第八章 生物的性是怎么產生的

? ? ? ?性的起源是生物學上最大的謎團之一,生物學家們對此也很撓頭,為什么會有性的存在?為什么絕大數動、植物采取有性生殖方式繁衍后代?生物的性行為是怎么產生的?性的作用是什么?

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? ? ? ? 原核生物和大多數原生生物是通過細胞直接分裂而增殖,也有的通過出芽方式增殖。一部分真核生物行無性生殖或無融合生殖,即無需受精(融合)、無需減數分裂的生殖方式。大多數真核生物行有性生殖,其中一部分可以同時行無性生殖和有性生殖,在生活史中有性和無性階段交替。

? ? ? ?早期地球上的生物并沒有性別,它們靠著無性生殖來繁衍,大家都是獨自完成繁殖后代的任務。

? ? ? ?在自然界,許多生物靠著無性生殖來繁殖,無性繁殖在植物界較為常見,許多植物的莖、枝都可以用來繁育后代,仙人掌讓自己身體的一部分掉落到地上能長出新的植株。

? ? ? 有些動物也能無性生殖。海綿體和??ㄟ^芽來產生后代。扁形蟲如果被切成兩段,會在被切下的一段上長出一個新頭,而在另一端上長出一個新尾巴來。

? ? ? ?無性繁殖傳宗接代的方法既方便又強大。別的不說,它不需要伴侶,不必心跳加劇,不必為傳宗接代去犄角相碰,也不須用粉末裝飾自己。的確,沒有性可以省去很多麻煩。


? ? ? 既然沒有性生物活得也蠻好,那么,為什么生物要進化出性。

? ? ? 要解開這種疑惑,我們先看下性是什么。

? ? ? 生物形態是由遺傳信息決定的,生物個體為什么有差別,是因為它們攜帶了不同的遺傳信息。

? ? ? ?那么,遺傳信息涵義是什么。遺傳信息是生物對環境及其變化的描述,遺傳信息記錄了生物與環境相互作用的歷史。從遺傳的角度看,性的作用是將不同個體遺傳信息進行融合。

? ? ? ?有性生殖,即融合生殖,通過減數分裂產生單倍體的雌、雄配子,又通過配子融合恢復雙倍性,并由此產生新個體。兩個攜帶不同遺傳信息的個體,不同的遺傳信息通過融合產生交匯,然后進行信息的重組,產生出新的遺傳信息的組合體。生殖細胞的融合意味著染色體雙倍化,有性生殖伴隨著融合后的細胞還原的機制,即減數分裂。因此,與有性生殖相伴隨的是通過融合(受精)、減數分裂而實現的單倍體-雙倍體的世代交替。

? ? ? ?兩種配子融合成為合子的過程被稱為受精。由合子發育成一具有雙親遺傳性的新個體。高等動植物的雄性和雌性親本(即父本和母本)的遺傳特性,是由具單倍染色體的精子和卵通過受精而傳到子代的。由精子和卵融合產生的新個體,恢復了像親代一樣的二倍染色體的數目,繼承了親代雙方的遺傳性,同時,以通過受精產生的子代,既有親代遺傳的特性,也表現有個體的特異性。

? ? ? ?對于多細胞生物來說,有性生殖同時帶來了復雜的個體發育過程:有性生殖伴隨著復雜的行為進化,為達到受精和繁殖后代的目的,進化出無數復雜的與性相關的行為:求偶、性競爭、性愛、親情等。

? ? ? 雌雄分別是獨立的個體,每個個體身上都攜帶屬于自己的基因,不同的個體經歷各自的成長過程,當雌雄個體性成熟后,雌雄經交配產生出新的個體。遺傳信息的重組實際上是一個遺傳信息的優化過程(這也不是絕對的),那些具有好的適應性的東西容易被保留下來,不好的東西被篩選掉。每個生物個體的生存活動都是與環境進行信息交換的過程,環境信息會在生物體上留下痕跡,在異體融合的過程中,不同個體的信息有交換和取舍,通過遺傳信息交換來對后代的性狀產生影響,那些適應環境的信息就有可能被保留下來。

