富熙丝袜:为什么没有三性繁殖方式?

来源:百度文库 编辑:神马品牌网 时间:2024/04/29 15:33:25
生物体有无性繁殖和有性繁殖,有性繁殖都是雌雄两性(也有雌雄同体的繁殖方式)。为什么自然界没有产生三性或更多性繁殖方式的物种。可能有,我不知道。希望达人告知,或者智者以某种理论解说一二,或者告诉我是否有科学家在做相关的研究。
不胜感谢!
可能这个课题太复杂,我将针对回答者而不是某个答案给分,希望大家能经常关注,展开讨论。无论我有多少余分,我都将追加给大家,而且不会只给一个回答的朋友。谢谢大家!

谢谢 prestar_com_cn 12-28 的快速回应。
但是我想生物体是以优胜劣汰的规律留下“最优”繁殖方式的,那么是否有曾经产生过三性繁殖方式物种的线索呢?
另外,为何说多样性的过度放大会成为缺点?是怎样计算的?有谁能提供数理模型?

谢谢 香港腿 12-29 给出了一个计算方式来证明会产生“父代三种性别,子代却六种”的不稳定性,我不懂数学,所以多问一下:如果是4性繁殖或更多性繁殖方式又会如何?

非常感谢 闻风龙 12-30 给出了新的观点,可是甚为专业,我不是此专业人,可能许多看此题的朋友也不是,闻风龙能否作更为通俗的详解?另外,对“蝴蝶就是多种性别,任意2个不同性别的蝴蝶都可以进行繁殖。”这个信息可否作个说明,它们有哪些性别?怎么可以任意2个繁殖的?

谢谢 890323_1 12-31 给出了新的信息,让我大开眼界。并且通过探讨多性物种中成双交配的情形说明双性繁殖这个进化结果。
不过有否存在多性物种需要多性交配而不仅是两性交配的例子呢

有!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

而且世界上最多有13性繁殖!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

今天的两性制度应是以前多性制度垮台之后的结果

有的生物有13种性别,有的可以同性繁殖———

大自然孕育了生物,生物在进化过程中慢慢地出现了性别。从理论上讲,一种生物可以有多种性别。事实上,有种黏液霉菌就有13种“性别”。但这些多性别的物种很稀有,大多数物种都只有雌性和雄性两种性别。

在澳大利亚的昆士兰州有一种蜥蜴,其种群中不曾发现过一个雄性,雌性不需要精子来受精,它们的卵在预定的时间分裂,然后便长成一只小蜥蜴,而所有以这种方式产生的蜥蜴都是雌性。性在进化上究竟有什么好处?为什么大多数生物都选择了两性的繁殖方式?

为什么性别一般只有雌性和雄性两种?早在1958年,对现代达尔文主义的创立有重大贡献的生物学家罗纳德·费舍尔在他的著作《自然选择的遗传学理论》中,就明确提出了这个问题。但这个问题在此后40多年的时间内都没有得到很好的解答。

在澳大利亚墨尔本举行的第19届国际遗传学大会上,温哥华英国哥伦比亚大学的进化生物学家莎莉·奥托教授发言说:“鸟类交配,蜜蜂交配,人类也交配,但是却无人知晓性别究竟是如何进化的。假如可以创造出能够自行繁殖的女性,为什么还要创造男性呢?无庸讳言,21世纪的今天,进化生物学家仍然没有走出性别进化的迷宫。”

性在进化上究竟有什么好处?雌性为什么愿意付出这“50%”的代价?

许多生物,不需要雄性和雌性,照样可以代代相传。比如,细菌就是通过最简单的方式自我复制———一个变成两个,两个变成4个,依此类推。通过无性繁殖而产生的个体,都是完全相同的“复制品”。

在只有两种性别且雌雄异体的生物中,一个个体要繁殖后代,就必须要与同种的异性个体进行交配。性对于生物体本身并不是一件什么好事。对于雄性来说,他们要花费大量的时间和精力去寻找和讨好配偶,或为求偶而战,弄得伤痕累累乃至有生命危险。对于雌性来说,有性生殖的结果使她们的基因只能有一半传给子女,而来自雄性的另一半未必就很优秀,说不定受骗上当被一个孬种所勾引。如果她们采用单亲无性生殖,她们的基因就能百分之百地传下去。至今还有几千种生物采用无性生殖,就避免了那“50%”的代价。但是在现今存在的几百万种动植物中,为什么绝大多数都采用有性生殖或者是有性和无性生殖相结合?它们的雌性为什么愿意付出这“50%”的代价?性在进化上究竟有什么好处?

