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性的科学2——有性生殖

自从地球上出现了生命,就开始了新陈代谢,传宗接代,也就了有出生与死亡。生物传宗接代的过程中,最显著的特点是遗传,遗传物质要传到下一代,就是下一代的性状与上一代一样,比如某人要当爸爸了,当然希望孩子长得像自己了,无论是自己长得丑或俊,如果长得像隔壁老王,心里可能会不高兴,甚至会去做亲子鉴定、闹离婚,虽然老王比自己帅。最原始的繁殖方式是无性繁殖,比如前一章提到的原始细菌的繁殖,一个细菌一分为二,以二分裂的方式繁殖,子代两个细菌一模一样,它们的妈妈也分不出差别,不,它们没有妈妈,它们的妈妈被一分为二了。也有生物,如酵母菌可以出芽的方式生殖,在菌体上先长出一个小芽,越长越大,脱落,形成新个体,子代与上一代也是一模一样,它妈妈也看不出子代与自己的区别。

细菌在干这个无性繁殖的事时候,是非常有效率的。有科学家估计,一个细菌,在营养、空间足够的情况下,一天一夜,可以以几何级的方式繁殖,可以繁殖出几十万亿的后代。我们在家做馒头,一大块面粉里只需要加一点酵母粉(尚不知具体含量),在温度合适的情况下,很快就“发”了。

有人就可能就想,这是多好的繁殖方式呀,这么有效率,还不用找老公,自然也不会有老公担心戴绿帽子,也不会有人为了准备彩礼而奔波。繁殖过程也不用去做那种见不得人的羞羞的事,将来宝宝问起来自己从哪里来的,不用去编个谎骗他说是充电话费送的或者从垃圾筒捡来的,完全可以正大光明的说他是从妈妈背上长出来的小肉芽,摘下来就是他了。

其实无性繁殖是个相对落后的繁殖方式。因为遗传规律还有个变异规律,就是基因在繁殖过程,需要复制自己,要复制一模一样的一套,分家用,但在复制过程中会出错,我们叫变异,变异的可能性很小,大约有百万分一的可能性,并且基因在复制过程中还有监工与修理工,在万一基因复制出错的情况下,监工会发现,修理工会迅速修理好出错的基因,这些修复工作也非常有效率。比如,有科学家做试验,把细菌放到太空空间站的外面,这里有极强的紫外线与宇宙射线,按道理这些射线可以把基因冲击得乱七八糟,但仍有很多细菌顽强地活下来了,说明被射线损坏的基因基本被修复了。虽然是这样,百密一疏,仍有基因变异了。这种基因变异不好说是好的与坏的,或者说大部分坏的,对生物的生存不利。在太空宇宙射线的照射下,大部分生物是活不下来的。

生物所处的环境也是不断演化的,按“进化论”,生物需要不断适应变化的环境。这种变异,如果是坏的,不适应环境,很快就被淘汰掉了。但如果万一更适应环境,就比同类更有生存优势,按道理这种变异的基因应该被流传开来。在无性繁殖的生物,个体之间,相互遇到后会很随意的交换遗传物质,就像我们随手交换一个硬币一样简单,但在生物体海量的基因面前,这种交换算是小打小闹。无性生殖的基因交换也仅局限于这种小打小闹的交换,好的变异可能没机会流传就又消失了。

所以在寒武纪之前的几十亿年,虽然有了生物,但生物进化非常缓慢,一直看不出有明显的变化,找不出新物种大量产生的证据。

几十亿年过去了,终于,生物迎来了有性繁殖时代。有性繁殖的生物,在要繁殖的时候,生物的生殖细胞,一般有两套遗传物质,会通过减数分裂,产生含一套遗传物质配子。雌雄配子含各有一套的基因,结合后产生基因重组。(当然,有性繁殖的方式很多,本文限于篇幅,不一一描述)。

通过有性生殖,你会发现,这种物种,除了同卵双生子外,理论上不会再有完全相同基因的个体了。不会有妈妈分不清子代的情况。比如即使两陌生人会出现长得相像的情况,但可能会有血型或其它更大的差异。这就大大加速了生物进化速度。

至于地球上如何演化出有性生殖的,目前科学家也是一头雾水,达尔文直到去世也没弄明白。但是却有了这个悖论: 一方面, 所有显得十分不同的东西, 归根结底却是很相似; 另一方面, 所有显得十分相似的东西, 事实上却是相当不同”

有性生殖基因组合产生更广泛的基因变异,可能对个体生存有益,也可能有害。但对整个群体而言,是有利于群体去适应环境的。这就是达尔文说的,淘汰对于有不利变异个体是残酷的,但对群体是有利的。

还有就是在无性繁殖时代,如果两个生物个体,如果分别产生一个有利变异,由于没有有效的交换机制,这两个个体可能互相竞争,反而两败俱伤。但是在有性繁殖时代,这两个有利变异,有了互相结合的机会,降低了同种内部竞争的机会,有利于积累有益变异,更有利于适应环境与进化。

所以,在生命产生的前几十亿年里,细菌一直是细菌,但在后来不到十亿年里,出现了寒武纪生命大爆发,出现了生物繁盛。比如我们人类,才仅几百万年的历史,就进化到如此聪明伶俐,从只会从树丛上跳来跳去的野兽,变成可以上天入地,没事就玩手机打游戏的现代人了。

我们从此文可以知道,看起来有点羞羞的,甚至有时见不得人的“性”,对我们,以至于生物界,是如此的重要。我们很需要正大光明的谈论一下“性”了,性是“伟大、光荣、正确”的事情。

待续……

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