大多數有性繁殖的動物的性別為何有且只有兩個?
為何有多個「彼此有明顯的性徵區別,可以兩兩交配,產生有繁殖力的後代」 的性別的物種,比如四膜蟲,相對較少?7種性別,四膜蟲決定子代交配型的方式太草率了!
題主將舉報所有目的論的答案。
簡單來說,有性生殖是一場宮斗劇,最後只會留下兩個性別。
謝邀???我也不認識你呀你是怎麼找到我的?
有性生殖最開始出現時兩性的區別基本沒有,在有了兩性以後才開始逐漸產生穩定的分化,適應不同生殖方式產生各種區別。有的雄性高大有獠牙,有的雄性極度退化,還有植物複雜的花絮,雌雄同異株等等。
最早微生物與細菌可以通過分裂無性繁殖。後來機緣巧合變得也可以融合其他細胞進行有性生殖。(具體如何還在研究。)這時為了防止自己與自己融合,會攜帶有「識別碼」,識別碼相同則不融合,這就是性別了。這種識別碼有很多也不奇怪。有的真菌和細菌就不只兩種識別碼,不過這很難算是在人類意識中的性徵區別。
有的單細胞生物就比較複雜了。以衣藻類為例,就是兩種識別碼,分別叫做+和-,細胞層面的結合方式是這樣的:兩個細胞通過鞭毛纏繞在一起,+類別伸出一個小管子通過-類別細胞膜,一系列信息傳導,兩者融為了一體變雙倍,再減數。哈哈是不是跟受精卵的形成有點相像?不過這時成體是單倍體,雙倍體只是一個暫時的階段,只有偶爾生活環境特別惡劣(缺氮)時候才會以這種方式形成休眠體,期待著醒過來之後新生代中的某一個能夠適應新環境。事實上,以雙倍體為成體,進行有性生殖的生物只有一部分。大部分有能力的生物在環境良好的時候都會選擇無性生殖,既能快速增加數量,又不用浪費精力進行求偶。要知道求偶真的是一種加大個體生存壓力的活動呀!
有性生殖造成基因重組,產生之前沒有的組合(抗寒+抗病=雙抗/雙不亢/兩種單抗),使得物種的進化機制大大優化。尤其是抗病這一項,物種與病菌之間的較量那真是瞬息萬變,靠隨機根本跟不上節奏。最後還能夠在減數的時候修復自己的基因,配對的時候比照著對方看看自己有沒有寫錯的地方,真是一舉多得呀。
總之對於生命周期比較長,世代更替相對較慢、成本較高(單純靠變異要許許許久,更不能分分鐘把不合適的都殺死),生活環境比較複雜,尤其是能夠把後代分散到不同環境的生物,有性生殖是大大的有益的。所以題主問了,大多數動物。其實還不包括很多所謂低等動物。
弄明白了有性生殖,再來看為什麼兩種性別比較有優勢。
兩種性別已經以上所有優點。三種等價的性別並不會更有效,而且不論是在生成,交換還是識別上都加大了成本。在沒有進化優勢的前提下,更加複雜系統的維護成本就是劣勢。
進化過程中,如果突然出現性別C,與性別A、B都能交配,則意味著C性別即具有A與B交配的功能,又具有B與A交配的功能。得怎麼進化才會導致C剛剛好沒有與C交配的功能啊?除非是簡單的自交不許,否則C不就是雙性生物嗎?