目前流行的观点认为,有性繁殖带来了基因重组,基因重组带来了无穷无尽的变异,而丰富的变异更有能力接受生存的挑战。这有点像参加抽奖,单性生殖只是买了一张彩票,然后把它复印了许多次,复印得再多也不能增加中奖概率,而有性生殖却是买了许多不同号码的彩票,显然最有可能中奖。

两性的选择是基因组在“争斗”过程中进化妥协的结果?

在两种性别的个体数目大致相等的情况下,某一个个体只能有一半的机会遇到异性的个体,从而在寻找异性个体的过程中往往要浪费不少时间和精力。如果一种生物有很多种性别,假设有100种,而且这种生物的个体只要找到与己不同性别的个体就可以进行交配生殖;在这种情况下,对于某一个个体来说,每100个其他个体中就有约99个是异性个体,从而它可有99%的机会遇到异性的个体。这样,每一个个体都可以只用较少的时间和精力就能达到有性生殖的目的。

既然只有两种性别降低了物种延续的概率,那生物为什么大多只有两种性别呢?近年有人提出了一种比较合理的解释,认为这是基因组“争斗”的进化妥协结果。

女儿身但染色体却为男性 两性人遭遇性别尴尬

基于在一般的有性生殖中,都有通过不同性别的生殖细胞融合,重新组合起成为一个整体,来源于不同细胞的线粒体基因组或叶绿体基因组为了各自的利益、为了更多地复制,就有可能会产生一些可以“消灭”来自另一个细胞的线粒体或叶绿体的变异。这种细胞器官的“互相残杀”将会导致整个细胞的灾难。为了使有性生殖能顺利进行,生物进化必须产生出一种能避免发生细胞内“战争”的方式。最简单的解决办法就是形成只有两种性别的有性生殖体系,其中一种性别放弃把细胞质的遗传物质传给下一代的机会,而另一种性别则享有把细胞质的遗传物质传给下一代的权利。

今天的两性制度,也许正是以前多性制度垮台之后的结果。

那种有13种性别的黏液霉菌又如何呢?深入的研究发现,这13种性别并不是平等的。同样为了防止线粒体之间的战争,存在着一个等级森严的制度:比如说,第13号的性可以跟任何别性交配,在交配时只有它能够遗传下线粒体基因,其它的性必须抛弃自己的线粒体;对于第12号的性来说,只有在跟11号或者低于11号的别性交配时,才有保留线粒体基因的特权;依次类推。

可见如果只有一性,或者有两个以上的性,反而让有性生殖变得复杂起来,不如只有两性那么简单明了。在黏液霉菌中,低一号的性有时会发生突变,拒绝抛弃自己的线粒体,其结果是跟与之交配的高一号的性同归于尽。如果这样的造反持续下去,等级森严的制度最终会垮台,性别的种类会越来越少,直到只剩下两种性。也许,今天的两性制度,正是以前多性制度垮台之后的结果。

相关链接

雌雄分离的进化历程

早期生物都是单个个体产生新个体,细胞核进行一次无丝分裂就行。当多细胞生物的生殖功能纷纷巩固的时候,由于偶然和必然的因素,突变或者变异,使得某些多细胞生物产生了两套“生殖”组织或器官,就是类似“雌雄同体”的,但还不是真正意义上的雌雄同体。

再后来,在同体受精的生物基础上,发展成了雌雄同体,但是异体受精。这又是一个进步。但这个还不是彻底的雌雄分离。

实现彻底的雌雄分离是非常困难的,在进化的历程中还在完善,至今没有停止。雌雄分离首先得分开,哪些是雌性,哪些是雄性。分开之后,还得保证它们像同一个个体一样能非常亲密地结合,并产生子代。雌雄个体可以通过基因来分配,在多染色体个体中,总有染色体是控制着性别的。那么,当染色体分配不同时,就可以产生两种性别了。

