性的起源是生物学上最大的谜团之一,生物学家们对此也很挠头,为什么会有性的存在?为什么绝大数动、植物采取有性生殖方式繁衍后代?生物的性行为是怎么产生的?性的作用是什么?
原核生物和大多数原生生物是通过细胞直接分裂而增殖,也有的通过出芽方式增殖。一部分真核生物行无性生殖或无融合生殖,即无需受精(融合)、无需减数分裂的生殖方式。大多数真核生物行有性生殖,其中一部分可以同时行无性生殖和有性生殖,在生活史中有性和无性阶段交替。
早期地球上的生物并没有性别,它们靠着无性生殖来繁衍,大家都是独自完成繁殖后代的任务。
在自然界,许多生物靠着无性生殖来繁殖,无性繁殖在植物界较为常见,许多植物的茎、枝都可以用来繁育后代,仙人掌让自己身体的一部分掉落到地上能长出新的植株。
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。
无性繁殖传宗接代的方法既方便又强大。别的不说,它不需要伴侣,不必心跳加剧,不必为传宗接代去犄角相碰,也不须用粉末装饰自己。的确,没有性可以省去很多麻烦。
既然没有性生物活得也蛮好,那么,为什么生物要进化出性。
要解开这种疑惑,我们先看下性是什么。
生物形态是由遗传信息决定的,生物个体为什么有差别,是因为它们携带了不同的遗传信息。
那么,遗传信息涵义是什么。遗传信息是生物对环境及其变化的描述,遗传信息记录了生物与环境相互作用的历史。从遗传的角度看,性的作用是将不同个体遗传信息进行融合。
有性生殖,即融合生殖,通过减数分裂产生单倍体的雌、雄配子,又通过配子融合恢复双倍性,并由此产生新个体。两个携带不同遗传信息的个体,不同的遗传信息通过融合产生交汇,然后进行信息的重组,产生出新的遗传信息的组合体。生殖细胞的融合意味着染色体双倍化,有性生殖伴随着融合后的细胞还原的机制,即减数分裂。因此,与有性生殖相伴随的是通过融合(受精)、减数分裂而实现的单倍体-双倍体的世代交替。
两种配子融合成为合子的过程被称为受精。由合子发育成一具有双亲遗传性的新个体。高等动植物的雄性和雌性亲本(即父本和母本)的遗传特性,是由具单倍染色体的精子和卵通过受精而传到子代的。由精子和卵融合产生的新个体,恢复了像亲代一样的二倍染色体的数目,继承了亲代双方的遗传性,同时,以通过受精产生的子代,既有亲代遗传的特性,也表现有个体的特异性。
对于多细胞生物来说,有性生殖同时带来了复杂的个体发育过程:有性生殖伴随着复杂的行为进化,为达到受精和繁殖后代的目的,进化出无数复杂的与性相关的行为:求偶、性竞争、性爱、亲情等。
雌雄分别是独立的个体,每个个体身上都携带属于自己的基因,不同的个体经历各自的成长过程,当雌雄个体性成熟后,雌雄经交配产生出新的个体。遗传信息的重组实际上是一个遗传信息的优化过程(这也不是绝对的),那些具有好的适应性的东西容易被保留下来,不好的东西被筛选掉。每个生物个体的生存活动都是与环境进行信息交换的过程,环境信息会在生物体上留下痕迹,在异体融合的过程中,不同个体的信息有交换和取舍,通过遗传信息交换来对后代的性状产生影响,那些适应环境的信息就有可能被保留下来。
所以,雌雄两性遗传信息的重组不仅是为了维持物种的延续,更是驱动生物进化的重要因素。
从生物学的观点看,性表现为异体间的配对,也就是同一物种的不同个体为产生新的个体而进行的结合。生物个体间存在差异,这些差异受到不同遗传和生存环境的影响,即不同个体携带着不同的遗传信息,而异体的结合是要达到交换遗传信息的目的,产生出具有新的遗传信息组合的个体,这种异体间遗传信息的交换更有利于生物的生存和发展。
同时,性也是不同生物个体相互关系的一种表现。生命的发展在很大程度是建立在不同生物个体的相互关系上,由于性的存在,不同个体在性的基础上结成一定的关系,产生同性以及异性之间的复杂关系,极大地丰富生存内容,从而对生物的存在形态和发展产生影响。
所以,性这种繁衍方式不是一种绝对的遗传形式,它因生物发展需要而产生,性是生物不同个体之间一种复杂的关联形式,性的存在与生物演化之间有密切的联系。和无性繁殖相比,有性繁殖大大提高了进化的效率,更有利于生物的生存和发展,生命世界也因此变得更加生动和精彩。
性的出现和存在,是自然伟大又神奇的创造。
我们再来看一下性的产生和演化过程。
