生物为何会进化出性行为？生物学家的新答案

然而，尽管有这么多优势，无性生殖在真核细胞生物中却属于“异类”、非常态。例如在植物中，只有不到1%的品种经常进行无性繁殖。在动物中，只有千分之一的已知品种只进行无性生殖。几百年来，这个明显的矛盾一直令生物学家们困惑不已。

1932年，遗传学家赫尔曼·马勒（Hermann Muller）认为自己找到了答案。“遗传学终于解开了性的存在（即功能）之谜。通过基因重组，性可以最大程度地利用基因变异的可能性。”换句话说，性的目的其实很简单：为了增加后代的基因多样性。这种多样性可以使后代更强壮、移动更迅速、对寄生虫的抵抗力更强、或者更有适应能力。

马勒并非第一位提出该观点的生物学家，但他的影响力最强，因此他的名字与这一观点紧紧地联系在了一起。一直到今天，这一观点在生物学界依然十分盛行。但这个观点本身仍有待商榷。毕竟，为了增加多样性的说法并不能解释单细胞生物为何、以及如何进化出性过程之一：减数分裂，即基因组分成两半、形成卵细胞和精细胞的过程。

性选择和性假说的关注点往往都放在生物的后代上，在对性行为进化史研究发现的证据显示，仅围绕“什么对后代和整个物种而言最为有利”的理论并不全面，研究总是忽略了性交给个体带来的直接益处。

研究人员正在重新审视性行为、以及与之相关的细胞和生理过程对生物个体的影响。而他们的研究结果显示，生物学家之所以找不到能够解释性行为的大一统理论，原因是根本不存在这样的理论。相反，性行为可以为生物提供的益处可谓五花八门，生物会从最有益于自身的原因出发、开展性行为。

无处不在的性行为

从某种意义上来说，“性”可谓无处不在。几乎每种真核生物都会进行性交，但每种物种都有着独特的性体验。对于植物、单细胞原虫、果蝇和人类而言，开展性行为的方式可谓千差万别。

但并非所有真核生物都将繁殖看作性交的目的。例如，有一种藻类就不会为了繁殖进行性交，它们进行无性繁殖的效果反而更好。这种团藻可以自行选择是进行自体克隆、还是与其它团藻性交，而当它们选择后者时，往往是为了提高自己的生存概率。

这些藻类按人类的标准来看，都只算有半个基因组。它们每条染色体都只有一份，因此属于单倍体。在这种状态下，它们可以进行有丝分裂，通过这种方式克隆自己。首先，它们的每条染色体会复制为二；接着，这些复制出来的染色体会沿着细胞中线排成一列，然后被拉入新形成的、与母细胞完全相同的子细胞中。

但当环境温度过高、或缺少氮元素时，该藻类就会改变繁殖方法。一个单倍体团藻会与另一个团藻融合在一起。这样一来，每组染色体就变成了两条，该藻类也就变成了像我们一样的双倍体。

不过，这种藻类只有当生存环境变得艰难时才会选择有性繁殖。内德尔库和同事们发现，如果能缓解它们的生理压力，比如向水中加入抗氧化剂，它们就不会进行有性繁殖。研究人员据此总结道，对这些藻类而言，性的主要目的并不是生育后代，而是为了增强自己的生存能力、使自己更好地应对这些压力。

对这种藻类来说，性最直接的好处便是使其变成抵抗力较强的多倍体，能够经受住更严苛的环境挑战，而当环境好转后，双倍体藻细胞便会通过减数分裂回到单倍体状态。但减数分裂这一过程除了增加基因多样性之外，还为基因组提供了一次独特的改良机会。

就像所有多细胞生物一样，这些藻类也可以设法修正DNA中的微小缺失或错误，但如果DNA破坏得太过严重，这套机制就难以将其精确修复。在这种情况下，如果有第二条DNA链作为复制模板，便可力挽狂澜。

而在单倍体细胞中，由于只有一条染色体，一般无法通过复制粘贴的方式修复受损的DNA。不过也有例外情况：在减数分裂期间，当新配对的一组染色体排在一起、尚未被拉入子细胞时，被破坏的DNA就得到了一个修复的契机。

进行减数分裂时，来自两个单倍体母细胞的染色体会排列在一起，期间可能会彼此交换组成部分。这一过程名叫“重组”，可以大大增加基因多样性，但更重要的是，它为染色体提供了一个复制粘贴其它单倍体基因的机会，可以完成凭自己之力无法进行的DNA修复。

早在几十年前，科学家就已经了解到了减数分裂的DNA修复作用。还有一些早期研究提出，这也许能解释为何有害变异比我们预想的要少见。但研究指出，这一功能在生物进化出性功能中或许扮演了重要作用。由于上述藻类属于真核生物的最古老世系之一，这也许说明“性的最初目的并不是为了繁殖”。相反，“生物进化出性，也许是为了增强对压力的适应能力。”

植物、原生生物与人类

这已经不是个新观点了。早在上世纪80年代，亚利桑那大学细胞生物学和解剖学教授哈里斯·伯恩斯坦（Harris Bernstein）和卡罗尔·伯恩斯坦（Carol Bernstein）就提出了这一理论。但该观点提出以来，始终未受到主流进化生物学的重视。

科学家在研究一种名叫草履虫的原虫时遇到了这个问题。草履虫是一种单细胞生物，全身覆盖着细小的纤毛，使其可以在淡水中游动。它们在感受到压力时也会采用有性繁殖的方法。并且当草履虫选择有性繁殖时，性交的对象常常是自己。

有证据显示，自体受精在草履虫中是一种相当常见的行为，这也许是草履虫基因多样性非常低的原因之一。这一事实无疑与“性的好处之一是可以增强基因多样性”的主流理论相矛盾。

研究中发现，就像前面提到的藻类一样，草履虫似乎也能从性交的过程中直接受益。在压力环境中，进行自体繁殖的草履虫的生存率比其它草履虫更高。最近刚刚达到性成熟的草履虫也会变得更加强壮。这些发现表明，压力不仅会诱发性行为的产生，并且激活性行为所需的过程也许还能帮助草履虫更好地应对压力。性不仅是个遗传过程，还是个细胞层面的过程，期间会涉及到多种其它细胞功能的基因。

（编辑：核心网）

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