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无性生殖时代(无性时代的到来)
地球多细胞生命的生殖方式基本采用有性生殖,这一比例占到99%。尤其是我们常见的大型生物和高等生物,如鸟类、昆虫、哺乳动物等。,都是通过两性生殖细胞结合产生新的后代。
(资料图片)
时至今日,有性生殖已经被我们视为理所当然,但在地球生命开始的时候,甚至生命已经在地球上进化了30亿年。当时所有的生命都采用无性繁殖。这种繁殖方式不需要两性的参与,只是简单的自我分裂复制,产生一个与自己基因完全相同的新个体。
有性生殖是经过漫长的进化才出现的,并逐渐被绝大多数生命所选择。
更奇怪的是,虽然现在大部分生物都选择有性生殖,但是无性生殖的方式并没有完全被淘汰。一些简单的单细胞生命现在只能无性繁殖,在一些爬行动物中还有两种繁殖方式,可以无性繁殖,也可以有性繁殖。
大多数生命选择有性生殖,这说明一般情况下有性生殖比无性生殖好,但是无性生殖并没有被完全消灭,这也说明在一定条件下无性生殖比有性生殖好。
有性生殖在生命进化中是如何出现的?什么时候出现的?由于化石证据的稀缺,有性生殖的起源一直是科学界的一个谜。
但科学家也从理论上解释了为什么生物之间会有“性”。
目前,地球上绝大多数的生物都把大部分的时间、精力和精力花在了两性间的生殖行为上。他们尽一切努力,不择手段来获得配偶和交配权。
比如鸟类雄性不惜被天敌发现,还要花费精力进化成五颜六色的,花费大量精力用各种五颜六色的材料装饰自己的巢,都是为了吸引雌性。
男人不惜花大钱彩礼,装修自己的房子,以博取女人的欢心;即使花朵产生香味,它们也是为了吸引昆虫来为自己传播花粉。
这些都是非常耗费精力和时间的行为,有性生殖的代价更为严重。雌雄个体只能传递一半的基因,也就是说产生的后代基因只有父母的一半;
这对基因遗传来说是巨大的损失和牺牲。
在有性生殖之前,所有生物都是无性生殖,也就是简单的细胞分裂,一变二,二变四,完全可以遗传自己的整套基因。
而且无性繁殖不需要浪费能量,也省去了麻烦的求偶过程。而且复制速度快,没有严格的时间地点限制。
那么为什么大多数生物最终选择了漫长曲折的有性繁殖路线,而不是简单的复制自己的路线呢?
这只能说明有性生殖有很大的优势,而这些优势盖过了它所有的劣势。
首先,通过两组基因的自由重组,所有有性生殖产生的后代都具有不同的性状。也就是说,虽然你的兄弟姐妹和你一样来自你的父母,但你们的基因组成不同,长相不同,行为和智商也大相径庭。
因此,有性生殖可以增加后代的多样性,使后代更好地适应环境的变化。有性生殖虽然产生后代慢,但产生的后代更优秀。
而且在基因重组的过程中,有性生殖有很大概率会出错,也就是基因突变。这些突变有好有坏,坏的会被环境淘汰,好的会保留。因此,有性生殖可以加快生物的进化和分化,产生更多的物种。
这就是为什么地球上的生物无性繁殖了30多亿年,一直都是简单的单细胞生命,或者是一些稍微复杂一点的多细胞生命。总的来说,生活还是比较原始的。
但十几亿年前有性生殖出现后,地球上生物的进化进程加快,生命形式逐渐复杂,物种数量逐渐增多。
有性生殖也使个体之间的基因得以交流。比如,如果一个个体中产生了有利于生存的基因,那么这个基因就可以通过有性生殖在整个种群中慢慢传播;随着时间的推移,优良基因的积累会使后代更能适应环境的变化。
而无性繁殖,即使个体产生了有利的基因突变,也会因为没有基因交换而消失,阻碍了生物的进化。
正因为如此,在环境恶劣的时候,在生物承受巨大压力的时候,先有性生殖的生命会获得巨大优势。
如果没有有性生殖,那么地球上的生命就不会像我们今天看到的那样进化,它将保持简单的单细胞形式。
因为无性繁殖也可以繁殖后代,而且简单方便快捷,最重要的是在生活环境适宜的情况下,这种方式有一定的优势。
因此,即使在今天,地球上的一些生命仍然采用无性繁殖,粗略地复制自己,如细菌、病毒、一些低等生物如酵母、蜗牛、海星和蚜虫等。,和一些爬行动物,保持两种繁殖方式;
在野外找不到雄性的情况下,在环境压力不大的情况下,雌性可以在没有雄性参与的情况下孤雌生殖。当环境有压力时,它们会采取有性生殖。
因此,科学家认为,有性生殖的出现是生物体面对环境压力而进化出的独特应对策略,以增强后代的竞争力和生存能力。
那么有性生殖是从什么时候开始的呢?哪种生物更先进行有性繁殖?
这种事情不能通过理论推测,只能找化石证据。我们可以找到原始鱼类有性生殖的最早化石证据。
3 . 85亿年前,在苏格兰的岩石中发现了化石。这种原始的鱼是尘螨纲的小肢鱼。它们是目前我们所知的最早的性别二型物种,即雄性和雌性个体外表看起来不同,也是最早通过体内受精繁殖的脊椎动物。
但是有性生殖的起源比这种鱼要早得多。大约在12亿年前,此时动植物尚未分化,海洋生物只是简单的单细胞和多细胞生物。
生物学家在加拿大北极地区的岩石沉积物中发现了12亿年前的化石,记录了地球生物最早的有性生殖。
这种生物叫Bangiomorpha pubescens。它不是鱼也不是动物,而是红藻,属于多细胞生物。它们是据我们所知地球上最早有性繁殖的生物。
地球上还有很多红藻。它们是更大和最古老的藻类之一,大约有5000到6000种。在过去的12亿年里,它们保持着原来的样子不变,成为了最早的有性生殖的活化石。