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生仔何必要造愛?

2016/7/7 — 14:14

網絡圖片

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地球上 99% 的多細胞生物,包括雀鳥、昆蟲、甚至我們人類,都是以有性繁殖的方式繁衍後代。但,為何要那麼麻煩,幹嘛不自己搞掂呢?

這個問題就連演化論之父達爾文都無法理解,他曾在 1861 年這樣寫過

性別出現的終極原因,我們連略懂皮毛也算不上⋯⋯答案仍然隱藏在黑暗中。

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百多年後的今天,我們在這方面仍沒有太多頭緒,但至少我們知道造愛是環境壓力逼出來的。

其實,造愛與自己搞掂兩種繁殖方式最大的分別是,前者會將兩性的 DNA 結合,在下一代身上產生新的基因組;後者則是較原始的繁殖方式,生物藉細胞分裂,即 copy & paste 的機制繁衍新世代。現今的細菌、某些植物與動物仍以這種效率高、麻煩少、危險性低的方式成功活下來。因為「自己搞掂」的生物只需集中能量成長,不必浪費時間(與能量)尋找與取悅伴侶就能開枝散葉。換句話說,造愛也需要成本的,更不用提卵子必須受精、父母各自只有一半的基因能傳到下一代等後話。

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這樣麻煩的機制必然有演化好處,才會在地球上脫穎而出。1886 年,德國演化生物學家 August Weismann 就曾指,造愛其中一個好處就是讓基因洗牌,創造不同的個體。即是,造愛容許兩個個體將他們的基因資源共享,他們某部份的後代將會從父母身上各自取得有用的基因,更能對抗天氣改變、殞石撞擊等的環境壓力。大部份的原始單細胞生物一般都以無性繁殖,但當環境壓力增多之時,為了保命就有機會轉成有性繁殖。

但造愛的起源仍然是個謎。畢竟世上還有很多生物是自己搞掂,有些生物如海星、蝸牛、酵母等生物,甚至能根據環境在這兩種方式遊走。「自己搞掂」似乎在演化進程中仍有某些「著數」。

或者,我們可視演化為資料的存取,物種擁有愈多資料,就會有較高機會活下去。史前的地球並非如現在一樣宜居,環境、氣候時常出現劇變,而這種情況往往增加了基因突變機會,在適當的情況下,較簡單生物就會被強逼 upgrade 成要造愛的物種。在多變的環境下,生物就會「學習」到更多的新資訊 ,並以基因編碼的方式將部份資料傳到下一代。而有性繁殖就強化了學習過程,同時讓演化的速度提升,因為當中需要選擇最好的伴侶為後代留個較好的未來,結果就是令物種更易記住更多的有用資料。

這亦解釋到為何要有一男一女才可造愛。雄性在絕大部份情況下需要透過競爭例如體型最大的猩猩、頸最長的長頸鹿,才可有機會與雌性交配,保証物種的健康將最好的基因帶到下一代,為避免其絕種起重要的作用。

那到底地球首個懂得造愛的物種是哪個呢?我們現時已知最早會以有性繁殖的動物是小肢魚 Microbrachius dicki ,其化石於蘇格蘭出土,有 3.85 億年歷史。雄性小肢魚的腳上(對!牠們是有腳的)突出的骨質組織就是生殖器官,在交配時會插入雌性底部的吸盤組織並進行體內授精 [1] 。小肢魚不單是最早會以有性繁殖的脊椎動物,亦是首個顯示兩性外形不同的物種。

小肢魚交配情況預想圖
Dr Brian Choo, Flinders University

小肢魚交配情況預想圖
Dr Brian Choo, Flinders University

不過,牠們並非首個懂得造愛的物種。海藻才是。有研究就在北極約為 12 億年的土層發現名為 Bangiomorpha pubescens 的紅藻。專家相信因為當時的氣候不穩,被逼要演化成有性繁殖,成為地球上首個採用有性繁殖的多細胞生物, 並透過水流將生殖細胞傳播。值得留意的是,現今的海藻大部份仍用這種方式「交配」,可說是活化石。

我們難以想像造愛竟然是因為海藻而來,沒有海藻就沒有現在的地球;同時,氣候環境也與造愛息息相關,生物的奧妙我真的識條鐵。

註:

1. 現時大部份魚類均以體外授精的方式繁衍後代。

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