? ? ? ?所以,雌雄兩性遺傳信息的重組不僅是為了維持物種的延續,更是驅動生物進化的重要因素。


? ? ? 從生物學的觀點看,性表現為異體間的配對,也就是同一物種的不同個體為產生新的個體而進行的結合。生物個體間存在差異,這些差異受到不同遺傳和生存環境的影響,即不同個體攜帶著不同的遺傳信息,而異體的結合是要達到交換遺傳信息的目的,產生出具有新的遺傳信息組合的個體,這種異體間遺傳信息的交換更有利于生物的生存和發展。

? ? ? ?同時,性也是不同生物個體相互關系的一種表現。生命的發展在很大程度是建立在不同生物個體的相互關系上,由于性的存在,不同個體在性的基礎上結成一定的關系,產生同性以及異性之間的復雜關系,極大地豐富生存內容,從而對生物的存在形態和發展產生影響。

? ? ? ?所以,性這種繁衍方式不是一種絕對的遺傳形式,它因生物發展需要而產生,性是生物不同個體之間一種復雜的關聯形式,性的存在與生物演化之間有密切的聯系。和無性繁殖相比,有性繁殖大大提高了進化的效率,更有利于生物的生存和發展,生命世界也因此變得更加生動和精彩。

? ? ? ?性的出現和存在,是自然偉大又神奇的創造。



? ? ? ?我們再來看一下性的產生和演化過程。

? ? ? 根據進化理論,生物的性特征是在生物進化到一定階段才出現的。在地球上,最初的生物并沒有雌雄之分,包括現在的一些低級生物也沒有性別特征,它們的繁衍為無性或單性繁殖。對于單細胞生物,它們的繁衍過程是一個細胞分裂成兩個,兩個變成四個,只要有足夠的養分和適宜的環境條件,這種分裂會無限進行下去。

? ? ? ?性最初應該表現為異體細胞的融合,因異體細胞融合而產生遺傳信息的交換,這種交換不是盲目性的,而是為了達成對環境更好的適應性,其中隱含著復雜的作用力關聯形式。在隨后的生物進化過程中,這種異體結合的方式不斷得到完善,逐漸發展為具有雌雄特征的個體,演化為今天我們所熟悉的雌雄兩性。當然,這中間的許多細節還有待研究。

? ? ? ?觀察一下一些以初級生命形式存在的生物,或許有助于對性這種現象產生的研究和認識。地球上有一些被稱為原生動物的生物,它們非常小,一般要借助顯微鏡才能看到。這種生物具有動植物兩重屬性,它們主要生活在水體或生物的機體里,依靠水或機體內的養分生存。有些原生生物的繁衍方式非常奇特,這種微小的生物個體并無明顯的性別特征,但它們可以通過異體的配對來達到繁衍的目的。這些微小生物的個體在液體中游動,配對是通過不同個體的隨機相遇,然后,這些異體配對后的個體又分裂出新的個體,這種新的個體會顯示出新的特征。同時,這種配對也并不是任意兩個個體相遇都會產生結合,而是相互間存在著選擇關系,盡管人們尚不清楚選擇的機理和依據是什么。

? ? ? ?所以,我們可以做這樣的推測,由于配對的目的是為了達到遺傳信息的重新組合和傳遞,所以選擇可以被認為有利于遺傳信息的優化,以達到能夠獲得更好的適應環境的生物性狀。


? ? ? ?對于自然界的生物,它們的進化是多方面的,包括了器官組織、神經組織、運動組織、繁衍方式等等。在這其中,性的出現是出于生物適應環境和發展的需要,它標志著生物的進化步入了一個更高級階段,性的存在對于生物的進化有著明顯不同的意義。

? ? ? ?從生物學的角度看,性就是不同性狀個體之間的配對,性最初的表現和特征就是異體細胞的相互融合,通過融合達到遺傳信息的重新組合和優化,從而產生出新的個體。雌雄配對是不同個體之間生物信息的對比和交換,雌雄個體之間通過相互選擇來達到物種優化的目的。生物的性別特征是在進化過程中逐步顯現的,同時與性別有關的生理功能也逐漸發展和完善起來,包括與性有關的器官和體內激素等。