根据进化理论,生物的性特征是在生物进化到一定阶段才出现的。在地球上,最初的生物并没有雌雄之分,包括现在的一些低级生物也没有性别特征,它们的繁衍为无性或单性繁殖。对于单细胞生物,它们的繁衍过程是一个细胞分裂成两个,两个变成四个,只要有足够的养分和适宜的环境条件,这种分裂会无限进行下去。
性最初应该表现为异体细胞的融合,因异体细胞融合而产生遗传信息的交换,这种交换不是盲目性的,而是为了达成对环境更好的适应性,其中隐含着复杂的作用力关联形式。在随后的生物进化过程中,这种异体结合的方式不断得到完善,逐渐发展为具有雌雄特征的个体,演化为今天我们所熟悉的雌雄两性。当然,这中间的许多细节还有待研究。
观察一下一些以初级生命形式存在的生物,或许有助于对性这种现象产生的研究和认识。地球上有一些被称为原生动物的生物,它们非常小,一般要借助显微镜才能看到。这种生物具有动植物两重属性,它们主要生活在水体或生物的机体里,依靠水或机体内的养分生存。有些原生生物的繁衍方式非常奇特,这种微小的生物个体并无明显的性别特征,但它们可以通过异体的配对来达到繁衍的目的。这些微小生物的个体在液体中游动,配对是通过不同个体的随机相遇,然后,这些异体配对后的个体又分裂出新的个体,这种新的个体会显示出新的特征。同时,这种配对也并不是任意两个个体相遇都会产生结合,而是相互间存在着选择关系,尽管人们尚不清楚选择的机理和依据是什么。
所以,我们可以做这样的推测,由于配对的目的是为了达到遗传信息的重新组合和传递,所以选择可以被认为有利于遗传信息的优化,以达到能够获得更好的适应环境的生物性状。
对于自然界的生物,它们的进化是多方面的,包括了器官组织、神经组织、运动组织、繁衍方式等等。在这其中,性的出现是出于生物适应环境和发展的需要,它标志着生物的进化步入了一个更高级阶段,性的存在对于生物的进化有着明显不同的意义。
从生物学的角度看,性就是不同性状个体之间的配对,性最初的表现和特征就是异体细胞的相互融合,通过融合达到遗传信息的重新组合和优化,从而产生出新的个体。雌雄配对是不同个体之间生物信息的对比和交换,雌雄个体之间通过相互选择来达到物种优化的目的。生物的性别特征是在进化过程中逐步显现的,同时与性别有关的生理功能也逐渐发展和完善起来,包括与性有关的器官和体内激素等。
在自然界,各种生物的受精方式是不一样的,许多植物是通过花粉传递达到受精目的的,植物的花一般都分为雌蕊和雄蕊,花粉借助某些昆虫、动物、或者风力进行传递;而低级的水栖动物(如鱼类),其成熟的精子与卵子直接排入水中,而使其在偶然的机会中相遇。对于大多数脊椎动物,它们都有寻找和选择交配对象的过程,交配是雄性精液进入雌性体内,从而使卵子受精,生物的受精方式与生存形态和进化程度有关。尽管各种生物交换遗传信息的方式不尽相同,但性的本质作用是一样的,即通过不同个体的配对以获得更好遗传性状,这样有利于生物适应环境和物种的发展。
生物在不同的进化阶段表现出不同的生殖特性。一般地讲,低级生物可以在无性状态下繁殖,而高级生物在自然状态下不能进行无性繁殖。微生物通过细胞分裂来繁殖,植物可以通过扦插、嫁接成活,这些都属于无性繁殖。动物处于生物发展较高级的阶段,绝大多数动物具有雌雄之分,雌雄是不同的个体,各自在自然界完成它们的生长、成熟过程,在这之后,每个个体都需要去寻找它的另一半,雌雄个体通过交配和生育来履行繁衍后代的使命。
自然界中,动物的繁衍过程相对复杂。首先,一个个体能生存下来就不是一件容易的事,它要经受住恶劣环境的考验,气候的变化,疾病的袭扰,还要通过残酷的生存竞争的考验,之后才能取得传递后代的资格;其次,是雌雄个体之间相互选择和接受的问题,影响选择的因素很多,这种选择的目的是为了达到生物进化过程中的自然优化,即通过性进行优胜劣汰。自然界中,一个个体能活下来并成功繁衍后代,真不是一件容易的事。
从遗传学的角度看,血缘关系较远的雌雄个体结合对后代遗传特征的形成较为有利,而近血缘容易导致遗传缺陷的产生。每个个体都有记录其生命特征的遗传分子序列,雌雄个体精子和卵子的结合也就是不同遗传信息的相互融合,从而产生具有新的生命内容的生物分子序列。在这个过程中,血缘关系较远的个体之间具有更好的互补性,有利于避免遗传缺陷的出现,雌雄两性存在的意义也就表现在进化的作用上,这种方式与生物原始无性繁衍方式相比更有利于生命的进化。
