化生物学家仍然表 示怀疑。我们且把这个问题放到一边,来看另一个看上去简单而实际上也很难回 答的问题,这个问题也是费歇尔在他的划时代的著作《自然选择的遗传理论》( 1958年出版)中提出来的:为什么有性生殖的物种一般都有两性?为什么不 象原生生物那样只有一性,也能通过有性生殖交换基因?为什么不象粘液霉菌那 样有十三种性别?两性,意味着只能在百分之五十的群体中寻找配偶,如果只有 一性,就能找除自己以外的任何个体,如果有十三性,假定跟任何异性都可以交 配的话,找到配偶的机会就会大大增加。 对这个问题的回答也是近年来的事,它涉及到所谓基因组内冲突。在细胞中 ,不仅细胞核有基因,细胞质中的线粒体(植物还包括叶绿体)也有自己独立的 基因。两个细胞如果融合在一起,会出现一个问题:两个细胞核的基因可以结合 在一起遗传给后代,线粒体的基因却没办法这么办,因为线粒体有许多个,而且 数目不定,没法一一配对。没法配对,谁又都不让着谁的话,就只有用战争解决 了。事实上,线粒体确实能够用酶把对方的线粒体消灭掉。因此,如果交配时两 个细胞完全融合的话,线粒体之间的战争将使得交配成为一场对双方都没有好处 的灾难。为了避免这样的灾难,一方抛弃了自己的线粒体,而只保留细胞核的基 因,这就成为了精子;而另一方同时保留细胞核和线粒体的基因,成为了卵子。 两种性别由此诞生。 对于原生生物来说,它们在进行有性生殖时,细胞并不相互融合,只是交换 细胞核。而且为避免近亲繁殖,它们的细胞核有多种不同的类型,并非任意两个 个体都能交配。
-- 我是传说中的克隆熊猫。 KGB 的大名刻下了……
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