生物最初是无性繁殖的 后来怎么进化出雌雄两性的?
发布网友
发布时间：2022-05-09 19:55
共3个回答
热心网友
时间：2023-07-22 18:06
雌性和雄性两种？早在1958年，对现代达 尔文主义的创立有重大贡献的生物学家罗纳 德·费舍尔在他的著作《自然选择的遗传学 理论》中，就明确提出了这个问题。但这个 问题在此后40多年的时间内都没有得到很 好的解答。 在澳大利亚墨尔本举行的第19届国际 遗传学大会上，温哥华英国哥伦比亚大学的 进化生物学家莎莉·奥托教授发言说：“鸟类 交配，蜜蜂交配，人类也交配，但是却无人 知晓性别究竟是如何进化的。假如可以创造 出能够自行繁殖的女性，为什么还要创造男 性呢？无庸讳言，21世纪的今天，进化生 物学家仍然没有走出性别进化的迷宫。” 性在进化上究竟有什么好处？雌性为什 么愿意付出这“50％”的代价？ 许多生物，不需要雄性和雌性，照样可 以代代相传。比如，细菌就是通过最简单的 方式自我复制———一个变成两个，两个变 成4个，依此类推。通过无性繁殖而产生的 个体，都是完全相同的“复制品”。 在只有两种性别且雌雄异体的生物中， 一个个体要繁殖后代，就必须要与同种的异 性个体进行交配。性对于生物体本身并不是 一件什么好事。对于雄性来说，他们要花费 大量的时间和精力去寻找和讨好配偶，或为 求偶而战，弄得伤痕累累乃至有生命危险。 对于雌性来说，有性生殖的结果使她们的基 因只能有一半传给子女，而来自雄性的另一 半未必就很优秀，说不定受骗上当被一个孬 种所勾引。如果她们采用单亲无性生殖，她 们的基因就能百分之百地传下去。至今还有 几千种生物采用无性生殖，就避免了 那“50％”的代价。但是在现今存在的几百万 种动植物中，为什么绝大多数都采用有性生 殖或者是有性和无性生殖相结合？它们的雌 性为什么愿意付出这“50％”的代价？性在进 化上究竟有什么好处？ 目前流行的观点认为，有性繁殖带来了 基因重组，基因重组带来了无穷无尽的变 异，而丰富的变异更有能力接受生存的挑 战。这有点像参加抽奖，单性生殖只是买了 一张彩票，然后把它复印了许多次，复印得 再多也不能增加中奖概率，而有性生殖却是 买了许多不同号码的彩票，显然最有可能中 奖。 两性的选择是基因组在“争斗”过程中进 化妥协的结果？ 在两种性别的个体数目大致相等的情况 下，某一个个体只能有一半的机会遇到异性 的个体，从而在寻找异性个体的过程中往往 要浪费不少时间和精力。如果一种生物有很 多种性别，假设有100种，而且这种生物的 个体只要找到与己不同性别的个体就可以进 行交配生殖；在这种情况下，对于某一个个 体来说，每100个其他个体中就有约99个是 异性个体，从而它可有99%的机会遇到异性 的个体。这样，每一个个体都可以只用较少 的时间和精力就能达到有性生殖的目的。 既然只有两种性别降低了物种延续的概 率，那生物为什么大多只有两种性别呢？近 年有人提出了一种比较合理的解释，认为这 是基因组“争斗”的进化妥协结果。 基于在一般的有性生殖中，都有通过不 同性别的生殖细胞融合，重新组合起成为一 个整体，来源于不同细胞的线粒体基因组或 叶绿体基因组为了各自的利益、为了更多地 复制，就有可能会产生一些可以“消灭”来自 另一个细胞的线粒体或叶绿体的变异。这种 细胞器官的“互相残杀”将会导致整个细胞的 灾难。为了使有性生殖能顺利进行，生物进 化必须产生出一种能避免发生细胞内“战 争”的方式。最简单的解决办法就是形成只 有两种性别的有性生殖体系，其中一种性别 放弃把细胞质的遗传物质传给下一代的机 会，而另一种性别则享有把细胞质的遗传物 质传给下一代的权利。 今天的两性制度，也许正是以前多性制 度垮台之后的结果。 那种有13种性别的黏液霉菌又如何 呢？深入的研究发现，这13种性别并不是 平等的。同样为了防止线粒体之间的战争， 存在着一个等级森严的制度：比如说，第 13号的性可以跟任何别*配，在交配时 只有它能够遗传下线粒体基因，其它的性必 须抛弃自己的线粒体；对于第12号的性来 说，只有在跟11号或者低于11号的别* 配时，才有保留线粒体基因的特权；依次类 推。 可见如果只有一性，或者有两个以上的 性，反而让有性生殖变得复杂起来，不如只 有两性那么简单明了。在黏液霉菌中，低一 号的性有时会发生突变，拒绝抛弃自己的线 粒体，其结果是跟与之交配的高一号的性同 归于尽。如果这样的造反持续下去，等级森 严的制度最终会垮台，性别的种类会越来越 少，直到只剩下两种性。也许，今天的两性 制度，正是以前多性制度垮台之后的结果。 相关链接 雌雄分离的进化历程 早期生物都是单个个体产生新个体，细 胞核进行一次无丝*就行。当多细胞生物 的生殖功能纷纷巩固的时候，由于偶然和必 然的因素，突变或者变异，使得某些多细胞 生物产生了两套“生殖”组织或器官，就是类 似“雌雄同体”的，但还不是真正意义上的雌 雄同体。 