性——Clare Wilson
鸟类为之,蜜蜂亦为之——对于数目巨大的绝大多数物种而言,有性生殖是惟一的选择。它是造就这个星球上最为惊人的生物奇观的原因,从珊瑚虫群体(它们繁殖的数量如此巨大,以至于能在太空中看见),到园丁鸟(bower bird)为吸引异性而精心展现的舞姿,还有成年牡鹿的鹿角,一些生物学家认为,诗作、音乐和艺术也在其中。性甚至可能是造成生命前赴后继、自主前行的原因:放弃性的物种差不多在几百代之内就走向灭绝。
然而,既然性这般重要,生物学家却仍在争辩它是如何进化出的,以及它为何进化出来了。要知道,表面上看来,性是一种失败的策略。
有两个理由让进化应该青睐无性生殖。首先,在为资源进行的斗争中,无性的物种能轻易地战胜有性的物种。其次,精子和卵子仅包含了双亲各方一半的基因,采取有性生殖的生物个体只能将自身50%的基因传递给下一代。无性生殖却可达到100%的传递率。
显然,上述推理过程存在某些错误。尽管有许多物种,包括昆虫,蜥蜴和植物,无性而生活得悠然自得,至少目前如此。但是,有性的物种在数量上要远远胜出。
 正在交配的蝴蝶
性的持久不断的成功通常归因于遗传包裹的重新组合,引入了变异并使有害的突变被清除(突变最终会消灭大多数无性物种)。变异是重要的,因为它使生命能够响应环境的变化,这包括捕食者和被捕食者——特别是寄生物和寄主——之间的相互作用。无性生殖有时可以比喻为这么一个情形,买了一注100张的彩票,竟然全是同号的。远优于此的是,只买50张彩票,每张的号码都不同。
虽然我们可能明白了性是多么有效,但是我们却不知道它是如何产生的。它可能像DNA修复那样普通。无性生殖的单细胞生物可能曾经进化出周期性地倍增自身遗传物质然后又对分的习性。这让它们能通过替换备用组件去修复任何DNA损伤。类似的DNA交换仍旧发生在卵子和精子的产生过程中。
寄生物也从属于这个框架。我们所知的DNA寄生段就是转座子把它们的拷贝插入到细胞正常的遗传物质中。设想一个在单细胞生物中的转座子获取了一个突变,它促使宿主细胞在再次分裂之前周期性地和其他细胞融合。转座子的这一性的原始形式将会在许多不同的细胞中水平地传播开。一旦它在一个种群中出现,寄生的性现象将会相当快地流行开去。
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死亡——Bob Holmes
进化会给生命带来死神吗?是的,确实如此。当然,并非一切皆在它的笼罩之下,生物就经常因诸如饥饿或机体受伤这样的不幸祸事而(非自然)死亡。但还存在不同类别的发生在细胞中的——另有一种存在争议的说法,认为或许甚至是整个有机体——出于为某些更大的整体获取利益而进行的选择死亡。换句话说,死亡是一种进化的策略。
这在许多类程序控制的细胞死亡或者说凋亡(存在于每一个多细胞机体中的一种自毁机制)中是极其明显的。你的手有5根手指,这是因为那些胚胎时期曾经活在手指之间的细胞都死了。只有8到16个细胞大的胚胎——仅在受精卵分裂了3或4次后——指望着细胞的死亡:阻止细胞凋亡,发育就会出偏差。若无死亡之惠,我们甚至无缘出生。
 死如秋叶之静美:“凋亡”在希腊语里的原意是树叶的凋落
即便是像我们这样的成年人也不能脱离死亡而存活下去。没有凋亡的调控,我们将全身癌症泛滥。你的细胞不停地击败一些突变,这些突变威胁到你严格控制细胞分裂动向以防止其走火入魔的能力。不过,监督系统——例如含有p53蛋白质的被称为“基因组监护者”(参见New Scientist,18 December 2004,p 38)——可以侦测到几乎所有的这一类差错,并指引受侵袭的细胞执行自毁。
程序控制的细胞死亡也在 [1] [2] [3] [4] 下一页 |