「基因」性别的起源,科学家用实验完美还原性别优势,那为什么不进化成三种性别?( 三 )


性别存在有什么优势?
从科学的角度讲 , 性别的产生好像并不好 , 雄性要用时间和精力去寻找讨好配偶 , 有时为这受伤或有生命危险 , 有时还追不到 , 而雌性也只有一半基因传给下代 , 且雄性的另一半未必优秀 。 最初的生物是无性繁殖 , 它能更好的繁殖 , 单体即可完成 , 后代数量有保证 , 并且好的基因不会被稀释;后代跟母体一样 。 那么为什么还能进化出性别呢?科学家用实验完美还原了性别存在的优势 。
酵母菌即可有性繁殖又可无性繁殖 。 新西兰奥克兰大学的马修·戈达德教授和英国帝国理工学院的科学家合作 , 对酵母菌进行改造 , 培养出一种只能无性繁殖的酵母菌 。 实验发现在正常环境中 , 普通酵母和改造酵母生长速度相同 。 但提高温度、向培养基中加盐 , 使环境变恶劣有性繁殖的酵母就比无性繁殖的生长更快 。 因此研究者认为 , 有性繁殖的酵母会更快使基因重组 , 产生新变异 , 帮助生物更快适应新环境 。 也就是说 , 有性生殖加速了自然选择过程 , 加速了进化 。 当无性繁殖个体出现变异时 , 无论好的还是坏的基因变异 , 都会将所有基因全部转移到亲代 , 时间长了不良突变会慢慢累积 , 当环境发生变化时 , 就可能导致整个种族灭亡 。
而性别的产生能避免这种情况 , 在有性生殖中 , 允许群体内不同个体出现的基因变异相互组合 , 交换有利的突变 , 过滤掉不好的突变 , 从而在子代基因中形成新的基因组合 , 创造了遗传多样性 。 那么在恶劣的环境下 , 将比无性的同类拥有更多优势 , 使物种进化更能适应多变的地球环境 。 地球至今经历了五次生物大灭绝 , 可见物种的生存压力很大 , 性别的分化是生命演化形成的一种更具竞争力的生存模式 。
为什么不进化成三种性别呢?
把性别优势说的那么好 , 那为什么不进化成三种性别呢?那不是比两种性别的变异机率更高 , 更能适应环境吗?其实这依然是自然选择的结果 。 我们知道将球体分成相等的三部分很难 , 但是分成两部分就很容易 。 有性繁殖本质上是将繁殖能力一分为二 , 这被称为性的双重成本 , 即交配只需要两个个体 。 如果有三种性别 , 每次性行为发生时要聚齐三个单体 , 并且需要每条染色体三份拷贝 , 形成复杂的三边对称细胞分裂和三向交叉过程 , 非常的复杂 。 并且看似增加了变异 , 但在实践中要凑齐三个单体 , 复杂且成本太高 , 相对难以完成 , 反而会加速物种的灭绝 , 所以自然就不会演变成三种性别了 。
其次 , 生命进化是由简单到繁杂的过程 , 目前两种性别完全可以适应地球环境的变化 , 至于未来会不会进化出三种性别的物种 , 这要再经过上亿年才能看出 , 现在可以不用考虑 。 在现实中 , 性别是由基因控制的 , 当在交配或胚胎发育过程中发生突变 , 或后天生长过程中受到影响 , 可能会出现有别于两种性别以外的性别 , 如双性人、变性人等 , 这些其实是两种性别的演化延伸 , 严格意义讲不能算“第三种性别” 。
为什么雌雄异性间差异这样大?
性别的产生 , 出现了性选择 , 即某一性别为了获得交配权而在同性别中形成竞争 , 使有利于竞争的性状逐渐巩固和发展 , 如雄孔雀美丽的尾巴 , 越大越漂亮就越容易获得交配权 , 从而使雄孔雀的尾巴向着更漂亮方向演化 , 直到自然选择发挥反向选择作用如尾过长容易被天敌捕食才停止增长 。 性别的产生还促进了性别二态性的演化 , 在原始的有性生殖中 , 雌体和雄体在形态结构上的差别往往难以区分 。 而随着进化 , 很多物种的雌体和雄体在形态结构上存在明显的差异 , 即呈现出明显的性别二态性 。 在一些高等动物中 , 性别二态性十分明显 , 有些表现在体重上 , 有些则表现在形态、结构或颜色上 , 如人类的男女差异就很大 。
性别的产生还促进了物种多样化的形成 。 在无性繁殖时代 , 物种的形成依赖于地域、环境(温度、光照等)和物种基因的突变等 。 性别产生后 , 性选择通过促进第二性征的进化 , 加速生殖隔离和基因组合变异 , 结合其它因素(地域、环境等) , 促进了物种的进化和分化 。 研究表明 , 当性别与有性生殖出现以后 , 后代生物便表现出了前所未有的多样性 , 在整个生物进化漫长的30多亿年里 , 有性生殖生物的出现大约才10多亿年 , 现已发现并记录的200多万物种 , 有98%以上是有性生殖出现后产生的 。 毫无疑问 , 性的自然选择是生命进化的重要推动力之一 。


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