人類為何不能無性繁殖?為何得男女繁殖?

2020-12-05 科學翻譯官

人類是演化了幾十億年之後才產生的生物,性別的產生離我們實在太遠。我們在自然選擇面前並沒有決定權,決定是有性繁殖還是無性繁殖。那自然為什麼選擇了有性繁殖?下面我們回到遙遠的生物演化視角,看看到底是什麼原因。

無性生殖

作為一個無性繁殖的生物,傳宗接代對於他們來說是一個超級容易的事情。比如說細菌,一個細菌想要繁殖後代,只需要合適溫度、合適的酸鹼度、合適的氣體,然後是吸收能量,進行自我複製,把自己分成兩半,一分二,二分四,幾何級暴增。

一個細菌一代又一代,10次複製之後就是1024個。找個女朋友?親子證明?根本不需要,就像克隆一樣,打眼一看,子子孫孫都長得一模一樣,100%原裝DNA復刻的,完全不需要檢驗。(先不考慮基因突變)

有性生殖

上面需要的有性生殖一樣需要,合適的溫度、空氣、水和營養都不能少。最大的區別是繁殖自己一個人幹不了。至少需要尋找到一個異性,才有可能完成。

不光是這樣,我們還需要防著隔壁老王。因為在這個繁殖過程中,兩個人都只能分享自己50%的遺傳物質給後代,另外50%是來自它的配偶,萬一孩子另一半不是你的……額。

這麼看起來,有性貌似非常雞肋呀。多個找另一半的步驟不說,關鍵只有一半像你,高大帥氣的基因,無法完美地傳承下去了。這麼明顯的缺點,怎麼沒有被劣汰了?難道自然選擇系統出BUG了?

自然選擇

有性繁殖在地球上已經存在了幾十億年,如果系統出錯了,肯定也早都修復了。我們不能只看事情的表面,有性繁殖能廣泛長久的在地球上一次一次通過自然選擇的篩選,肯定有它的絕對優勢。什麼優勢呢?

自然選擇的實質是優勝劣汰、適者生存。我們上面提到過,繁殖都需要合適的溫度,合適的空氣,充足的能量。如果能量減少了呢?如果溫度改變了呢?如果空氣成分變了呢?生物會發生什麼改變?

想想生物的大滅絕,我們通常最先想起來的是彗星撞地球,恐龍滅絕。相比之下,地球首次大滅絕的原因則顯得更為有意思。當時的地球上的氧氣是極其稀薄,和現在相反,當時的生物都是厭氧的,氧多了就會「中毒身亡」。因為藍藻等生物的出現,不停的光合作用,導致了地球氧含量的上升,秒殺了一切厭氧生物,就像是現在如果地球上沒有氧氣了,你想想會怎麼樣。那這又跟有性無性有什麼關係呢?

基因單一

無性繁殖的最大優勢就是繁殖快數量多,基因100%複製。假設祖先的是厭氧的後代全是厭氧的,當氧氣含量上升,雖然之前繁殖很快,一下子死得也多,全部陣亡,從此這個物種就消失了,滅絕了。有人說了,基因會變異。的確,但是基因突變概率極低。而且萬一不是氧氣上升了,是溫度發生了變化呢?

球誕生到現在46億年了,至少大規模掃蕩5次生物圈了。實際上地球上的所有指標幾乎都玩過一次了,溫度、氣壓、水的成分、光照強度、大氣成分、食物、天敵、小行星、火山爆發、地震等等。這些變化,如果指望著物種無限地單獨地自我複製,然後偶爾發生基因突變,早都死無數次了。

基因多樣性

有性繁殖的劣勢是需要找到另一半,然後合成的基因是各一半,也就是說兒子不會完全跟爸爸一樣,也不會完全跟媽媽一樣。

我們假設爸爸的基因是A和A',媽媽的基因是B和B',那麼孩子就是AB,再生一個是AB』等等。然後兩個孩子AB、AB'長大了找到了CC『,DD',下一代的孩子可能是AC、BC、AC'、BC『和AD、B'D、AD'、B'D'等等,接著一代又一代、會出現什麼情況?基因相互交流,每次給出去50%,每一個人基因都不一樣。無性繁殖的基因可以變異,有性繁殖的也可以呀,有性繁殖基因還可以把變異的基因進行交流。

有性繁殖造就了一個基因的工廠,為地球這個實驗室提供了各種各樣的「試錯」樣品。在地球變化的環境中不停地試錯,不停地迭代更新,抵禦更多的風險。

總結:

無性繁殖的種群因為基因組高度一致,可能在一次環境改變中被滅絕;而有性繁殖的種群基因組保持了多樣性,所以有較大的概率在新的環境改變中產生應變者,從而存活下來。適應生存的策略,就是自然選擇的結果,所以人類是有性繁殖,不是無性繁殖。

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