
這或許看似顯而易見。但從演化論的角度來看,有性生殖的益處並非顯而易見。雄性犀金龜會長出巨大而笨重的角,長度可達體長的一半,它們用這些角來爭奪雌性。極樂鳥會長出奇特的羽毛來吸引配偶。達爾文對這些特徵感到困擾,因為他的進化論無法完全解釋它們(他曾寫信給朋友說:「每當我看到孔雀尾巴上的羽毛,就覺得噁心!」)。
此外,性行為允許一個無關的、可能能力較弱的伴侶將一半的基因組插入下一代。那麼,為什麼性行為在動物、植物和真菌中幾乎普遍存在?自然選擇不應該更青睞那些放棄耗費精力的炫耀行為和基因輪盤賭,而選擇自我克隆的動物嗎?
是也不是。許多動物確實可以進行克隆;某些海葵可以從身體兩側萌生出同卵雙胞胎。蚜蟲、蜜蜂和螞蟻可以無性生殖。鎚頭鯊、火雞、蟒蛇和科莫多巨蜥有時也會發生處女產仔。但幾乎所有動物在一生中的某個階段都會進行性行為。生物學家認為,性行為的益處來自於減數分裂過程中發生的基因重組。減數分裂是一種特殊的細胞分裂過程,產生卵子和精子。在減數分裂過程中,父母雙方的基因組合被拆分,並在產生的精子和卵細胞中重新組合,形成新的基因排列,從而產生可能有利的新基因組合。
自然選擇不應該更青睞那些放棄炫耀性行為和基因輪盤賭,而是簡單地進行自我克隆的動物嗎?然而,有一種動物完全不需要性別就能繁衍得很好。蛭形輪蟲生活在大多數淡水池塘中,體長僅幾毫米,細胞數量只有約1000個,並且已經保持無性繁殖約8000萬年。目前已知的近400種蛭形輪蟲證明該類群具有相當高的多樣性,但至今無人見過雄性。蛭形輪蟲產下未受精的卵,這些卵發育後會成為完全可育的雌性個體。這其中的奧秘是什麼呢?
哈佛大學生物學教授馬修·梅塞爾森及其實驗室過去幾年一直在研究蛭形線蟲的分子遺傳學。梅塞爾森的一位前研究生尤金·格拉迪舍夫透過將蛭形線蟲暴露於極高劑量的電離輻射(這種處理會導致DNA鏈發生數百次物理斷裂)中,證明蛭形線蟲能夠完全重建其基因組——這在動物界是前所未有的壯舉。
最近,梅塞爾森和格拉迪舍夫有了更驚人的發現:蛭形蟲的染色體中含有來自細菌和真菌的外源DNA,這是維持遺傳多樣性的絕佳方式。至於我們其他人,就只能透過有性繁殖了。
本文原刊於2011年5月的《大眾科學》雜誌。