有性之谜

savilian · 发表于 2009-1-31 20:44:12

·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，显然最有可能中奖。     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“红后”假说，它得名于《镜子背后》中象棋红后 对爱丽丝说的话：“为了停留在原地，要拼命地跑。”（图４－３）     “红后”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，这个问题也是费歇在他划时代的著作《自然选择的遗传理论》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。     那种有十三种性别的粘液霉菌又如何呢？深入的研究发现，这十三种性别并 不是平等的。同样为了防止线粒体之间的战争，存在着一个等级森严的制度：比 如说，第十三号的性可以跟任何别性交配，在交配时只有它能够遗传下线粒体基 因，其它的性必须抛弃自己的线粒体；对于第十二号的性来说，只有在跟十一号 或者低于十一号的别性交配时，才有保留线粒体基因的特权；依次类推。     可见如果只有一性，或者有两个以上的性，反而让有性生殖变得复杂起来， 不如只有两性那么简单明了。也许正是为了不让生活太复杂，大家才都采用两性 制度。     在粘液霉菌中，低一号的性有时会发生突变，拒绝抛弃自己的线粒体，其结 果是跟与之交配的高一号的性同归于尽。如果这样的造反持续下去，等级森严的 制度最终会垮台，性别的种类会越来越少，直到只剩下两种性。     也许，今天的两性制度，正是以前多性制度垮台之后的结果。如果连精子也 要造反，那就只有死路一条，什么也遗传不下去了。     虽然在这场线粒体战争中，精子为了顾全大局而举手投降，但是精子和卵子 之间仍然还在为了传递自己的基因而明争暗斗。遗传学家发现，在小鼠中（人类 也应该一样），来自父方的基因会刺激生长激素的表达，促使胎儿长得更大。胎 儿出生时越重，就越健康越容易存活，但是母亲怀孕和生产时付出的代价也越高， 可能会影响以后的生育。对于父方基因来说，它只管带着它的胎儿的命运，而不 管母亲以后能否生育；而母亲本身却不能只做这么一锤子买卖，她还想在生下这 一胎后还能继续生育，有更多的子女传递自己的基因，因此，毫不奇怪，来自母 方的基因会试图消除胎儿的生长激素，抵制胎儿的生长。胎儿的最后大小，就是 父方和母方基因互相争夺达到平衡的结果。     性，是一场传递自己的基因的战争。                               四、性乎爱乎？     在把生物学原理应用于人类时，必须牢记这一点：人类是一种文化动物。人 类的行为不仅被先天的生物本能所决定，而且也受到后天的文化、社会因素的影 响。怎么区分这两者呢？一种方法是研究比较在不同文化、不同社会的人类行为， 如果他们具有共同点，这些共同点就可以认为是由先天的生物本能决定的。     在八十年代，为了找出影响人类求偶的先天因素，人类学家调查了来自３７ 个社会的上万名男女，结果发现他们对配偶的标准都相当一致，也就是“男人爱 貌，女人爱财”：男人比女人更注重对象的生理吸引力，而女人比男人更注重对 象的经济状况。而且，男人更倾向于选择比自己年轻的对象，而女人更喜欢比自 己年老的对象，在这３７个社会中，最理想的年龄差别竟然都是男方比女方大三 岁。     从进化生物学的原理来看，这是很容易理解的。男性的生殖期要比女性长得 多，从青春期开始一直到六七十岁，男性都具有生殖能力，而女性的生殖能力在 三十岁以后迅速降低，停经以后就完全中止。在医学不发达的时代，女性最安全 的生育年龄是三十岁之前。因此，在求偶时，男性要比女性更为注重对象的年龄 和健康状况，也就是生殖能力。女性吸引男性的那些生理特征，比如光滑的皮肤、 鲜亮的头发、明媚的眼睛、丰满的身材，其实都是年轻、健康的标志。而做为要 承担抚养子女的主要责任的女性，她们希望对象能够有较好的经济能力为她们和 子女提供优厚的生活条件，这也是不难理解的。     女性选择男性，男性同时也在选择女性，这种双向选择使得人类的求偶在动 物中显得很特别，因为在动物中，选择往往是单向的（一般是雌性选择）。在哺 乳动物中普遍存在的雄性竞争，在人类中也不起显著作用。具有雄性竞争的动物 的一个特征是雄性的体形要比雌性大得多，从大百分之五十到百分之六百不等； 而在人类，男性与女性的体形差异不是很大，只大百分之三十左右，这是那些一 夫一妻或“温和的”（靠炫耀而不是靠争斗来获得配偶）一夫多妻的动物的特点。 因此，人类本质上是一夫一妻或温和的一夫多妻的动物。     人类区别于其它动物的另一个特点，是性生活对于维持配偶关系无比重要。 正如英国著名动物学家莫里斯(D. Morris) 在其名著《裸猿》（１９６７年）一 书中所强调的：人类是性的动物。在所有的动物中，再也找不到另一种动物象人 类这样沉迷于性行为（也许只有人类的近亲矮小黑猩猩可跟人类一比），可以一 年四季地交媾，而别的动物只在短暂的发情期才能发生性行为。在一百九十三种 现存灵长类（猴子和猿）中，人类女性具有最大的乳房（乳房过大对哺乳有害无 益），人类男性具有最大的阴茎（勃起时平均长度为１３厘米，而灵长类中体形 最大的大猩猩只有３厘米），这都很可能是两性互相选择的结果。在所有的灵长 类动物中，只有人类是赤裸无毛的，对于它的由来动物学家们争论不休，但正如 达尔文首先指出的，它可能是性选择的结果；的确，无毛使我们的皮肤对抚摸的 敏感性大大增强，而触觉在人类性行为中的重要性是不用多言的。在所有的动物 中，只有人类两性在性行为中都能够感受快感，尽管某些动物学家认为某些高等 灵长类的雌性也具有性高潮，但那与人类女性性高潮相比，实在是微不足道的。     所有的这一切表明，在进化过程中，性选择在促使人类的两性形成长期的、 不断被加强的愉快的结合。这种现象，我们称之为爱。 （选自方舟子著《进化中的进化论》一书）

雪琦 · 发表于 2009-1-31 23:19:27

这个方舟子还何方神圣？小项很偏爱转帖他的文章哦。

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