为什么要雌雄交配才能够产生后代?

世界上大多数动物都需要有性繁殖才能留下后代,而且有性繁殖还必须是雌雄双方的结合。然而我们知道,动物在寻找配偶,以及在求偶过程中会消耗大量的能量,以至于有些生物无法将自己的基因传递给后代。

那么问题来了,为什么地球生物要设置这样一个壁垒,阻碍生物繁衍后代呢?

同性生育后代

自从人类诞生文明之后,我们就一直挑战自然界的禁忌,同性生育后代也是其中之一。2018年科学家们通过技术手段,首次得到了双父亲来源的小鼠,也就是孤雄小鼠。

在实验室中,科学家们将一颗卵细胞取出细胞核,然后将小鼠的精子注入到去核卵细胞中,然后再将这颗含有精子遗传物质的卵细胞和另一枚精子结合,此时就会形成一枚受精卵,由这枚受精卵发育而来的小鼠就是孤雄小鼠。

单听描述会觉得这项实验很简单,但实际上,科学家们发现孤雄小鼠很难发育成活,而且发育而来的胚胎明显比正常小鼠胚胎要大得多。

孤雌小鼠也是采用类似的流程,只不过孤雌小鼠的胚胎发育则要比正常胎儿要小得多。

之所以同性孕育的后代体型会和正常胎儿体型相距过大,其实正是因为雌雄博弈的成果。我们知道,大多数雄性并不承担繁殖之苦,甚至许多雄性也不参与抚养后代,因此对于雄性而言,寻找较多的异性交配是一件非常划算的事情。这样即使有一部分后代没有存活,也会有一部分后代传递自己的基因。因此雄性的策略是多多交配,并且让自己的后代体型越大越好,这样自己的后代成活率就会越高,而且后代个体较大也不会消耗雄性的能量,所以孤雄生育的后代体型才会比正常后代要大得多。

然而对于雌性而言,多多交配并不能让它们的后代数量变多,因为它们需要耗费大量的体力与能量来孕育后代,而且后代出生之后它们还要喂养幼崽很长一段时间。因此雌性的策略是少生优生,同时让自己的后代体型越小越好,这是因为胚胎发育得越快,消耗的能量就越多,越不利于自身的发展,所以雌性会增强能够抑制胚胎发育的基因,尽量让孩子发育得较小一些。所以孤雌繁殖的后代体型,才会比正常后代要小得多。

由于雌雄交配的生殖方式演化了几亿年,以至于雌雄双方在生育后代时达到了一个微妙的平衡,必须要对方共同参与才能繁殖出健康的后代。否则无论是孤雌繁殖,还是孤雄繁殖,得到的个体都无法存活,更无法将自身的基因传递下去,所以该基因就在演化中被淘汰。

尽管科学家们可以实现孤雄、孤雌生殖,但过程非常麻烦,而且现有的孤雄小鼠或者是孤雌小鼠生存时间并不长。

有性繁殖的好处

现如今大多数动物都是采用有性繁殖,并且必须是雌雄双方共同参与,才能繁殖后代。之所以要这样做,其实是有好处的。

目前自然界有两种繁殖方式,无性繁殖和有性繁殖。其中无性繁殖主要是指生物无需交配,就可以繁殖,比如:病毒。无性繁殖的好处是不用耗费能量寻找配偶,但如果是以DNA作为遗传物质的无性生殖,那么后代的基因突变的速度较慢,容易跟不上环境变化,以至于被自然选择而淘汰。

病毒之所以采用无性繁殖,还能够发生较快的变异,是因为它们使用RNA作为遗传物质,RNA只有一个链条,容易发生变异。

相对于无性生殖而言,有性生殖的好处在于生物的基因在形成受精卵时,会经过基因重组,基因变异等,让后代的基因更加多样化,基因多样化则意味着它们能够更快地适应环境的转变,从而在地球上能够更好的生存。

如果同一种生物只有一种性别,并且随意两个都可以交配,那么在演化的过程中,必然会出现一些只想要让对方怀孕,自己拍拍屁股走人的个体,而这些个体执行的就是雄性的策略,在经过长时间演化之后,仍旧会演化出两种不同的性别。

反之,如果同一种生物有三种性别,在交配时需要找到三方才能交配,那么交配效率就会大打折扣,以至于被自然界淘汰。

由此可见,生物之所以演化出两种性别,是因为这是效率最高,同时又能使后代基因多样化,更加容易适应自然环境。所以现如今大多数动物在繁殖后代时,会采用雌雄交配的方式孕育后代。