为什么会存在性别？互相竞争可提高种群健康防灭绝

yinfuhua

为什么会存在性别？互相竞争可提高种群健康防灭绝
% e/ ?3 z- t1 ~# s# q6 M5 w+ l9 r来源：凤凰探索 / 作者： / 2015-05-20
1 U" ?$ X' Z" P8 v0 F英国东英吉利亚大学进行的最新研究展示了名为“性选择”的进化力量可以解释为什么性别一直是繁殖后代的主导机制。生物学家一直都好奇进化选择为什么会允许雄性的存在，在很多物种里雄性对繁殖的唯一贡献便是精子。近期发表在期刊《自然》上的研究显示，性选择——也即雄性竞争，雌性选择雄性进行繁殖——会提高种群健康和预防灭绝，即使是面临近亲交配所带来的遗传压力。这些发现可以帮助解释为什么性别一直是繁衍后代的主导机制。0 Y8 z* ?9 F; `- H. ^+ y( w3 k5 T
" B# K9 O2 H9 N+ o0 ^& {, ?
研究首席作者、东英吉利亚大学生物科学学院的教授马特•盖奇(Matt Gage)表示：“性别选择是达尔文第二个伟大的观点，它解释了用于帮助繁衍的一系列视觉、声音和气味的进化，有时候甚至是以生存为代价。”! K7 D; L5 }9 D) i, k  D# y3 c1 f$ ~
“性选择是指雄性因繁殖而竞争，而雌性具有选择权。两种不同性别的存在鼓励了这些过程的发展。它最终解释了谁可以将自己的基因传递给后代，这是一个广泛有强大的进化力量。”
) s, D; s  R5 a; q/ E“地球上几乎所有多分子物种都是通过性繁殖，但解释它的存在并非易事，因为性具有巨大的负担，最明显的一个事实便是生物后代只有一半——也即女儿——才能够最终产生后代。为什么所有生物要将繁殖的努力浪费在儿子身上？”- l& q" h6 N- X
“我们想要理解达尔文选择是如何促使这种广泛存在、看似浪费的繁衍机制持续存在，因为很明显一个没有性别、所有个体都可以产生后代的机制看上去将会是产生更多后代更有效的途径。”) p- v* _" b  \! _3 v: K! n
“我们的研究显示雄性为生殖而进行的竞争提供了一个重要益处，它提供了种群的基因健康。性选择作为一个过滤器，移除了有害的基因变异，帮助种群更好的发展，从而避免长期的灭绝。”) H8 I* T" s6 W- a7 N
为了揭开性选择的角色，研究小组在实验室内控制的环境下让拟谷盗属面粉甲虫进化了十年，种群之间的唯一区别在于每一个成年个体繁殖阶段性选择的强度。性选择的强度从激烈的竞争选择，也即90个雄性争夺与10个雌性个体交配繁殖的机会，到完全的没有性选择，也即在单配关系里只有一个雄性和一个雌性，雌性没有任何选择权，雄性也没有经历任何竞争。
9 _4 x2 A" l, t在这样的环境下经过七年的繁殖，大约经历了50代，研究人员调查了产生的后代种群的基因健康。他们使用了实验性近亲繁殖来揭示每个种群里隐藏的有害变异的相对量。
8 L. t" a; h1 Z' V6 X他们发现之前经历了激烈性选择的种群具有较高的适应性，它们面对近亲繁殖所导致的灭绝更具有弹性——有些种群在近亲繁殖了二十代后仍然存活。然而，经历了较弱或者几乎没有性选择的种群在近亲繁殖后快速衰退，在繁殖到第十代时全部灭绝。
4 ?* q7 F, Y7 p% c7 @, w0 Q盖奇教授说道：“这些结果显示性选择对于种群健康和持续存在非常重要，因为它帮助清除一个种群的有害变异，维持积极有益的变异。为了战胜其它竞争对手并在繁殖时吸引异性，雄性个体必须是‘全能手’，所以性选择提供了维持和改善种群基因健康的一个重要和有效的过滤器。”
) K! N5 C8 E8 z5 Y; Z8 q“我们的发现为这一观点提供了直接支持，也即性作为繁殖的主导模式持续存在，因为它使得性选择可以提供这些重要的遗传健康。如果没有性，种群将通过一个棘轮效应继续积累有害变异，每一个新的变异都将导致种群距离灭绝更近一步。性选择帮助移除了这些变异，促使群体在面临灭绝的威胁时能够存活下去。”1 ?3 V$ P( `; w7 r2 d, n3 I2 r
“例如我们的单配疗法，也就是50代没有性选择，导致种群健康水平较低，并且在面临近亲繁殖时快速走向灭绝。单配繁殖的种群在繁殖了八代后全部灭绝。相比之下，源于相同祖先但雄性面临激烈的竞争、雌性具有选择权的种群保持了种群健康并避免了灭绝，有些家族在经历了20代的近亲繁殖后仍然存活下来。”这项研究得到了自然环境研究委员会、灰色系统基金会和东英吉利亚大学的资金支持。
7 ?+ }8 S1 A" H/ V