为什么有男女之分性别(生物为什么分雌雄两个)

什么是性?这是每个人都在思考的问题。大多数生物都有雄性和雌性,人类进行“有性生殖”,通过结合卵子和精子来产生孩子和后代。

有两种繁殖方式:有性繁殖和无性繁殖。无性繁殖是一种通过创造自己的另一个自我进行繁殖的方法,即所谓的“克隆”。无性繁殖在进化历史上相对古老的生物中很常见,例如变形虫、眼虫、草履虫、海葵、水母、昆虫和螨虫。另一方面,在包括人类在内的脊椎动物中,很少见到“无性繁殖”。

为什么有男女之分性别(生物为什么分雌雄两个)

至少我们在日常生活中看到的生物一般都是有性繁殖的,不管是植物还是动物。但是仔细一想,你难道不奇怪为什么会有男女之分吗?

如果您只考虑简单地增加,无性繁殖会更有效。雄性不需要存在,它可以通过分裂自己或用自己的基因拷贝产卵来繁殖。虽然繁殖的效率是最好的,但由于同一个基因组被重复复制,增加的个体之间没有突变,环境稳定的话是没有问题的,但是如果环境恶化了,比如水质差、气温高、食物匮乏,所有的个体都无法适应,那么他们将一起死亡,走向灭绝。 .

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原始生物是“无性别的”

回顾地球的历史,人们认为无性繁殖在生命之初占主导地位。然而,每当全球环境发生变化时,无法适应的无性繁殖生物就会灭绝,而需要时间和努力适应的有性繁殖生物,却能存活下来。在那段历史中,人们认为有性的生物逐渐成为高等生物。

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最初,性行为的最终原因是交换基因以增加多样性。

如果无性繁殖=克隆繁殖,则没有多样性,因为只有具有相同基因拷贝的个体。因此,它们很有可能无法承受环境变化而灭亡。当然,即使是无性繁殖的生物,也会因为基因突变而获得新的基因突变,也就是DNA拷贝错误。但是频率极低,跟不上突然的环境变化。

在这种情况下,生物体设计的策略是“有性生殖”,其中个体相互交换他们拥有的基因以创造一个新的基因组。在这里,“红皇后假说”作为有性生殖的进化原理而出现。这就是“生物必须不断进化”的假设。

刘易斯·卡罗尔的爱丽丝镜中奇遇记中,红皇后对爱丽丝说的话:“在我们这儿,要保持原地不动,你得跑得飞快。”红皇后竭尽全力保持原地不动。这类似于生物体如何继续变化,以保持其在不断变化的自然环境中的位置。

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生物的诞生真是一连串的奇迹

生物是如何起源的?根据最新的研究数据,生物的诞生据说是一系列奇迹的结果。4,550,000,000 年前,当一颗火星大小的恒星与年轻的地球相撞时,发生了一场灾难性事件。这次碰撞撕裂了地球的一部分,形成了一颗在太空中凝固并绕地球运行的卫星,这是月亮的诞生。因碰撞而变成一团团灼热岩浆的地球和月球,逐渐冷却,水汽如雨点般洒落地球,43亿到40亿年前的海洋诞生了。其间,无数陨石不断降落在地球上,作为生命原料的氨基酸等有机物质也随着陨石被带入了海洋。

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那时,月球的轨道比现在更接近地球,它的引力导致海洋剧烈波动,在这种波浪运动中,溶解在海中的分子相互结合,产生一种叫做“核酸”的物质,它是基因(DNA)的基础。然后,在无数的“气泡”中,由于大浪不断地沿着水边漂流,这种叫做核酸的物质被吸入并浓缩,核酸被连成一条链,从而意外合成了脱氧核糖核酸。这种DNA是具有自我复制能力的物质,已成为生命的“核心”。

