達爾文進化理論的觀點認為適者生存,而適者並不是完美者,僅僅只是在環境中更具生存優勢。有性生殖作為地球上佔據絕對主導的繁殖形式,勢必具備了非常大的生存優勢。但是有性生殖這種繁殖形式一定也存在缺陷,那它到底有哪些缺陷呢?


題目描述的「有性生殖作為地球上佔據絕對主導的繁殖形式,勢必具備了非常大的生存優勢」是不存在的,可能是對生活觀察得不仔細,或者被網路上蔓延的錯誤模因所欺騙。

第一,有性生殖並沒有佔據絕對主導。無論你是否將病毒當做生物,由於原核生物壓倒性的物種數,地球上絕大部分物種是無性生殖的,有性生殖的生物則大多是缺乏性別分化的單細胞生物,它們只在遇到惡劣環境時彼此融合,到了適宜的環境再分裂開來——這是靠「有減數分裂」給人家列為有性生殖的,人家沒有性別。可以參照:

如何從專業角度解釋「有性生殖」??

www.zhihu.com圖標

第二,沒有任何邏輯說「廣泛存在的東西就一定有優勢」,更別提「非常大」的優勢了。地球上存在過的生物物種至少有99%已經滅絕了,按你的邏輯,要麼絕大部分生物使用過的性狀——包括有性生殖在內——有致死的缺陷,要麼「已經死得乾乾淨淨的了」這個「佔據絕對主導的狀態」有「非常大的生存優勢」。

其實地球生物並不適應地球的環境,大家只是在忍耐。

題目描述的「但是有性生殖這種繁殖形式一定也存在缺陷」是不存在的。不要抱著「事物有優勢就一定有缺陷」這種和稀泥哲學。有性生殖的能力是偶然地產生、代代相傳地繼承下來的。一部分能夠有性生殖的生物還具有無性生殖的能力、改變性別的能力或是雌雄同體。有些物種在演化途中失去了其它性別、變為完全孤雌生殖。「有性生殖到底有什麼優勢」是沒有定論的。我們可以說,有性生殖的現狀只是尚未被淘汰罷了。

事實上,就算要進行有性生殖,沒有人知道「存在性別而非全部雌雄同體」到底有什麼優點,猜想的所有好處在自然界都有大量的反例。就連嘗試解釋孤雌生殖的不利之處的所謂「穆勒棘輪」都被畢氏卵角蟻等多個物種擊穿了。對有性生殖或性別的「意義」或「優越性」大加吹捧,是很難站得住腳的,缺陷也一樣:你可以很容易地闡釋每一個缺陷沒什麼大不了的

例如經常提的這三項「有性生殖的缺陷」:

1.雄性沒有生育能力,把資源浪費在雄性後代上會直接導致繁殖成本翻倍

完全使用孤雌生殖才能叫做雄性沒有生育能力。既然本物種還有雄性,那麼雄性的情況頂多是「對生育的貢獻較小」。這意味著雄性的身體可以為生育做出更多或更少的變化和妥協。

前者意味著雄性的資源消耗小於雌性,抑或可以分擔照顧後代的壓力、提高成活率;

後者意味著雄性可以在同樣條件下比雌性更多地發展捕食、自衛用的特徵,在本物種的生活環境里佔據一部分生物量來壓制其它物種。

頂不濟的時候,雄性也可以給本物種的雌性當做儲備糧。如果有這方面的選擇壓,物種可以在長期演化中移除雄性對雌性的反抗。

2. 基因重組會打破優勢連鎖

基因重組也會處理掉不利基因。而且,有利和不利的突變都是少數,中性突變是多數,這並不重要。如果你的優勢真的大,你的純合後代理所應當在本物種里蔓延。

3. 求偶行為會帶來額外負擔

活著就是負擔。確實有些物種為求偶行為特化的身體部件傷害到了自己的生存力,但更多的物種為求偶行為發展的身體部件可以用於捕食和自衛。

下面談一談有性生殖的意義和缺陷。

在有性生殖的意義方面,相對能看的解釋之一是:多細胞生物不能像單細胞生物那樣快速傳代產生高突變速率和巨大種群規模,只能靠有性生殖增加基因多樣性,以便適應複雜多樣的環境。

但是,基因多樣性真的有用嗎?我們自己就是對這假說的致命反擊。人類的基因多樣性之,在地球生物圈裡是出了名的,一個黑猩猩群體的遺傳多樣性就超過現在存活著的所有人。這通常解釋為人類的總人口曾在歷史上衰減到不足200或在較近的時代衰減到不足2000,以及人類經常在戰亂中自己抹平自己的遺傳多樣性。按這個狀況,就算人類改為孤雌生殖或渦蟲式的分裂生殖,都不會怎麼影響人類的遺傳多樣性。

而我們相對於其它生物掌握了巨大的力量,可以將它們成億噸地碾碎、燒毀、滅絕。從我們看到的地層里的化石記錄的整個歷史和現實可以知道,地球生命適應環境的效率根本比不上摧毀原本的環境再用自己喜歡的環境取而代之。人類原始時代的刀耕火種在這方面就超越了其它所有生命,工業革命以來人類對生物圈的影響已經可以和藍菌與植物相匹敵。

比較新的假說是,多細胞生物進行有性生殖可以幫助種群對抗隨機生成的癌細胞。

但這委實有點難:在一些多細胞動物的種群里存在明目張胆靠交配與求偶行為傳播的癌細胞。在原本的動物體死亡之後,癌細胞像微生物一樣繼續傳播下去,例如犬傳染性生殖道腫瘤、袋獾傳染性面部腫瘤,後者已經殲滅了95%的塔斯馬尼亞袋獾——說好的有性生殖能對抗癌細胞呢?你對抗了個什麼?