雌雄分离以后也有一些还保持着原始繁殖的迹象,比如有些鱼的性别是不定的,随着环境的变化而变化性别。红海中生活的红鲷鱼以20条左右为一群,其中,只有一条雄鱼,其余的全都是雌鱼。一旦这条雄鱼死去,在剩余的雌鱼中,身体最强壮的一尾便发生体态变化,鳍逐渐变小,体色变艳,内部器官也随之发生变化,成为彻头彻尾的雄鱼。(

自然界里的生物,多数采用有性繁殖,更准确的说是两性繁殖。也有少数生物,采用的是无性繁殖,准确的说就是单性繁殖。但是从来没有观察到,有任何一种生物,是采用三性繁殖的。
对于单性繁殖的生物,每一次繁殖,都是非常准确的基因复制,所以,从种群的层面来看,整个种群的基因多样性是比较少的。只是由于一些随机性的变化,才产生个体之间基因的不同,而这种不同,在代际之间是垂直传递的。不存在同代的不同个体之间基因的交换。

两性繁殖的物种,它的基因多样性就比单性繁殖的物种多得多。因为在这个系统里,存在同代个体之间的基因交换。在单性繁殖系统里垂直传递的基因随机变异,由于个体之间的基因交换,在双性繁殖系统里实现了水平传递。这种传递,实现了基因变异的组合,通过组合的方式实际上加快了基因变异,实现了基因多样性。

而基因多样性的实现,使得生物种群在生存压力下有更大的灵活度,不同变异的组合在生存压力下进行优选,进化过程加快。作为整个种群,对环境的适应能力得到加强,生存能力加强了。

但是单性繁殖也有它的优点,就是优良性状可以得到良好的保持,而且繁殖简便快捷,只要食物充分,条件适宜,就可以繁殖。两性繁殖就在这些方面有所不同。如果人是单性繁殖的,那么D版里面就不会有这么多的痴男怨女,这就是两性繁殖相对较低的繁殖效率。

然而这种效率的降低,是可以通过提高繁殖质量的办法来加以弥补的,而且对于生物的生存,这种效率也够用了。所以,生物界主流的繁殖方式是两性繁殖。

而对于三性繁殖,缺点进一步放大,而优点也应为过度的放大变成了缺点,所以在现实中不存在。

首先是效率。参与的个体越多,繁殖的效率越低,而且是以几何级数下降的。假设一年之中,适合繁殖的时间有一半,那么,对于单性繁殖的物种,任意时间繁殖的可能性是1/2。而对于双性繁殖物种,概率下降到1/4。如果存在三性系统,概率是1/8。

以上还没有考虑到个体之间的选择。在双性系统里,选择已经使得很多个体失去了繁殖的可能性,在三性系统里,这个效率会进一步下降,而且幅度可能会相当大。

而在双性繁殖系统里加速基因多样性的基因交换,在三性系统里会进一步加速。这就导致种群的快速分化。快速的分化和较低的繁殖速度共同存在时,分化出的小群体数量会很快的下降,而实际上很快就使得种群数量少到难以继续存在。也就是说,三物体系统运动所存在的随机性,破坏了基因遗传的稳定性。

所以,三性别系统在数学上大概可以被证明是不可能存在的,不知道哪一位数学高手能用数值计算模式来证明这一点?

这应该是自然选择。无性繁殖和同体繁殖等大都是比较低等的生物。那么高等生物为什么会选择两性繁殖,两性就足够了!
如果有其他的性别,怎么确定生物繁殖意义上的“级别”即权利?两性,才形成一个对等权利。再多就会造成物种的纯度的降低以及难以避免的缺陷,难免造成过度的“多样性”,多选择会在选择中消耗过多的各种能量,难免播龙种生跳蚤。相信这是一种自然的“正确”选择。
不知道是否有过两性以上的繁殖,但猜想在地球生命初现的时候,应该会有,每种生命都在尽力扩大自己,“想”了很多招数。可能在优胜劣汰中消失了。也不知哪个封闭的生物圈里还有这个标本。

ps:由于两性繁殖先入为主了,“克隆”这个单性繁殖,是否也可以理解为“第三性”繁殖?

