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新形成的染色体是独一无二的,不但彼此不同,而且几乎可以确定和有史以来任何一条染色体都不同(因为交换的地方是随机的,而且每次都不同,就像每次随机生成彩票一样)。
最后,基因被混好的细胞分裂一次,产生含有两套染色体的子细胞,然后子细胞再分裂,就产生了四个只有一套染色体的子细胞,也就是单倍体子细胞,每一个都有一套独一无二的染色体,这就是性的本质。
所以现在很清楚,有性生殖所做的事,就是混合基因产生新的排列组合,而且是前所未有的组合。
它会在整个基因组上不断地系统性地做这件事,就像洗一副扑克牌,打破之前的排列组合,以确保所有的玩家手上都有公平的牌。
但是问题是,为什么?
关于这个问题,最早在1904年由德国的天才生物学家奥古斯特·魏斯曼解答,他提出了一个现在依然让大部分生物学家觉得十分合理的答案。
魏斯曼可以算是达尔文的继承者,他主张有性生殖可以产生较大的变异,让自然选择有更多作用机会。
他的答案和达尔文十分不同,因为他的答案暗示性的好处并不针对个体,而是针对群体。
魏斯曼说,性就好像乱丢各种“好的”
和“坏的”
基因组合。
“好的”
基因组合让个体直接受益,“坏的”
基因组合直接伤害个体。
也就是说,对于任一世代的个体而言,性并没有好处或坏处。
但是魏斯曼认为,整个族群会因此进步,因为坏的组合会被自然选择消灭,最终(经过好几个世代后)会留下各种最好的排列组合。
当然,性本身并不会为族群引进任何新的变异。
没有突变的话,性就只是把现存的基因组合打乱然后移走坏的基因,从而减少基因变异性。
但如果在这个平衡中加入一些小突变的话,如同1930年统计遗传学家罗纳德·费希尔爵士所指出的,性的好处就变得非常明显。
费希尔认为,因为突变的概率很低,所以不同的突变比较容易发生在不同人身上,而不会在同一个人身上发生两次。
这道理就像两道闪电往往会打在两个不同的人身上,而不会两次打中同一人(但不管是突变或闪电,都有可能两次打中同一人,只是概率极小)。
图5.1 在有性生殖(上图)或无性生殖(下图)的生物群中,新发生的有益突变传播示意图。
在有性生殖的族群中,一个有益的突变把基因a变成A,另一个突变把基因b变成B,两者很快地就会重组在一起产生优化的AB组合。
如果没有性的话,A只能不顾B独自扩张,反之亦然,所以只有Ab族群再发生一次突变产生B才可能产生优化的基因组合AB。
为了解释费希尔爵士的理论,让我们假设在一个无性生殖的族群里,两个个体产生两个有益的突变,看看这些突变会如何传播。
答案是它们只能各自扩张,只有一个有益突变的个体甚至会全部消失(见图5.1,b)。
如果这两种突变都同等有益,那两者在整个族群中的分布可能会平分秋色。
关键是,没有任何一个个体,可以同时享有两种突变带来的好处,除非在已经有了第一种有益突变的个体身上再次发生了第二种突变,也就是像同一个人被闪电打中两次。
该情况由突变概率与族群大小最终决定是常常发生还是根本不可能发生。
但是一般来说,在一个完全只靠无性生殖的族群里,有益的突变很少有机会集中到同一个个体身上。
[4]相对来说,有性生殖却可以在很短的时间内将两个突变结合在一起。
费希尔说,性的好处就是新产生的突变几乎可以马上传到同一个个体身上,让自然选择有机会去测试突变的最佳组合。
如果这些突变确实有好处,那性就可以帮助它们快速地传播到整个族群,让这些生物更适合生存,同时加快进化的速率(见图5.1)。
后来,美国的遗传学家赫尔曼·穆勒在理论中导入了有害突变的影响。
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