有性生殖的特點和優勢?有性生殖有什麼優點?表面上,子代融合了雙親的遺傳物質,可以有更大變異性,有利變異由于更能适應環境,可由遺傳的作用在後代裡得到積累和加強如果您把這個寫入到教科書中的答案看做是真理,那麼您可能錯了因為“性使生物通過基因重組獲得優勢”隻是生物學的一個假說,下面我們就來聊聊關于有性生殖的特點和優勢?接下來我們就一起去了解一下吧!
有性生殖有什麼優點?表面上,子代融合了雙親的遺傳物質,可以有更大變異性,有利變異由于更能适應環境,可由遺傳的作用在後代裡得到積累和加強。如果您把這個寫入到教科書中的答案看做是真理,那麼您可能錯了。因為“性使生物通過基因重組獲得優勢”隻是生物學的一個假說。
受精作用和有性生殖
有很多實驗支持這個假說新西蘭奧克蘭大學和英國倫敦皇家學院的科學家聯手在《自然》雜志上發表了一項研究論文,聲稱,有性繁殖的酵母能夠比無性繁殖的酵母更快地适應環境的變化。正常酵母産生的孢子隻含有一半的父輩染色體。這些孢子必須與其他孢子進行“交配”,從而将彼此的遺傳信息結合在一起,産生新的酵母。
科學家們通過遺傳手段改變酵母細胞,使其喪失有性繁殖的能力。兩種新酵母都能正常生長。但是當研究人員改變兩種細胞所處的培養液的溫度、鹽度,與無性繁殖的細胞株相比,有性繁殖的細胞株的生長速度要更快一些。
酵母菌在顯微鏡下形态展示
類似的研究報告果還有很多,似乎這些實驗研究的事實證明了——性使生物通過基因重組獲得了優勢。然而科學的結論卻并不能因此而得出,因為如此下結論,就犯了一個科學上的常識性錯誤:預設假設,并選擇對假設有力的證據證明之。
類似的實驗再多,仍舊缺乏實驗結果與理論假設之間因果性的嚴格證明,科學家們要想證明這個假說,需要設計更加嚴謹的實驗,以彌補現有實驗的不足。這種錯誤早在359年前,英國化學家,羅伯特·波義耳,在其著作《懷疑派化學家》中有過清晰的闡述,書中說:
“……那些言之鑿鑿的,似乎毫無懷疑餘地的假說,一旦仔細分析就會對其真理性産生諸多疑問。那些人聲稱自己的理論是經過試驗證明的,但實際上則恰恰相反,他們是先臆想了一套真理,然後再根據這套所謂的真理,試圖用試驗證明自己的推論的正當性……”
波義爾
也有很多事實不支持這個假說比如銀杏樹,雌雄異株,采用有性生殖,其染色體和人類一樣,雄性由x、y染色體組成,而雌性則是兩個x染色體。正因為如此,銀杏在物種水平維持了較高水平的遺傳變異,研究人員相信,銀杏仍在繼續進化。
2019年10月,浙江大學、中國科學院植物研究所和華大基因研究院的科學家通過5年的通力合作,在完成銀杏首個基因組草圖後,對全球545棵銀杏大樹進行基因組重測序,構建起迄今最大的銀杏遺傳數據庫,為認識銀杏的進化曆史與進化潛力提供了重要信息。相關論文已經發表在《自然》雜志上。
銀杏樹
研究人員介紹,銀杏被譽為植物王國的“活化石”,是世界上現存最古老的樹種之一,現生銀杏是古老的銀杏家族唯一幸存的成員。論文第一作者、浙大生命科學學院副教授趙雲鵬說,銀杏樹忠實保留着億萬年前祖先的模樣,它們扇形帶凹缺的葉片有時深裂為二,在化石裡如此,現實中也是如此。
通過種群遺傳結構和動态曆史模拟分析,研究團隊鑒定出銀杏的4個古老遺傳成分存在于中國的3個“避難所”:以浙江天目山為代表的東部,以貴州務川、重慶金佛山為代表的西南,以及以廣東南雄、廣西興安為代表的南部。
大熊貓
在全球經曆極端氣候時,銀杏樹沒有因為較高的變異産生新的變種适應下來,而是其物種的蹤迹會逐漸收縮到這些避難所,等氣候轉好,它們又會重新向外面的天地生發。換句話說,采用有性生殖方式,有着高遺傳變異水平的銀杏樹,并沒有在極端氣候下産生新變種。
考古生物學的化石證據表明,衆多有性生殖的古生物出現了穩态,甚至是現存的物種也能證明穩态是鐵的事實。與銀杏樹類似的一個例子是大熊貓,同樣是有性生殖的它們,在上千萬年間都沒有出現較大的變化。有性生殖并沒有使大熊貓随着環境變化演化成新的物種,反而它們成為最有可能滅絕的瀕危動物。
生物大滅絕
有性生殖的優點是什麼呢?如果說前面的例子還不夠充分,那麼生物進化史上的6次大滅絕事件就足以說明問題。普遍采用有性生殖方式的動物,是這幾次大滅絕事件中的主角。有性生殖,并沒有在殘酷的環境變化中,表現出更強的适應性。相反,那些具備多種繁殖方式的植物和藻類等成為了大滅絕事件中,幸存下來最多的生物。
由此可見,有性生殖可以産生更多變異,從而适應自然選擇的說法是錯誤的。那麼,有性生殖的優點到底是什麼呢?或者說,有性生殖最大的價值在哪裡呢?答案是有性生殖将生物界推進到了文明時代。
1976年,道金斯在威廉斯等人工作的基礎上,系統性地提出了“自私的基因”這一說法,這使得基因選擇理論成為了風靡世界的生物學概念。在道金斯看來,進化的過程既不是群體之間的競争,也不是個體之間的恩怨,而是基因之間的戰鬥故事。基因的目的隻有一個,那就是不斷地、更多地複制自己。
在此基礎之上,生物在進化中形成了利己和利他的現象,即社會性。小到昆蟲,比如螞蟻、蜜蜂,大到很多哺乳動物,比如獅子、大象、鲸魚、海豚等等,都存在着複雜的社會性群體行為,而社會性在哺乳動物中的存在,則最終導緻了人類的誕生。
鲸魚合作捕獵
結束語我們可以說,如果一定要問有性生殖有什麼優點,僅僅從構建生物體的“磚瓦”,基因這個角度看過去,并沒有什麼明顯的優勢。在極端的環境變化面前,有性生殖脆弱得就像一張一彈就破的紙,相反,那些可以通過無性生殖的生物,卻可以有更多的存活下來的機會。但有性生殖的最大貢獻是,造就了我們人類的文明,讓我們感受到豐富的情感生活,生活才有滋有味。
【參考資料】
1、趙肅清,李鋒,孫遠明. 銀杏外種皮研究進展. 《 植物科學學報 》
2、史鈞 其實你不懂進化論 世界圖書出版有限公司
3、崔佳 生物進化史 中華工商聯合出版社
4、李敏 生物進化密碼 安徽人民出版社
5、道金斯 自私的基因 中信出版社
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