179、 有 性 之 谜(1/2)
性对于生物体本身并不是一件什么好事。对于雄性来,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,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,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,它得名于《爱丽丝漫游奇境》
中红心皇后对爱丽丝的话:“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: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》(
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,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。
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,第十三号的性可以跟任何别**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,只有在跟十一号
或者低于十一号的别**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,
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