没有三性繁殖。因为两性繁殖最符合自然界的经济原理。自然界中任何规律都遵循最经济原理,简单的说就是一个能做到的事情不用两个,两个能做到的事情不用三个。任何事物的发展和形成都是遵循这一规律的。
比如在体积相同的情况下,表面积最小的为球体,所以肥皂泡只会形成球体而不是立方体或其他什么。同样,在生物进化过程中,一开始虽然有单性繁殖,但是这样的话不可能产生进化。为了进化,自然界自动选择了两性繁殖,因为这已经足够了,三性或多性繁殖是画蛇添足的浪费,没有必要的。就好比只有一个1的话,怎么开方永远都是1,但是如果再有一个1的话,就可以1变2,2变3…直至无穷。
1是世界的基础,而2则是变化的基础。有了2就足以让世界生生不息,变化无穷了。

自然界里的生物,多数采用有性繁殖,更准确的说是两性繁殖。也有少数生物,采用的是无性繁殖,准确的说就是单性繁殖。但是从来没有观察到,有任何一种生物,是采用三性繁殖的。
对于单性繁殖的生物,每一次繁殖,都是非常准确的基因复制,所以,从种群的层面来看,整个种群的基因多样性是比较少的。只是由于一些随机性的变化,才产生个体之间基因的不同,而这种不同,在代际之间是垂直传递的。不存在同代的不同个体之间基因的交换。

两性繁殖的物种,它的基因多样性就比单性繁殖的物种多得多。因为在这个系统里,存在同代个体之间的基因交换。在单性繁殖系统里垂直传递的基因随机变异,由于个体之间的基因交换,在双性繁殖系统里实现了水平传递。这种传递,实现了基因变异的组合,通过组合的方式实际上加快了基因变异,实现了基因多样性。

而基因多样性的实现,使得生物种群在生存压力下有更大的灵活度,不同变异的组合在生存压力下进行优选,进化过程加快。作为整个种群,对环境的适应能力得到加强,生存能力加强了。

但是单性繁殖也有它的优点,就是优良性状可以得到良好的保持,而且繁殖简便快捷,只要食物充分,条件适宜,就可以繁殖。两性繁殖就在这些方面有所不同。如果人是单性繁殖的,那么D版里面就不会有这么多的痴男怨女,这就是两性繁殖相对较低的繁殖效率。

然而这种效率的降低,是可以通过提高繁殖质量的办法来加以弥补的,而且对于生物的生存,这种效率也够用了。所以,生物界主流的繁殖方式是两性繁殖。

而对于三性繁殖,缺点进一步放大,而优点也应为过度的放大变成了缺点,所以在现实中不存在。

首先是效率。参与的个体越多,繁殖的效率越低,而且是以几何级数下降的。假设一年之中,适合繁殖的时间有一半,那么,对于单性繁殖的物种,任意时间繁殖的可能性是1/2。而对于双性繁殖物种,概率下降到1/4。如果存在三性系统,概率是1/8。

以上还没有考虑到个体之间的选择。在双性系统里,选择已经使得很多个体失去了繁殖的可能性,在三性系统里,这个效率会进一步下降,而且幅度可能会相当大。

而在双性繁殖系统里加速基因多样性的基因交换,在三性系统里会进一步加速。这就导致种群的快速分化。快速的分化和较低的繁殖速度共同存在时,分化出的小群体数量会很快的下降,而实际上很快就使得种群数量少到难以继续存在。也就是说,三物体系统运动所存在的随机性,破坏了基因遗传的稳定性。

所以,三性别系统在数学上大概可以被证明是不可能存在的,不知道哪一位数学高手能用数值计算模式来证明这一点?

个人感觉首先要明白什么才叫三性繁殖?
一定要三个父本产生的生殖细胞结合才算吗?未必。

另外对于香港腿的解释有点不同的看法,基因的类型和染色体的类型是不同的。基因的类型不决定性别,但是染色体的类型却可以。而男性的XY与女性的XX是指的染色体组合并非基因组合。
我们可以假设有三个个体的染色体组合分别是XX,XY,XZ。其中任意两者可以随机结合,但是会出现香港腿所说的结果,会产生更多性别的子代。然后问题的关键是这个结果产生的前提是X,Y,Z之间能够随机结合。那好,我们可以回忆一下在卵原细胞的有丝分裂的过程中,经过两次分裂后只产生了一个正常的具有繁殖能力的卵细胞,原因是为什么?据我的水平,目前还不知道。但是可以肯定的是基因在这里起了决定性作用。就如我上面所讲的,假设会出现下面这种情况:X,Y,Z三者之见只允许出现XX,XY,XZ的组合(我们暂且可以把原因理解为X染色体上还有极关重要的关于生命体基本能力的基因),于是这样的染色体组合便可以也能够稳定的存在下去
另外在今年科学杂志上出现了一篇这样的论文,内容是关于“男性是否会消失?”这个问题是从基因水平上提出的,因为根据科学家的检测,发现男性Y染色体上的基因数量从几百万年前的几千个降至现在的几十个,按照这样的速度,男性特有的Y染色体将会消失,也就是说男性将会消失。而本文也预测将来会出现多种性别,各自带有标记着各自特点的染色体,这些个体之间能够相互繁殖,以这样的方式保证人类的繁衍。
所以我想我开头所讲的那种形式的三性繁殖是可以出现的。另外我们知道的蝴蝶就是多种性别,任意2个不同性别的蝴蝶都可以进行繁殖。

