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人类的“性”是源于天外所赐

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日期:2009-01-10 来源:非常健康网
内容提示:性繁殖,曾经既方便又强大--无须伴侣无须心跳加剧,但一颗彗星引发了基因突变人类性起源之谜:天外所赐。长久以来,人们已经把很多事情与彗星和小行星联系起来,其中包括改变地球形状、引起生命的起源、消灭恐龙等,以至可能改变人类的进化历程。天外所赐的猜想如今,由加利福尼亚技校和美国航空航天局的喷射推进实验室

性繁殖,曾经既方便又强大--无须伴侣无须心跳加剧,但一颗彗星引发了基因突变

人类性起源之谜:天外所赐?

长久以来,人们已经把很多事情与彗星和小行星联系起来,其中包括改变地球形状、引起生命的起源、消灭恐龙等,以至可能改变人类的进化历程。

但是性还未在此列。

自第一个有机体诞生之后大约10亿年之后,性的起源仍然是生物学上最大的谜团。科学家们说不清我们为什么会有性行为,也解释不了是什么东西引发了陆地上最早的调情举动。在性出现之前,生命通过无性生殖——也就是无须伴侣的帮助来复制后代似乎也进行得顺顺当当的。

天外所赐的猜想

如今,由加利福尼亚技校和美国航空航天局的喷射推进实验室联合进行的一项实验,已经开始采用数字化的有机物来模拟性产生之前的生命行为,并由此为世界上最早的求爱举动提出了一种可能的模式。

亲密行为从来没有像现在这样备受重视。

研究表明,彗星或小行星的碰撞,有可能对无性的生物体产生了冲击,造成了一批基因的突变,并把它们送上了有性繁殖之路。在此过程中,大剂量的辐射也可能成了画龙点睛之笔。

尽管这些因素对生物突变的促进作用在很大程度上还属于推测范围,两位研究者克劳斯-威尔克和克里斯-阿达米却于近日宣布,他们已经确信找到了一种可能的方法,它使生物体在混沌的环境下管理变异,因势利导,并最终打开性解放之门。

阿达米认为,管理变异的关键,在于当环境恶化时,一个生物群能够适应一些基因的突变,而同时又能够确保许多突变能够自我毁灭。“突变能够并且仍然在发生着,”他说道,“但是它们只能让生物体死去,而并不影响未来的发展。”

性出现之前

生物学家们常说,性其实根本就不该出现。

尽管这种情爱表达的最高形式存在的时间比我们任何人所记忆的都要长久,但是它并不是一直就有的。在早期的地球上,所有的生物都靠着无性生殖来繁殖。

任何园丁都熟悉无性繁殖是如何进行的。长匍茎就能够制造好几个克隆体(更不用说毁掉好端端一片草坪了)。土豆抛出一只芽眼来生成另一只土豆。鳞茎可以分裂繁殖。仙人掌在这方面毫无创意可言,它们只是让自己身体的一部分掉落到地上,然后指望最好的结果,但是即便这样也有办法繁殖后代。

有些动物也能无性生殖。海绵体和海葵通过芽来产生后代。扁形虫如果被切成两段,会在被切下的一段上长出一个新头,而在另一端上长出一个新尾巴来。

这些传宗接代的方法既方便又强大。别的不说,它不需要伴侣——根本无须为此以牛角相碰,无须心跳的加剧,也无须深夜在酒吧的徜徉。繁殖几乎是打了包票的。同时,当有益的进化特性出现时,它们也不会很快被冲淡。你的后代和你是一模一样的,是准确的克隆体。

相比之下,性让每一对基因都与无数的变异相组合,而这一过程按照阿达米的话说就是能够将好的东西冲掉而积累坏的东西。这只要问一问任何不争气孩子的成功父母就会得到印证。

性的时代

尽管无性生殖有着那么多的优点,在进化道路的某一点上,性还是变得一发而不可收。

我们还真要感谢这一变化,因为人类的存在就要归功于最早的基因融合。无性生殖所造就的进化过程实在太单调乏味了,因为它单单只依靠偶然的突变来造成变化。这台进化的慢速列车可能永远也行驶不到产生人类那一站。同时无性生殖也使一个生物群抵抗严酷的环境变化的能力受到了局限。

相比之下,性让植物和动物进化迅速,因为基因得到混合,更强的得以生存。

不过正如许多父母都知道的,性对于生孩子来说是非常低效率的。从生物学角度来讲,男人在长达九个多月的时间里一点有益于生殖的事情都不做,而女人却要做所有的事情。

那么从进化的意义上来说,为什么性会变得那么受欢迎?更准确来说,为什么会有无性生物开始不嫌麻烦地来尝试性行为呢?

