地球上并非所有生物都需要有性生殖,虽然绝大多数生物的祖先确实走上了这条进化之路,但某些生物喜欢自给自足。

有时它们人丁兴旺——在拒绝了性生活后,成功生存了数百万年。有时,它们甚至能在性生殖和无性生殖之间反复切换。所以,交配真是是一件麻烦的事情。

单性生殖有一定的好处——免去了追求配偶的成本,而对具有性别的生物来说,雄性自身无法生产后代——与无性生殖的生物相比,效率相对较低。

但从广义上讲,有性生殖的实际优势是什么?为什么它会成为多细胞生物主要的繁殖方式?

最常见的解释之一是,通过混合两组(希望)不相关基因库的遗传贡献,降低了在连续的、无性克隆的世代中容易出现的有害突变的可能性。

但也有其他假说,包括有性生殖所提供的遗传多样性使生物体更有可能获得有利的变异,包括防御适应性——更好地抵御病原体和寄生虫。

在一项新研究中,由法国蒙彼利埃大学的进化生物学家Frederic Thomas所领导的团队提出了一个新想法。

他们说,多细胞生物体稳定地进化出有性生殖的方式,因为它可以减少被称为“骗子”的传染性癌细胞。

“我们认为性已经且仍受自然选择青睐的原因在于,与无性繁殖相比,它降低了对现今依然存在的远古敌人的适应性成本:传染性恶性细胞系。”

这是他们论文的核心思想。在由多种不同细胞组成的多细胞生物中,细胞为了生物体的共同利益而相互妥协、融合,骗子细胞逆转了这种趋势——以牺牲合作为代价,谋求个体的利益。

并非所有癌细胞都在肆无忌惮的放纵中,随着生物体死亡而自我毁灭。某些形式的癌症可以在种群中传播,甚至在物种之间传播。

Thomas和他的团队认为,无性繁殖可能使骗子细胞受益,这些细胞有足够时间去适应通过克隆产生的遗传生物,同时学会躲避免疫系统。

由于这种阴险的机制——以及它对无性繁殖者的威胁——遗传多样性可能提供了更安全的进化途径。

他们写道:“预防[恶性细胞]的有效方法是,与其他个体不同,同时产生独特的后代。”

据研究人员称,真核生物普遍采取有性生殖的时间点,可追溯到第一代无性多细胞生物体中首次出现传染性癌症的时期。

确认这一点无疑是十分是否困难的工作。然而,在论文中,团队提出了一些可行的实验方案。

据研究人员所知,没有人曾经提出过此类假说,但他们确信它是有道理的。

上述内容来自PLOS Biology的报道。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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  1. paladin @ 2019-06-10 15:05:434270704

    大概是因为爽吧

  2. 饿意蒸制银鱼 @ 2019-06-10 15:19:384270714

    以后会不会进化成8472种族那样有5种性别?

  3. YOO @ 2019-06-10 15:26:194270719

    @paladin: 爽是手段,繁殖才是目的,何况感觉爽的只有很少几种生命

  4. LeoMcKellen @ 2019-06-10 15:28:044270721

    @paladin: 不是说除了人类和什么动物以外,交配是没有快感的么?

  5. 哲学大叔 @ 2019-06-10 15:41:044270735

    那刺破身体交配的昆虫,不是违法了则个初衷吗?

  6.  @ 2019-06-10 15:54:294270744

    也不好好讲讲 可传染的癌 听起来很猎奇呢

  7. qllaoda @ 2019-06-10 15:57:234270748

    XY型的生物,如何解决Y基因退化问题?

  8. 分子机器 @ 2019-06-10 16:43:244270782

    不看好这个假说。继续完善免疫系统不比凭空创造出有性生殖容易实现么?进化是修补匠,不是工程师。
    如果是水论文,就不要搞个大新闻。

  9. 片翼之鸺鹠 @ 2019-06-10 17:20:134270804

    @: 塔斯马尼亚的袋獾?没记错的话

  10. aq1900 @ 2019-06-10 18:13:114270846

    不看好这个假说,生物的尽头是物理,不存在为了对抗某种东西产生的普遍性状,存在的只是适应和演化

  11. 绿雨旅与鱼 @ 2019-06-10 18:23:514270860

    这个原因要归结到地球生物的来源上,有性繁殖的目的就是为了混合不同基因,就像操作系统一样,持续更新漏洞正是为了抵御病毒入侵。

  12. qllaoda @ 2019-06-10 18:43:544270874

    @paladin: 体外受精如何解释?雄性蜘蛛甚至是早就排出来了,然后想办法送给雌性蜘蛛。

  13. 分子机器 @ 2019-06-10 19:13:374270881

    @qllaoda: 繁殖周期很短的一些使用过XY性别决定机制的啮齿类动物已经率先放弃了Y染色体,转而使用类似于某些昆虫的X0性别决定机制。
    人类17号染色体上的CBX2基因有可能在Y染色体消失后作为新的性别决定基因。

  14. 分子机器 @ 2019-06-10 19:35:084270889

    还有一个问题,如果这个假说成立就没有办法解释奇美拉嵌合体的免疫耐受了。组织相容性抗原在免疫系统建立后才会发挥作用。

  15. 尔爹 @ 2019-06-10 19:56:354270907

    尽力不停的跑吧,这样才能停在原地。

  16. Piccolo @ 2019-06-10 23:00:554271025

    居然大家在理性的讨论,没哭??是不是忍住眼泪来理性讨论的?

  17. 悬岳 @ 2019-06-10 23:20:214271034

    小编太皮了

  18. 大柱子 @ 2019-06-10 23:50:144271061

    @LeoMcKellen: 海豚

  19. 勇敢的骚年 @ 2019-06-11 01:31:504271089

    major的翻译还是非常到位的!
    为这样尽职尽责,提供优质科普文章的翻译点个赞!

  20. wanzhai @ 2019-06-11 09:20:154271155

    这就是螺旋力啊

  21. Alma @ 2019-06-11 09:29:344271167

    基因“放弃”复制自己本身而试图通过与其他基因融合来复制自己,说明存在某种机制能极其有效地消灭完全克隆的基因,但这种机制并不必然发生作用。

  22. coc @ 2019-06-11 09:30:024271168

    补充:另外,说大多数生物都是有性生殖,这个说法我觉得是错的——并不是因为有性生殖有利,所以大多数生物采用有性生殖,而是进行有性生殖的物种进化速度快,早早进化到了很复杂的程度,而进行单性生殖的物种还都处于低级状态,比如细菌、原生动物等阶段,而我们一般关注复杂的高等生物。所以如果把世界上包括细菌在内的所有物种的个数都统计在内,一定是单性生殖的物种个数远远多于有性生殖,但如果只考虑高等生物,则基本只有有性生殖了,单性生殖的太慢了,远远落在后面呢。

  23. 111 @ 2019-06-11 09:47:174271187

    有性生殖的出现比免疫系统早。基本是和多细胞、二倍体化,同步出现的。这个假说可能是动力之一吧。

  24. 111 @ 2019-06-11 09:49:214271191

    原核生物的“种”的确定和真核生物差异很大,但整体上“种”不多。数量上肯定是多的。进化也不是单向的,有简单到复杂也有复杂到简单。

  25. xx @ 2019-06-11 19:22:394271662

    因为2条DNA结合极大增加了后代多样化率,可以减小因各种意外一波带走的风险,提高物种生存