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为什么人类非要男女交配才能生孩子?无性繁殖难道不是更方便吗

著名生物学家查尔斯·达尔文在《物种起源》一书中提出了自然选择理论,他认为生物进化的方式主要是通过基因的变异与性繁殖造成基因的重新组合,从而使后代的生存状况更好,对环境更适应。

然而,性繁殖所带来的弊端是双方要找到对方才能让下一代出生,这十分不方便。

为什么人类这样大小的生物还非得找个异性才能生下下一代?

如果没有这个约束,许多生物就能不停地繁殖,种群的数量不一会暴涨,种群之间的竞争性也会随之变弱,这听起来不是更好吗?

一、两种繁殖方式。

其实无性繁殖这种方式在自然界中也是存在的,但是大自然却同时拥有有性繁殖和无性繁殖两种生物繁殖方式。

这两种方式背后的原理都是让后代获得父母身上的优点,但是实现这一点的途径却有所不同。

有性繁殖我们生活中非常熟悉,它涉及男性和女性的配子结合。

有性繁殖的途径我们从高中生物课本中就能找到:男性生殖器向女性生殖器输出精子,经过输精管结合卵子中的卵细胞发生受精,受精卵分裂后嵌入子宫壁层生长形成胚胎,最后生下来就是父母的后代。

更具体一些,这背后的原理是因为每个人体内有生殖细胞,其中包含一半的基因组。

我们非生殖细胞体细胞的基因组中有46条染色体,生殖细胞基因组中只有23条,所以生殖细胞就是体细胞有半数基因组的“卵子”。

当卵子和另外一个有半数基因组的生殖细胞“精子”结合后就能得到完全的基因组,结合后就是双倍体的受精卵,在受精卵的胚胎发育阶段,父亲和母亲的基因一定程度上会混合在一起。

这样就会产生种群适应性上的优势:如果父母两人的基因组中有好的基因和坏的基因,子代的基因组中就会有两遍好的基因,这样就能让子代对环境的适应能力更强。

如果两人的基因都有坏的,那么子代就会有两倍坏的基因,很有可能是环境适应能力弱的子代,这就是个体适应能力上的劣势。

这样一来,随机性就能在有性生殖中发挥作用,进化更快的好的基因更会被传承,而不好的基因则会逐渐被淘汰,种群的平均优秀程度会越来越高。

反观无性生殖,子代的基因组中一定会和亲代的一样,体细胞减数分裂的每一次,DNA复制的每一次,发生的每一次杂交,都有可能让新的基因组中有错误或者变异,有些变异会使得这个个体的子代和其他的个体相比有优势,进而获得繁殖能力并影响种群。

同样的,也有些变异会让这个个体的子代和其他的个体相比有劣势,但是由于没有独特的机制,这种不好的基因一直都会被保留下来,就会将这种不好的基因沿袭下去。

这样就会导致有性繁殖的种群适应能力明显高于无性繁殖的种群适应能力。

然而,无性繁殖也有无可替代的优点,那就是无性繁殖具有快速繁殖和保持后代遗传一致性的优势。

相比之下,有性繁殖中受到两位父母基因的影响,每个有性繁殖的后代都是唯一的,这就导致有性繁殖比无性繁殖更慢。

二、无性繁殖和有性繁殖的互补。

受到环境压力增强的情况下,往往要用更长的时间来选出更适应的个体,有时候还要在评价中受到盲目的误导。

这就导致如果一个种群的环境比较恶劣,那么这个种群就更不容易用有性繁殖的方式繁衍。

此时,无性繁殖的快速繁殖就能体现出优势,种群数量就可以更快地从灭绝中恢复,甚至能克服环境压力。

除此之外,还有一种情况,就是有人工选择的情况,这种情况下如果没有性繁殖的话,就是无法将某些独特或者是优势的特点传承下来。

所以在这一种情况下,有性繁殖的方式就能凭借这一优势和无性繁殖并肩作战。

此外,因为无性繁殖的后代是一模一样的,所以这就导致基因组会逐渐叠加。

有些基因经过漫长的时间的沉淀后就会由于突变导致功能丧失,而这种基因一旦丧失,就再也无法通过有性繁殖的方式复制出来,这样就会使种群的脆弱性显现出来。

也就是说,有性繁殖和无性繁殖在不同的情况下可以互为补充,对生物的繁殖健康有着重要的促进作用。

三、生物在选择哪种方式。

在进化的过程中,生物会根据所处的环境选择哪种繁殖方式更为合适。

无性繁殖对种群的繁殖能力起到了很大的促进作用,因此很多植物就采用了无性繁殖的方式,像马铃薯、地下茎以及一些洋葱等都是无性繁殖的代表。

这种植物倾向于生长在偏远的没有外界扰动的地方,有很大的空间来保障自己的繁殖权。

而无性繁殖的动物比较少,主要是因为动物更容易受到环境的影响,有性繁殖的方式正好可以抵消这种影响的影响。

另一方面,有性繁殖则对环境的适应性更强,更容易在变化环境的选择中脱颖而出,具有较高的进化能力。

材料表明两者的平均基因组复制时间差不多,都是1.2~1.5年左右。

这两者的平均基因组复制时间是一样的,但是在特定环境下,无性繁殖的复制能力却有时候却大于有性繁殖。

举个最简单的例子,在生物链中,食肉动物总是比草食动物的数量显著地小,这也是因为食肉动物往往处在食物链的顶端,它们消耗的能量更多。

而在这种情况下,无性繁殖的动物就幸免于难了,因为无性繁殖的动物可以迅速复制,并且始终保持着和环境的数量一致。

这样一来,就算食肉动物不停地吃掉这个群体,这个群体也能以很快的速度复制出新的个体。

而有性繁殖的动物不行,因为这个群体数量更小,所以它们的繁殖也就需要更久的时间。

这时候,它们就更容易因为食肉动物吃掉的作物并且没有时间繁殖下一代种群就会瞬间灭绝。

这也就是为什么在特定的生态环境下,无性繁殖的生物会占据优势的原因。

结语

其实进化过程中存在着多种繁殖方式的共存,这种多样性可能是自然选择的结果,不同生物根据环境需求和生存策略选择适合的繁殖方式。

无性繁殖和有性繁殖之间的平衡可能受到环境变化的影响,某些环境条件下可能更倾向于一种繁殖方式,而在其他环境下则更适合另一种方式,这都是自然选择的结果。

在人类的研究和探索中,则有可能调整这种平衡,开发出更优质的生物繁殖技术,甚至达到无性繁殖一样的速度并且又能保留有性繁殖的优点,但是我们必须意识到,无论前面的道路是什么,我们都要尊重自然才能够保持稳健。

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