附加(12.31):其实我也不是专业人士,只是基于自己对于生命科学的理解作自己解释的。
相信大家都学过生物学,对于性别的区别是在染色体水平上的,大家知道人体有23对染色体,其中有一对性染色体,即前面说到的男性的XY与女性的XX。(其中染色体上的基因会影响人的生物特征。)
我的意思是说
假如在N倍体中有XX,XY,XZ的组合,减数分裂产生的生殖细胞中所含有的性染色体就有X,Y,Z三种,然后这些生殖细要自由组合将会有6种组合,而前提是这些生殖细胞组合后的受精卵要能能够正常的进行分裂等等生命活动。
大家都知道人类的生殖细胞里包括有三种包括代有X/Y的精子以及带X的卵子,大家都知道一般情况下只会出现XX,XY的组合,然后也有特殊情况,例如XYY这种被称为犯罪型的染色体组合。之所以要讲这些就是说数学上的自由组合与生物上的能够实现的组合是不同的。生物上可以实现的组合必须保证该受精卵能够存活下去。
所以上述情况下,倘若X染色体上含有一些重要的基因,这些基因是实现生命的基本基因。那么前面讲到的6种组合里就只有与父本相同的XX,XY,XZ了。
这就是我的对于上述讲法的一种解释。
另外对蝴蝶的性别,据说蝴蝶有上亿种性别(具体数量我也不清楚),我们甚至可以说任意两只蝴蝶都可以进行交配繁殖。这个意思就是说对于蝴蝶的性染色体的组合有很多种,不同的性染色体组合决定了不同的性别。

附加(1.2):对于茗荷儿的说法或许该根据本人本不专业的生物知识来应答。
首先对于三性繁殖的理解问题,繁殖?交配?请问两者等同吗?未必,繁殖在广义上必须是从整个种群的角度来看的,而交配只是狭义上的一个繁殖,即完成生殖细胞的结合。所以我还是认为对于一个物种来说,它是几性繁殖,应该是从全局的观点来看,而不只是看到它的交配行为。
然后是对于等位基因的问题,这个我没有办法解释,但是我知道倘若x,y与染色体的基因都是等位基因,那么两者在基因数以及长短上应该一致,然后现实却是y染色体上的基因要少的多而且长度要短。我的生物水平只停止于高中以及大学的公开教学,并不知道是否存在除了等位基因之外的基因存在,但个人感觉应该存在。
另外一种解释就是x染色体上存在着一些必要的基因调控开关,就是说这些DNA代码并不表现出来,但是会控制其他基因的表现。
而对于性别,我想不能否认会出现一种叫做xz的人种。而且根据预测似乎这种人也将会出现,无论是出自人类之手还是上帝之手。对于蝴蝶的性别我有点无能为力也有点道听途说,只是偶尔翻阅自然科学杂志看到的一些新颖的介绍,这种说法可能是与传统说法相悖的。我想这种评定性别的依据的可能与传统的评定有所不同,而交配的具体过程我更是不清楚了,我想具体过程只有专家才会知道吧。
XYY这种组合是确实存在的,很早就听过这种染色体组合的人群的介绍了,这种人群一般在月圆或者一些不明的刺激下会变的异常暴躁,容易犯罪。
至于这个种群的稳定性,这还真没想过,多谢提醒,待思考有结果了再来交流,不过不一定只有XX是母本,因为xy与xz也可以交配只不过产生的yz无用罢了。
所以对于子代比例为xx:xy:xz=5:3:3。
PS:茗荷儿果然很有礼貌,一口一个您,呵呵。