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最初的生命是一个简单的单位,只是在细胞膜上复制了一份 DNA,但没过多久,一个从 DNA 信息中合成蛋白质的系统就诞生了。至此,细胞生长竞争开始了。这就是留下副本多者获胜的“生物基本原理”的出现。准确地说,DNA之间的增殖竞争始于DNA诞生之时。然而,随着单细胞生物的诞生,基因之间的竞争被生物之间的竞争所取代。

即使被称为“竞争”,也并不意味着基因和细胞会因为它们的意图而开始增加。在有限的资源中,第一个繁殖和消耗资源的才能生存,而DNA本身的化学反应,重复复制。

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最终,单细胞生物结合在一起,产生了多细胞生物,多细胞生物反复转变为结构更复杂的生物。单细胞生物和多细胞生物最初都是无性繁殖的,即通过自身复制繁殖。

对抗寄生虫病毒

但这就是事情开始出错的地方。随着生物体变得越来越复杂,附着在细胞上并试图获取能量的寄生虫也在进化,这些是病毒和细菌。作为宿主,如果吸收了能量,自然繁殖效率就会降低。因此,宿主细胞有机体以不能吸收能量的方式进化。

例如,我们试图使细胞外壳变硬以使寄生虫难以入侵,或产生免疫力以建立抵抗力。而寄生虫也改变自己的结构来突破它,一场进化的猫鼠游戏从宿主开始。这被称为军备竞赛协同进化。

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那个时候,DNA结构简单,新的寄生方式层出不穷,宿主跟不上进化。

对于宿主来说,寄生虫的快速进化意味着环境的巨大变化,影响了自身副本的生存。宿主生物为应对这种不断变化的环境变化而设计的策略是一种划时代的“宿主之间的基因交换”,即有性生殖。通过增加宿主种群内的遗传多样性,这种方法防止了寄生虫的传播,并增加了每个宿主生物后代的存活几率。

然而,当有性生殖出现时,男性和女性还没有存在。例如草履虫这种单细胞生物,正常情况下是无性繁殖的,但经过一定程度的重复细胞分裂后,它会与其他个体结合(所谓的聚结)并相互交换基因。这种结合被认为是有性生殖的前兆。

为什么有男女之分性别(生物为什么分雌雄两个)

草履虫不区分雄性和雌性,并在具有不同基因的细胞之间进行。交配后,分离的草履虫通过细胞分裂重复克隆繁殖。

当涉及到多细胞生物时,很难以草履虫等简单的细胞连接形式交换基因。因此,我们进化出一种生殖模式,在这种模式下,在体内产生具有自身基因组一半的生殖细胞,并与其他个体的生殖细胞结合,产生具有新基因组的后代。精子和卵子的结合就是受精。

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“男女”之差诞生的原因

但是这里又出现了一个问题。为什么精子和卵子这两个生殖细胞会进化?这就是性别分化的根源。随着生物体变得越来越复杂和先进,生长需要更长的时间。胚胎发育是配子交配、开始细胞分裂并成长为个体的过程。营养是胚胎发育所必需的。由于环境的影响,从外界吸收养分会增加生长失败的风险。然后,卵子进化为配子,为胚胎储存营养以成为个体。

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另一方面,随着卵子积累养分,个体长大,难以增加产量。换句话说,一次可以生产的数量是有限的。数字越低,配子相遇的可能性就越小。因此,通过减少有限数量的卵子的大小,可以大量生产的配子进化,这是精子的进化。此外,这些小配子现在具有运动能力,以增加遇到大而难以移动的卵的可能性。

这样,两种配子,卵子和精子就诞生了,雌性和雄性作为专门生产每种类型的个体而诞生。随着生物体的进化和变得越来越复杂,雌性和雄性之间的形态和功能差异越来越大。这被称为性别二态性。

在高等动物中,由于功能限制,雌性和雄性之间的分化进展迅速。在人类中,妇女生孩子,男人打猎,随着每个角色变得更加专业化,女性和男性之间的体质差异也越来越大。

版权声明:千度导航 发表于 2022年9月24日 20:06。
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