科学|为什么要雌雄交配才能够产生后代,同性为什么无法生育后代呢?


科学|为什么要雌雄交配才能够产生后代,同性为什么无法生育后代呢?
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【科学|为什么要雌雄交配才能够产生后代,同性为什么无法生育后代呢?】世界上大多数动物都需要有性繁殖才能留下后代 , 而且有性繁殖还必须是雌雄双方的结合 。 然而我们知道 , 动物在寻找配偶 , 以及在求偶过程中会消耗大量的能量 , 以至于有些生物无法将自己的基因传递给后代 。
那么问题来了 , 为什么地球生物要设置这样一个壁垒 , 阻碍生物繁衍后代呢?

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同性生育后代
自从人类诞生文明之后 , 我们就一直挑战自然界的禁忌 , 同性生育后代也是其中之一 。 2018年科学家们通过技术手段 , 首次得到了双父亲来源的小鼠 , 也就是孤雄小鼠 。
在实验室中 , 科学家们将一颗卵细胞取出细胞核 , 然后将小鼠的精子注入到去核卵细胞中 , 然后再将这颗含有精子遗传物质的卵细胞和另一枚精子结合 , 此时就会形成一枚受精卵 , 由这枚受精卵发育而来的小鼠就是孤雄小鼠 。

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单听描述会觉得这项实验很简单 , 但实际上 , 科学家们发现孤雄小鼠很难发育成活 , 而且发育而来的胚胎明显比正常小鼠胚胎要大得多 。

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孤雌小鼠也是采用类似的流程 , 只不过孤雌小鼠的胚胎发育则要比正常胎儿要小得多 。

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之所以同性孕育的后代体型会和正常胎儿体型相距过大 , 其实正是因为雌雄博弈的成果 。 我们知道 , 大多数雄性并不承担繁殖之苦 , 甚至许多雄性也不参与抚养后代 , 因此对于雄性而言 , 寻找较多的异性交配是一件非常划算的事情 。 这样即使有一部分后代没有存活 , 也会有一部分后代传递自己的基因 。 因此雄性的策略是多多交配 , 并且让自己的后代体型越大越好 , 这样自己的后代成活率就会越高 , 而且后代个体较大也不会消耗雄性的能量 , 所以孤雄生育的后代体型才会比正常后代要大得多 。

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然而对于雌性而言 , 多多交配并不能让它们的后代数量变多 , 因为它们需要耗费大量的体力与能量来孕育后代 , 而且后代出生之后它们还要喂养幼崽很长一段时间 。 因此雌性的策略是少生优生 , 同时让自己的后代体型越小越好 , 这是因为胚胎发育得越快 , 消耗的能量就越多 , 越不利于自身的发展 , 所以雌性会增强能够抑制胚胎发育的基因 , 尽量让孩子发育得较小一些 。 所以孤雌繁殖的后代体型 , 才会比正常后代要小得多 。

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由于雌雄交配的生殖方式演化了几亿年 , 以至于雌雄双方在生育后代时达到了一个微妙的平衡 , 必须要对方共同参与才能繁殖出健康的后代 。 否则无论是孤雌繁殖 , 还是孤雄繁殖 , 得到的个体都无法存活 , 更无法将自身的基因传递下去 , 所以该基因就在演化中被淘汰 。
尽管科学家们可以实现孤雄、孤雌生殖 , 但过程非常麻烦 , 而且现有的孤雄小鼠或者是孤雌小鼠生存时间并不长 。
有性繁殖的好处
现如今大多数动物都是采用有性繁殖 , 并且必须是雌雄双方共同参与 , 才能繁殖后代 。 之所以要这样做 , 其实是有好处的 。
目前自然界有两种繁殖方式 , 无性繁殖和有性繁殖 。 其中无性繁殖主要是指生物无需交配 , 就可以繁殖 , 比如:病毒 。 无性繁殖的好处是不用耗费能量寻找配偶 , 但如果是以DNA作为遗传物质的无性生殖 , 那么后代的基因突变的速度较慢 , 容易跟不上环境变化 , 以至于被自然选择而淘汰 。
病毒之所以采用无性繁殖 , 还能够发生较快的变异 , 是因为它们使用RNA作为遗传物质 , RNA只有一个链条 , 容易发生变异 。

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相对于无性生殖而言 , 有性生殖的好处在于生物的基因在形成受精卵时 , 会经过基因重组 , 基因变异等 , 让后代的基因更加多样化 , 基因多样化则意味着它们能够更快地适应环境的转变 , 从而在地球上能够更好的生存 。
如果同一种生物只有一种性别 , 并且随意两个都可以交配 , 那么在演化的过程中 , 必然会出现一些只想要让对方怀孕 , 自己拍拍屁股走人的个体 , 而这些个体执行的就是雄性的策略 , 在经过长时间演化之后 , 仍旧会演化出两种不同的性别 。

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反之 , 如果同一种生物有三种性别 , 在交配时需要找到三方才能交配 , 那么交配效率就会大打折扣 , 以至于被自然界淘汰 。
由此可见 , 生物之所以演化出两种性别 , 是因为这是效率最高 , 同时又能使后代基因多样化 , 更加容易适应自然环境 。 所以现如今大多数动物在繁殖后代时 , 会采用雌雄交配的方式孕育后代 。

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