面對這種鐵證,一些萌頭學者又開始講「袋獾的遺傳多樣性很低,所以容易感染其它個體的癌細胞」——那好,有性生殖在物種產生之後製造遺傳多樣性的能力和在種群一度衰退後恢復遺傳多樣性的能力如此之弱,還能幫助癌細胞傳播,你到底希望它靠什麼對抗癌細胞?

而相反的,基因多樣性低落的人類即使被第一次接觸的麻疹·天花按在地上摩擦,群體也很少死亡超過50%——在遙遠的過去,人類就懂得遠離感染者。

這個缺陷是相當之大了,不過主要限制因素還是多細胞生物的傳代速度。無性生殖也可以將癌細胞傳給後代,但對種群來說不重要。

「有性生殖便於處理線粒體畸變」之類往實用上湊的解釋,說得就跟無性生殖的物種都沒有線粒體之類構造一樣。其中尤其好笑的是「有性生殖可以讓配子的染色體互相參照進行修復」,巨細胞病毒都信了:

人類那一堆染色體在受精卵里多了一個、少了一個乃至多了一群所造成的畸形、弱智、腦癱、死胎、流產,比我們病毒撅著屁股掄著鎬頭在你們身上鑿了半天搞出來的都多,草(中日雙語)。

這個缺陷可以歸結到真核細胞本身的性能問題。地球生物就是一坨混沌,不能要求太高。

「有性生殖可以增加基因多樣性、對抗傳染病」之類往不可靠的隨機性上湊的解釋,說得就跟那些無性生殖的微生物突變得慢一樣。無性生殖一樣會有複製錯誤,微生物還可以在繁殖之外交換遺傳物質,有性生殖的效率跟那個比不了的。這說法對孤雌生殖也一樣難以成立,地球上有一部分白蟻和螞蟻已經孤雌生殖了幾千萬年,並沒有表現出基因過於單一之類問題。

況且大部分突變是中性突變,跟不利突變加起來佔據了突變的絕大部分,對生物體是完全無益的,傳染病也不看重絕大部分亂七八糟的突變。「新冠肺炎,人群普遍易感」大家今年都聽得耳朵出老繭了,豬瘟病毒殺豬、高致病性新城疫宰雞、大腸桿菌O157瀉死雞鴨鵝的時候也沒看出來這些物種的基因多樣性起了什麼作用,一個大中型養殖場里的病死率一整就狂飆到100%。

對抗病原體的能力受其它因素的影響實在太大了。許多結構簡單的生命形式有壽命極度漫長的個體跟微生物談笑風生,例如南極海綿有不少可確認的已經存活超過1000年的個體,它也是有性生殖+分裂的物種,而它個體的強大生命力跟有性生殖一點關係都沒有。大型生物對基因複製錯誤的修正能力遠遠強於微生物,高突變率對低生殖能力的物種不利,有性生殖在這方面的「優勢」一般說是「可以將有利的突變累積,而降低不利突變的影響」,儘管反例簡直是堆積如山。

「有性生殖與死亡直接相關,而無性生殖多麼單調」這樣的解釋就更搞笑了。許多並無自然壽命限制的水螅綱物種在環境適宜的時候進行出芽生殖,在環境稍差的時候進行有性生殖。以不同標準求出的地球上體型最大的兩個單一生物個體(至少2500歲、佔地超過6平方千米的巨型蜜環菌和至少80000歲、體重超過6000噸的巨型顫楊)都屬於既能從身上分裂出一部分長成新個體又能有性生殖的物種。水螅綱、蜜環菌、顫楊表現出的壓倒性優勢都來自有性生殖以外的能力。

儘管如此,有性生殖作為可選手段仍然被它們利用著。生殖手段本就沒有對立關係,你覺得有性生殖有缺陷的話,你同時具備無性生殖能力就可以了。


常說的是這麼幾個:1.雄性沒有生育能力,把資源浪費在雄性後代上會直接導致繁殖成本翻倍(2-fold cost of sexual reproduction);2. 基因重組會打破優勢連鎖;3. 求偶行為會帶來額外負擔,等等。

參考

為什麼高級生物通常是有性繁殖的??

www.zhihu.com圖標

我也不知道不過我挺享受過程


哪些缺陷?

你細品,放圖!

它們因為繁衍出現了這種TM的獵奇審美……

也因為這種獵奇審美自戳腦闊……

我都不知道怎麼形容這種現象了……


有性生殖在種群上是優勢特性,在個體上是劣勢。

加大了基因變異的概率,相當於隨便往代碼里粘貼一段別的代碼,絕大多數情況下是不利的。

但是群體中只要存在這段在接下來變化中有利的形狀,那麼群體的基因就得以延續。


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