? ? ? ?在自然界,各種生物的受精方式是不一樣的,許多植物是通過花粉傳遞達到受精目的的,植物的花一般都分為雌蕊和雄蕊,花粉借助某些昆蟲、動物、或者風力進行傳遞;而低級的水棲動物(如魚類),其成熟的精子與卵子直接排入水中,而使其在偶然的機會中相遇。對于大多數脊椎動物,它們都有尋找和選擇交配對象的過程,交配是雄性精液進入雌性體內,從而使卵子受精,生物的受精方式與生存形態和進化程度有關。盡管各種生物交換遺傳信息的方式不盡相同,但性的本質作用是一樣的,即通過不同個體的配對以獲得更好遺傳性狀,這樣有利于生物適應環境和物種的發展。

? ? ? ?生物在不同的進化階段表現出不同的生殖特性。一般地講,低級生物可以在無性狀態下繁殖,而高級生物在自然狀態下不能進行無性繁殖。微生物通過細胞分裂來繁殖,植物可以通過扦插、嫁接成活,這些都屬于無性繁殖。動物處于生物發展較高級的階段,絕大多數動物具有雌雄之分,雌雄是不同的個體,各自在自然界完成它們的生長、成熟過程,在這之后,每個個體都需要去尋找它的另一半,雌雄個體通過交配和生育來履行繁衍后代的使命。


? ? ? ?自然界中,動物的繁衍過程相對復雜。首先,一個個體能生存下來就不是一件容易的事,它要經受住惡劣環境的考驗,氣候的變化,疾病的襲擾,還要通過殘酷的生存競爭的考驗,之后才能取得傳遞后代的資格;其次,是雌雄個體之間相互選擇和接受的問題,影響選擇的因素很多,這種選擇的目的是為了達到生物進化過程中的自然優化,即通過性進行優勝劣汰。自然界中,一個個體能活下來并成功繁衍后代,真不是一件容易的事。

? ? ? ?從遺傳學的角度看,血緣關系較遠的雌雄個體結合對后代遺傳特征的形成較為有利,而近血緣容易導致遺傳缺陷的產生。每個個體都有記錄其生命特征的遺傳分子序列,雌雄個體精子和卵子的結合也就是不同遺傳信息的相互融合,從而產生具有新的生命內容的生物分子序列。在這個過程中,血緣關系較遠的個體之間具有更好的互補性,有利于避免遺傳缺陷的出現,雌雄兩性存在的意義也就表現在進化的作用上,這種方式與生物原始無性繁衍方式相比更有利于生命的進化。


? ? ? ?在自然界,所有動物都將繁衍后代視為義不容辭的責任,甚至不畏兇險,勇于獻身。求偶方式多種多樣,千奇百怪。總的來說,低等生物的性活動相對比較簡單,高等生物活動比較復雜。在昆蟲世界里,不同的昆蟲有不同的性行為方式,有的是通過雄性的鳴叫來吸引雌性,有的是通過身體的氣味,有的是雌雄兩性間的一番追逐,也有的兩性個體的結合只是隨機的相遇,不論怎樣的方式,最終目的是為了完成交配。

? ? ? ?在鳥類世界里,許多雄鳥通過自我表現來吸引雌鳥的注意力,它們之中有的靠展示美麗的羽毛、有的通過悅耳鳴叫、有的則靠變換的形體動作來贏得雌鳥的青睞。審美觀不是人類獨有,鳥類也有。色彩艷麗的羽毛,嘹亮的歌喉,敏捷靈活的形體動作,這些都是吸引異性的方式。雌鳥的擇偶標準總的來說是對對方生存狀況和能力的接受和認可,也就是要將較好的遺傳性狀傳遞下去,這是鳥類本能意識行為,是生物長期進化的結果。