在自然界,所有动物都将繁衍后代视为义不容辞的责任,甚至不畏凶险,勇于献身。求偶方式多种多样,千奇百怪。总的来说,低等生物的性活动相对比较简单,高等生物活动比较复杂。在昆虫世界里,不同的昆虫有不同的性行为方式,有的是通过雄性的鸣叫来吸引雌性,有的是通过身体的气味,有的是雌雄两性间的一番追逐,也有的两性个体的结合只是随机的相遇,不论怎样的方式,最终目的是为了完成交配。
在鸟类世界里,许多雄鸟通过自我表现来吸引雌鸟的注意力,它们之中有的靠展示美丽的羽毛、有的通过悦耳鸣叫、有的则靠变换的形体动作来赢得雌鸟的青睐。审美观不是人类独有,鸟类也有。色彩艳丽的羽毛,嘹亮的歌喉,敏捷灵活的形体动作,这些都是吸引异性的方式。雌鸟的择偶标准总的来说是对对方生存状况和能力的接受和认可,也就是要将较好的遗传性状传递下去,这是鸟类本能意识行为,是生物长期进化的结果。
在哺乳动物中,两性间的选择要更复杂一些。雄性之间为取得交配权而进行争斗的现象是非常普遍的,为争夺领地、争夺对异性的占有权是它们主要的生存活动。不论是动物的自我表现还是争斗,每个生命体都在展现自己的生存状态和能力,并努力争取个体发展和繁衍的机会,其中选择作用是性的基本作用。一般地讲,选择过程中,雄性是表现者,雌性要选择优良的遗传基因,实现交配是对一个个体生存能力的认可,雌雄两性就是通过这样的相互关系实现物种的延续和进化的。
从行为表现来看,雄性个体行为表现出主动性和攻击性,而雌性处于一种相对的被动状态,这些表现与动物生存和发展的需要有关,经过长期的进化雌雄个体显现不同的行为特征。虽然动物的行为出于本能,但这样的行为却保证了各个物种的后代具有更强的生存竞争能力,与性有关的行为也是生物为适应环境表现出来的自然行为。
在自然状态下,不论是何种动物,它们的个体间都存在着差异,差异是由遗传和后天环境造成的,这些差异表现在适应环境能力的不同。不同生物个体适应环境的能力表现在许多方面,诸如体力、速度、灵敏性、智力等方面。自然界的动物选择性对象的方式多种多样,但这些方式有一个共同特点,那就是不同的个体之间通过竞争来取得交配的权利,而竞争是生存和适应环境能力的比较。通过性的选择作用,有些生命特征被保留下来,并被完善发展,有些特征则在这样的选择过程中消失了。
那么,在自然状态下什么样的个体会被选择呢?影响个体性状的因素主要来自两方面,一是遗传的影响,二是生长环境的影响。不同的个体携带不同的遗传信息,这些遗传信息影响着生物生理和心理结构,遗传就是从亲代那里继承下来的性状特征,也就是亲代适应环境的能力在后代身上的反映,即人们通常说的品种是否优良。另外就是环境因素,不同个体的生长环境和经历不尽相同,一个个体在成长过程中食物是否充足,生存活动中所积累的生存经验,这些因素影响着生物的生理和心理发育。在自然界中,这两方面的因素影响着一个个体的生存状态,以及在性选择中所处的地位。对于今天生存在地球上的动物来讲,它们的存在形态和状况与性的作用有着非常密切的关系。
性还有另一方面的重要作用,即与性有关的活动是重要的生存体验。
自然界中动物的主要活动是获取食物,食物是维持生命和身体成长所必需的;同时,动物不仅要同自然界中的灾害和各种威胁做抗争,还要为拥有领地和在群体中的地位而争斗,动物的这一系列的活动都是在为最终完成交配和繁衍做着准备和铺垫。动物的性行为是短暂的,而为了达到交配的目的却要经历复杂的过程,而这些经历也会反映在遗传信息的传递上。
与性直接有关的活动是同性之间为取得交配权而产生的竞争,异性间的相互选择,竞争和选择是重要的生存活动。每个个体的生存都受到性的影响,要承受来自性选择的压力,如果一个个体要保证自己的遗传性状能传递下去,就要去参与选择活动,而这些活动会对生物的生理和心理产生作用和影响。
从动物的生存状况看,动物必需有性的需求,并且具有强烈的实现欲望,因为这是生命绵绵不绝和进化的保证。在这里,性表现为不同的生物个体之间的关联与作用,这种关联与作用丰富了生物的生存内容,成为促进生物进化的重要因素。
总而言之,性的本质作用在于物种的延续和进化,是自然赋予生命的一种属性。可以说动物的行为是围绕着性来进行的,性的存在有利于遗传的优化,丰富了生物的生存内容,促进了个体的自我完善,性在生命演化过程中起着非常重要的作用。