我们都是突变的结果

科学家们很久以前就知道,突变能够改写一个生物体的遗传密码。有些突变可能会是好的,它们能够帮助一个种类兴旺成长而让其他的种类衰亡。但是这种作用有时会变得很致命。由于性需要父母双方的参与,就有两倍数量的突变足以有可能将遗传的剧本弄得糟糕不堪。

威尔克和阿达米创造出不同的两个简单的计算机化的生命形式,它们“和细菌具有许多共同的特性”,然后它们被放在受到压力、突变机会很高的环境之中。通过研究这些数字化的动物,他们得以在很短的时间里飞速跨越了多代的生命。他们发现了一个天然的抑制器,它可以控制一个无性细菌群能够管理的变异数量。这个天然的抑制器可以被认为是一个保护定律。这条定律说的是,一个能够适应几个突变的有害影响的生物群不可能接受大量的突变。当突变超过了一个关键极限之后,它的积累就使遗传密码变得杂乱无章,生物体就会死去。

这条定律反过来还指出,一个能够接受许多突变的生物群会在最初的一个突变面前非常脆弱。实际上(如今)还是有这样的生物体的,阿达米说,在这样的生物群当中性可能根本就不会出现。它们的后代将会变得非常脆弱,从而根本无法承受来自两个生物体内、被写入它们的遗传密码中的大量突变。

性的诞生

想象一下,在很久以前的一些简单生物体,恰好以松散和未经整理的状态共享着遗传信息。在今天,这样的共享仍在继续进行,但不会通向繁殖。

如果这样的生物体群落突然面临着一个引起高突变率的压力,它就会在几代生命的过程中发展出控制几个突变的能力来。但是根据新的定律,无数个突变将是无法容忍的。

阿达米告诉我们:其结果就是,坏的变异将被清除出群体以外。

当多个突变变得无法容忍时,坏的突变就不会再积累了,因为每个接踵而来的坏的突变将会对已经变得虚弱的生物体产生更加致命的影响。但是,有些有用的突变在这些情况下并不伤害一个群体。

换句话说:“当多个突变无法忍受时,坏的突变就无法再积累了,而好的突变仍然能。”

这就可能为生物体享受性带来的好处铺平了道路。

理论上一扇通往性的自由的大门就此敞开了,如果有一对达到足够突变的生物体能够迈进这扇大门,它们刚刚具有的通过性行为来共享有益突变的能力,就会让它们在充满压力的环境下,比它们那些无性的堂兄弟姊妹们更加具有进化上的优势。

“你可以想象出一条由杂乱无章的遗传物质交换通向完全秩序井然的遗传物质重新组合的路径。”阿达米谈到性的诞生时给予了这样的评价。

由此看来,任何数量和规模的灾难都有可能加剧了环境的变化并使生物体的突变激增,阿达米解释道,来自一个天体的冲击可能在数百万年之内改变了地球的大气,让我们的行星暴露在大量的辐射之下。还有一个可能的突变源就是频繁的火山活动。

但是阿达米也强调,这些因素并非自己研究的一部分,而且它们是否起作用还在很大程度上属于推测。

缺憾:并非活的生物体

在维克福雷斯特大学研究进化遗传学的克里夫德-W-泽依尔认为阿达米所进行的研究工作是新奇而有趣的,但是他又进一步提醒人们:

“关于压力实际作用于活的生物体,或者它们有可能产生使生物体选择性行为的效果,这些观点的提出都是基于对数字化生物体的研究而不是从任何历史证据得出的,因此我认为其中的推测成分很大。”泽依尔说道。

阿达米坚信计算机实验所得出的是一幅准确的图画,他还认为,如果能够在真的生物体上进行一次这样的实验(这样的实验实际上无法进行,因为所花的时间太长了),得出的结果将会是类似的。

“数字化的生物体实际上活在电脑的记忆中,因此我们所做的就是把实验设置好,然后进行观察。”他介绍道。同时他还补充说,有些生物学家对任何在数字化生物体上所进行的研究都持怀疑态度,但是他觉得“没有任何理由”认为这些发现不能应用于现实生活中。

不论如何,阿达米的研究已经为我们揭开性起源的秘密敞开了大门,这扇门后面还有很多的东西有待我们去探索。

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