? ? ? ?在哺乳動物中,兩性間的選擇要更復雜一些。雄性之間為取得交配權而進行爭斗的現象是非常普遍的,為爭奪領地、爭奪對異性的占有權是它們主要的生存活動。不論是動物的自我表現還是爭斗,每個生命體都在展現自己的生存狀態和能力,并努力爭取個體發展和繁衍的機會,其中選擇作用是性的基本作用。一般地講,選擇過程中,雄性是表現者,雌性要選擇優良的遺傳基因,實現交配是對一個個體生存能力的認可,雌雄兩性就是通過這樣的相互關系實現物種的延續和進化的。

? ? ? ?從行為表現來看,雄性個體行為表現出主動性和攻擊性,而雌性處于一種相對的被動狀態,這些表現與動物生存和發展的需要有關,經過長期的進化雌雄個體顯現不同的行為特征。雖然動物的行為出于本能,但這樣的行為卻保證了各個物種的后代具有更強的生存競爭能力,與性有關的行為也是生物為適應環境表現出來的自然行為。

? ? ? ?在自然狀態下,不論是何種動物,它們的個體間都存在著差異,差異是由遺傳和后天環境造成的,這些差異表現在適應環境能力的不同。不同生物個體適應環境的能力表現在許多方面,諸如體力、速度、靈敏性、智力等方面。自然界的動物選擇性對象的方式多種多樣,但這些方式有一個共同特點,那就是不同的個體之間通過競爭來取得交配的權利,而競爭是生存和適應環境能力的比較。通過性的選擇作用,有些生命特征被保留下來,并被完善發展,有些特征則在這樣的選擇過程中消失了。

? ? ? ?那么,在自然狀態下什么樣的個體會被選擇呢?影響個體性狀的因素主要來自兩方面,一是遺傳的影響,二是生長環境的影響。不同的個體攜帶不同的遺傳信息,這些遺傳信息影響著生物生理和心理結構,遺傳就是從親代那里繼承下來的性狀特征,也就是親代適應環境的能力在后代身上的反映,即人們通常說的品種是否優良。另外就是環境因素,不同個體的生長環境和經歷不盡相同,一個個體在成長過程中食物是否充足,生存活動中所積累的生存經驗,這些因素影響著生物的生理和心理發育。在自然界中,這兩方面的因素影響著一個個體的生存狀態,以及在性選擇中所處的地位。對于今天生存在地球上的動物來講,它們的存在形態和狀況與性的作用有著非常密切的關系。


? ? ? ?性還有另一方面的重要作用,即與性有關的活動是重要的生存體驗。

? ? ? ?自然界中動物的主要活動是獲取食物,食物是維持生命和身體成長所必需的;同時,動物不僅要同自然界中的災害和各種威脅做抗爭,還要為擁有領地和在群體中的地位而爭斗,動物的這一系列的活動都是在為最終完成交配和繁衍做著準備和鋪墊。動物的性行為是短暫的,而為了達到交配的目的卻要經歷復雜的過程,而這些經歷也會反映在遺傳信息的傳遞上。

? ? ? 與性直接有關的活動是同性之間為取得交配權而產生的競爭,異性間的相互選擇,競爭和選擇是重要的生存活動。每個個體的生存都受到性的影響,要承受來自性選擇的壓力,如果一個個體要保證自己的遺傳性狀能傳遞下去,就要去參與選擇活動,而這些活動會對生物的生理和心理產生作用和影響。

? ? ? ?從動物的生存狀況看,動物必需有性的需求,并且具有強烈的實現欲望,因為這是生命綿綿不絕和進化的保證。在這里,性表現為不同的生物個體之間的關聯與作用,這種關聯與作用豐富了生物的生存內容,成為促進生物進化的重要因素。


? ? ? 總而言之,性的本質作用在于物種的延續和進化,是自然賦予生命的一種屬性??梢哉f動物的行為是圍繞著性來進行的,性的存在有利于遺傳的優化,豐富了生物的生存內容,促進了個體的自我完善,性在生命演化過程中起著非常重要的作用。

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