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生命界最重大的十項頂級創造
編輯:   李瑛     

    性——Clare Wilson

    鳥類為之,蜜蜂亦為之——對於數目巨大的絕大多數物種而言,有性生殖是惟一的選擇。它是造就這個星球上最為驚人的生物奇觀的原因,從珊瑚蟲群體(它們繁殖的數量如此巨大,以至於能在太空中看見),到園丁鳥(bower bird)為吸引異性而精心展現的舞姿,還有成年牡鹿的鹿角,一些生物學家認為,詩作、音樂和藝術也在其中。性甚至可能是造成生命前赴後繼、自主前行的原因:放棄性的物種差不多在幾百代之內就走向滅絕。

  然而,既然性這般重要,生物學家卻仍在爭辯它是如何進化出的,以及它為何進化出來了。要知道,表面上看來,性是一種失敗的策略。

  有兩個理由讓進化應該青睞無性生殖。首先,在為資源進行的鬥爭中,無性的物種能輕易地戰勝有性的物種。其次,精子和卵子僅包含了雙親各方一半的基因,採取有性生殖的生物個體只能將自身50%的基因傳遞給下一代。無性生殖卻可達到100%的傳遞率。

  顯然,上述推理過程存在某些錯誤。儘管有許多物種,包括昆蟲,蜥蜴和植物,無性而生活得悠然自得,至少目前如此。但是,有性的物種在數量上要遠遠勝出。

正在交配的蝴蝶 

    性的持久不斷的成功通常歸因于遺傳包裹的重新組合,引入了變異並使有害的突變被清除(突變最終會消滅大多數無性物種)。變異是重要的,因為它使生命能夠響應環境的變化,這包括捕食者和被捕食者——特別是寄生物和寄主——之間的相互作用。無性生殖有時可以比喻為這麼一個情形,買了一注100張的彩票,竟然全是同號的。遠優於此的是,只買50張彩票,每張的號碼都不同。

  雖然我們可能明白了性是多麼有效,但是我們卻不知道它是如何產生的。它可能像DNA修復那樣普通。無性生殖的單細胞生物可能曾經進化出週期性地倍增自身遺傳物質然後又對分的習性。這讓它們能通過替換備用組件去修復任何DNA損傷。類似的DNA交換仍舊發生在卵子和精子的產生過程中。

  寄生物也從屬於這個框架。我們所知的DNA寄生段就是轉座子把它們的拷貝插入到細胞正常的遺傳物質中。設想一個在單細胞生物中的轉座子獲取了一個突變,它促使宿主細胞在再次分裂之前週期性地和其他細胞融合。轉座子的這一性的原始形式將會在許多不同的細胞中水準地傳播開。一旦它在一個種群中出現,寄生的性現象將會相當快地流行開去。

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