再后来，在同体受精的生物基础上，发 展成了雌雄同体，但是异体受精。这又是一 个进步。但这个还不是彻底的雌雄分离。 实现彻底的雌雄分离是非常困难的，在 进化的历程中还在完善，至今没有停止。雌 雄分离首先得分开，哪些是雌性，哪些是雄 性。分开之后，还得保证它们像同一个个体 一样能非常亲密地结合，并产生子代。雌雄 个体可以通过基因来分配，在多染色体个体 中，总有染色体是控制着性别的。那么，当 染色体分配不同时，就可以产生两种性别 了。 雌雄分离以后也有一些还保持着原始繁 殖的迹象，比如有些鱼的性别是不定的，随 着环境的变化而变化性别。红海中生活的红 鲷鱼以20条左右为一群，其中，只有一条 雄鱼，其余的全都是雌鱼。一旦这条雄鱼死 去，在剩余的雌鱼中，身体最强壮的一尾便 发生体态变化，鳍逐渐变小，体色变艳，内 部器官也随之发生变化，成为彻头彻尾的雄 鱼。
热心网友
时间：2023-07-22 18:06
首先，有性繁殖不等于雌雄两性！所以进化出有性繁殖和进化出雌雄两性这完全是两个问题。
虽然这2个问题的答案都是基因突变+自然选择而产生的，但过程截然不同。
有性繁殖的诞生是伴随着多细胞生物细胞分化而产生的。多细胞生物拥有比单细胞生物复杂得多的基因表现型。所以尽管此时多数多细胞依然有无性繁殖的选项（譬如初中应该学过水螅出芽生殖之类的），但无性繁殖的弊端也就是只能通过突变来产生新的基因型及对应表现型很快就遇到了瓶颈，一旦遇到环境剧烈改变，整个种群来不及突变出适应新环境而直接全灭的情景比比皆是（更不要说在显生宙之前，地球还经历了诸如雪球地球这种级别的灾难）
于是，很偶然，一些真核多细胞生物，一部分细胞开始*但不复制，这个细胞脱离母体后也可以正常发育成新的个体，但是再进行繁殖需要遇到另一个也发生*但不复制的个体，二者将后代细胞融合，才能产生后代。
这个过程就是真核细胞有性繁殖的开始，但和现在不一样，单倍体依旧可以生长，单倍体又叫配子体，后代细胞需要融合（有性生殖）才能变为新的个体，新的个体是二倍体，又叫孢子体，他可以产生单倍体的孢子。这就是世代交替。
但不管怎样，此时有性繁殖已经显露出了他相对无性繁殖的进步性---基因重组，能保留“暂时好像没用”的一些突变，并在环境剧烈改变时突变的基因频率，新性状的比例能迅速上升，种群可以延续。唯一要说有性生殖有什么令人无语的地方那就是繁殖效率比无性繁殖低下了亿点点。但没有关系，大不了一些生物既可以无性繁殖也可以有性繁殖不就完了。现而今植物和低等动物依旧保留了多种繁殖方式！
在世代交替的过程中，有的生物是孢子体更为发达，有的生物是配子体更为发达，现而今植物这边蕨类植物往下都有世代交替的现象，而往往多数没有性别之分。因此有性生殖的历史比雌雄出现要早得远。
雌雄出现则是另一个偶然。
上面说孢子体产生单倍体孢子的器官，慢慢特化成了专门的生殖系统，并且同时因种种原因，配子体生存周期渐渐变短，孢子体渐渐占据优势。（植物中的蕨类植物已经很明显了）
当然这个过程其实也有故事，您没问，我就不展开了。
重点是此时配子发生结合，两个配子我是分不清谁雌谁雄的。只是我知道其中一个配子是外来的，他可以靠水流，也可以靠风，或者其他生物携带，找到另一个配子。
于是渐渐地，生物开始出现了两种特化器官，其中一个专门向外散播配子，另一个则张着口等着其他配子进入。（雌雄同体，同时拥有雌雄两套生殖系统）
终于有一天，控制这个生殖系统的基因【注意此时还是常染色体】发生了一个突变，出现了有一个器官不发育的个体，我们称为雄性不育或者雌性不育的个体。
这2类突变走了截然相反的道路，这事儿很有趣，最后我会说。
我们就以全雌为例，很显然，现在这个种群出现了两种性别：雌雄同体和雌性。
接下来，该生物又有了新的突变，雌性的基因不表达。
这个突变必定是显性，而且和上一次突变必须连锁（如果不连锁隐性，会倒退回雌雄同体；如果连锁隐性或者不连锁显性，种群会衰亡。为什么请自行模拟。）
在这个突变之后，性染色体才出现。并且呈现了XY重组率不如常染色体。
不过此时，XY性染色体外观还是差不多的，但在接下来几亿年过程中，他们会渐渐变得不同，有的譬如苍蝇，他们的Y比X要大得多，而我们人则是小得多。这其中就是别的故事了。
啊！前面说了件“有趣的事”，那就是我们是以全雌为例，展示了XY型性别决定形成过程，那么有没有人是以全雄突变为开端的呢？
有！现而今鸟类以ZW型性别决定，就是这么来的。
而很显然，鸟类和哺乳动物的分家，是在将近3亿年前的时候。换言之，也就是雌雄性别的出现，我们和鸟类走了截然相反的道路，是在“龙兽争霸”开始之后才诞生的，因此雌雄性别的历史，远远比有性生殖短很多。
热心网友
时间：2023-07-22 18:07
在环境条件均一稳定的情况下，无性生殖优越性明显；但在气候多变的新元古代，有性生殖变得有利。
对大多数物种而言，有性繁殖是惟一的选择。有性繁殖较无性繁殖更为高级和复杂，更有利于物种一代代延续下去而不致灭绝。