事實上如果雙性對物種適應有利,物種很快就會全是雙性;雙性生物是普遍存在的。事實上即使「兩性生物」性別的表達也不是非此即彼的,落後生產力下長期以來生殖導向的文化使我們對性別的意識很主觀。其實即使在人類群體中,性別模糊的幾率也很高。
其他:
築巢的蜂類、白蟻、螞蟻等昆蟲都可以看作有三種性別。妄想以人類的性別模式對其加以解釋、分類,往往越解釋越複雜,每個目下面每個物種都竟然各有不同:有的無性繁殖,有的有性繁殖有的單倍體,有的多倍體,有的混合式,亂得很。但其實些昆蟲的組織形式都是相通、相似的,分別有產卵的A,受精的B,工作的C。這三種性別不是均等的,也不能都彼此交配。B不能繁殖,壽命短,終生工作,但B服務的對象必然與其基因同源,在基因層面上,服務A、C就是服務自己。只要A、C繁殖的效率,其中包括群體帶來的生存能力的提高,大於B獨自繁殖的能力,這種方式就是有效率的。但是這就需要A的體形相對非常龐大,又要求環境能養活大量的C,所以這種生物個體不能太大。
有三個性別的群體,繁殖的方式一定與只有兩性的群體有很大的不同。題主的問題其實是,兩個物種會不會在某個重要屬性(性別數量)上存在很大差異,但在另一個十分相關的領域(繁殖方式)中卻基本完全相同,我認為這是不大可能的;因為相關的特性要相適應。三個觀點:
1.自然選擇選擇的不是「兩種性別」,而是「有性生殖」。2.不同性別的產生是邏輯問題,而不是生物學問題。3.產生「兩種性別」而少見「多種性別」,因為多種性別「基因變異難出現,自然選擇無優勢」。學演算法的時候曾經想過為什麼計算機科學中「遺傳演算法」不給染色體分性別,但是人和動物會有兩種性別。剛剛想了一下,遺傳演算法里雖然染色體沒性別,但是卻是有性生殖,因為有「交叉」的操作。無性生殖的話,基因多樣化只能通過突變實現;而有性生殖可以通過交配而重組染色體,從而獲得優勢性狀的疊加。想像一下,假如現在試管嬰兒可以做到卵子和卵子融合而獲得一個個體,也就是我們用「一種性別」實現「有性生殖」(類似遺傳演算法),理論上講在進化的競爭性上是不會比兩種性別的有性生殖差的(不同意的讀者可以在評論提供看法)。
接下來我們講邏輯。「性別」是用來描述生物生殖差別的。我們假設YY個體無法存活,只有XY、XX個體能存活,精子和精子、卵子和卵子、精子和卵子都在體外以同等幾率融合,那麼這時候X染色體和Y染色體我們不會認為它是「性染色體」,因為它們不再描述生物個體的生殖功能差別。它們變成了跟常染色體沒有區別的染色體。比方說有Y染色體的人(XY)比較孔武有力,沒有Y染色體的人(XX)比較柔弱瘦小,就類似有的人比較聰明,有的人不那麼聰明,有的人長得高,有的人長得矮,變成了普通性狀,只不過一條染色體的差別比單對基因的差別表現出來得更明顯。可能可以類比白種人跟黑種人。那麼生物為什麼有性別呢?因為自然界中交配並不是通過試管嬰兒,而是由無性生殖進化而來。想像一下,大家一開始是同一種性別(記為XX),都在無性生殖,愉快地進行自我複製和基因突變,緩慢地積累著優勢性狀。突然有一天,有一個個體A基因突變了,它獲得了一種性狀,這種性狀就是能和XX交配並把基因混在一起產生下一代。如果這種性狀無法遺傳,也就是後代全都無法和XX交配產生下一代,那麼A的出現意義不大,因為它的後代依然進行無性生殖,無法加速優勢性狀累積。必須是A和XX交配後有一部分後代仍能繼續和XX交配(性狀可遺傳)。我們有一類生物XX,XX不能和XX交配,A和A的部分後代可以和XX交配,A和A的部分後代不能稱為XX。所以現在我們有兩類生物,一類是XX,另一類是「可以和XX交配的」,我們不妨用一個新的名字標識「可以和XX交配的」,稱它為XY。由此導出「性別」的概念的出現。最後從概率論上講一下。題主的問題補充是:為何有多個「彼此有明顯的性徵區別,可以兩兩交配,產生有繁殖力的後代」 的性別的物種,比如四膜蟲,相對較少?感覺兩種性別的產生比較容易,只要基因突變出可以和原來生物交配的性狀就可以了。多種性別的話分情況講。一、先產生兩種性別,再出現第三種性別和前兩種可以相互交配。滿足條件的第三種性別的產生是困難的。它需要:1.可以和前兩種性別交配產生後代;2.產生的可繁殖後代在三種性別內(系統封閉);3.三種性別生存博弈平衡(如果某兩種性別佔優會淘汰掉第三種性別)。條件過於嚴苛。二、決定性別的系統跟兩種性別的生物完全不同。比如題目的四膜蟲。1.它的系統更精巧,更不容易進化;2.多種性別從基因遺傳角度講相對兩種性別沒有顯現出優勢,都只是從無性生殖邁向有性生殖。也即「基因變異難出現,自然選擇無優勢」。至於雙性(雌雄同體)為什麼比雌雄異體少,參見求教為啥地球上的動物大多是雌雄異體的?雌...像你說的三個性別依舊是兩兩交配,那跟兩性還有什麼區別?
如果要三性存在,那肯定是要三方都參與這件事情。
可能自然界是存在這種現象的。你的思路是正確的,有一(無性)有二(兩性),那麼有三也是可以理解的。如果有三應該跟前兩個有較大的不同,不然像你說的沒有超越兩性的範疇但是有可能被淘汰掉了,或者還沒有進化出來也許因為我們還是進化鏈條上比較早,比較簡單的生物吧…
其實我嚴重懷疑是不是兩個…難道真的不是四個?推薦閱讀:
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