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为什么要有性别?

已有 4940 次阅读 2016-2-25 07:39 |个人分类:读后感|系统分类:科普集锦|关键词:学者

性别的好处显而易见,可以在保持低突变率的情况下大大增加群体的遗传多样性,从而提高在复杂环境下群体的适应性。我们跟父母以及兄弟姐妹的主要差异并非来自于基因突变,而是对父母基因的不同取舍。然而,对于单个基因来说,这并不是什么好处,其演化速率依旧高度依赖于突变速率。


《自然》杂志今天就在线发表了一篇论文讨论这一问题(doi:10.1038/nature17143)。三个作者都来自哈佛大学,第一作者叫迈克尔·麦当劳(Michael J. McDonald)。他们通过分析酵母的基因组数据,证明性别可以让自然选择更有效率,从而加强生物的适应性进化。


这个结论也很符合直觉。酵母无性生殖时,如果发生基因突变,无论好坏(当然大多数是中性的),都在同一条“船”上,遗传漂变的作用大于自然选择,有害突变有可能没来得及被淘汰就先被固定了,而有益突变也可能刚出来就无奈的消失;而有性生殖时,有了同源重组,遗传突变不再同坐一条船,生物有机会甩掉有害变异,积累有益突变,从而更适应环境。


记得刚读研究生时,我的老师闲谈时聊过另一个有意思的问题,性别为什么要么是一种(无性繁殖生物)或者两种,而不存在三种、四种、更多种呢?我自己猜想,从适应性进化的角度来考虑,2比1要好得多,而3比起2来说,貌似不会增加多少益处,反而坏处不少。这个要分情况讨论,若性别A要找到性别B和性别C来才能实现繁殖,这年头,找一个就已经造成了诸多剩男剩女,要同时找两个,岂不是传宗接代的希望更加渺茫?况且就算找到了,也只能传递1/3的遗传物质。另一种情况是ABC三种性别可以俩俩互配,对于各个性别来说,选择面似乎更广了,但技术上似乎很难实现,很难想象A+B的后代会有机会成为C,或者说去喜欢C,久而久之,生殖隔离出现,于是分化成两个物种。





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1 刘光银

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