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環(huán)節(jié)動物門的自裂蟲有一種非常高效的無性生殖方式：每隔幾個體節(jié)，就發(fā)育出一個頭節(jié)，然后自行折斷，就變成了許多新個體。這在繁殖效率上非常高，但如果親代帶有某種遺傳缺陷，那么子代必然同樣繼承，無法幸免，所以每隔一段時間，自裂蟲就有有性生殖一次，從受精卵開始從頭發(fā)育。

與此同時，火烈鳥在鹽湖中以浮游生物為食，它們必須同時擁有長腿、長脖子還有一副帶齒的地包天，才能適應(yīng)這樣的濾食生活。顯然，要某個火烈鳥的祖先通過隨機(jī)突變在自己身上集齊這些性狀實(shí)在太不可能了，但有了有性生殖中，這些突變就可以分別出現(xiàn)在不同祖先身上，然后通過基因重組匯聚在一個個體身上，在很短的時間內(nèi)適應(yīng)新的環(huán)境。

一談起有性生殖的起源，大多數(shù)文章都會將它與無性生殖做一番詳實(shí)而激烈的比較，特別是它在富集有益突變和排除有害突變時的強(qiáng)勁效率，于是得出結(jié)論：在不斷變化的自然環(huán)境下，有性生殖相對無性生殖有著明顯的選擇優(yōu)勢，因此成為了現(xiàn)代生物絕對主流的繁殖方式。

這個結(jié)論的論據(jù)足可謂詳實(shí)可信，但作為論證卻不能成立，因?yàn)樽匀唤绲倪M(jìn)化不受任何意識主宰，生命不可能預(yù)見到有性生殖的種種好處，然后主動地改變自身，突然間開始有性生殖，而只能機(jī)緣巧合實(shí)現(xiàn)了有性生殖，再因?yàn)橛行陨车暮锰幎鴮⑦@一行為發(fā)揚(yáng)光大。

所以有性生殖無論帶來了多大的好處，都是有性生殖這個性狀的結(jié)果，而非原因，更不能作為有性生殖的起源。我們真正需要的答案應(yīng)該形如“鳥類的翅膀源自獸腳恐龍的前肢”、“昆蟲的口器源自附肢”、“被子植物的花朵源自短縮的枝”，應(yīng)該去追究有性生殖的前身是什么，但這就讓問題變得更加撲朔迷離了。

有性生殖最早的化石記錄來自12億年前的元古宙，而根據(jù)細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué)和分子生物學(xué)的研究，特別是對有性生殖中減數(shù)分裂的觀察，我們可以肯定所有的有性生殖都有相同的來源，那必然是所有現(xiàn)代真核生物的共祖，一個元古宙早期的單細(xì)胞真核種群，要追溯到大約20億年前。

但我們無法用化石信息重建那個洪荒時代，要想探索這個古老的問題，我們就只能在現(xiàn)存的真核生物中展開廣泛的觀察，根據(jù)有性生殖在不同類群中的差異和共性，嘗試重建有性生殖最初的樣貌，這形成了眾多仍在發(fā)展中的進(jìn)化假說。

囿于篇幅，這里僅介紹一種得到較多觀察支持的“共生假說”，并且主要集中在有性生殖的受精作用上——該假說的提出者是美國生物學(xué)家林恩·馬古利斯（Lynn Margulis，1938－2011），她同時提出的“內(nèi)共生理論”是目前最廣為接受的真核生物起源理論，在學(xué)術(shù)界獲得了壓倒性的支持。

首先的，早在這一假說提出之前，不同領(lǐng)域的生物學(xué)家就已經(jīng)注意到無性生殖和有幸生殖在時機(jī)上的顯著差異，對于那些兼?zhèn)溥@兩種生殖方式的生物來說，生命周期中的無性生殖階段總對應(yīng)著環(huán)境適宜、食物充裕，有性生殖階段總伴隨了環(huán)境惡化、食物匱乏；特別是在單細(xì)胞的真核生物中，采取哪種繁殖途徑完全取決于外部環(huán)境。

蚜蟲在夏季食物充裕的時候用孤雌生殖瘋狂地復(fù)制自己，有些復(fù)本尚未出生就帶著更小的復(fù)本，像俄羅斯套娃一樣；它們直到秋涼時候才產(chǎn)下雄蚜蟲，因?yàn)橹挥薪慌浜螽a(chǎn)下的卵才能度過寒冬

很多一年生的草本植物都有很強(qiáng)的無性生殖能力，比如禾本植物就能用分蘗迅速擴(kuò)張，但在秋季或旱季，它們總會通過有性生殖結(jié)出休眠的種子。

單細(xì)胞的甲藻，它們在一生中的絕大多數(shù)時候都是單倍體，用有絲分裂復(fù)制自己，環(huán)境不良時會兩兩融合成二倍體的合子，休眠結(jié)束后立刻減數(shù)分裂，恢復(fù)成四個單倍體

進(jìn)一步的，有性生殖包括了減數(shù)分裂和受精作用兩個階段，也就意味著單倍體和雙倍體的交替出現(xiàn)：對于動物和維管植物來說，生命中的大部分時間都是來自受精卵的二倍體，只有繁殖階段才產(chǎn)生單倍體的生殖細(xì)胞；

對于單細(xì)胞的真核生物來說，生命中的大部分時間都是單倍體，只在有性生殖中臨時產(chǎn)生二倍體，但這個二倍體往往具有很強(qiáng)的休眠能力，能度過惡劣的環(huán)境——考慮到現(xiàn)代真核生物的共祖也是單倍體，這種休眠能力就有了深刻的意義：

它暗示著有性生殖的最初功能并不是繁殖，配子融合原本是度過惡劣環(huán)境的緊急措施，減數(shù)分裂則是恢復(fù)常態(tài)的撥亂反正；動物和維管植物在生命的多數(shù)時間保留二倍體階段，實(shí)際上是把緊急措施當(dāng)作了常態(tài)，也因此獲得了極強(qiáng)的適應(yīng)能力，成為顯生宙的優(yōu)勢類群。

而這種緊急措施，根據(jù)林恩·馬古利斯等人的推測，就是單細(xì)胞生物的同類相食：在缺乏食物的環(huán)境中，很多單細(xì)胞真核生物都會吞食同類，但由于兩者高度類似，甚至源自同一個細(xì)胞，吞食之后往往不能徹底消化彼此，許多被吞噬者的細(xì)胞器都會殘留下來，特別是微管系統(tǒng)和細(xì)胞核，就像同卵雙胞胎互相移植器官沒有排異反應(yīng)一樣，兩個細(xì)胞核最終會被融合——這個過程在形式和意義上都與受精完全等價。

尤其受到重視的樣本生物是白衣腸道內(nèi)共生的披發(fā)蟲屬，它們賦予了白蟻消化木頭的能力，在分類上屬于古蟲界，比動物界和植物界都更加接近真核生物共祖。披發(fā)蟲在環(huán)境不良的時候會有絲分裂產(chǎn)生所謂的“配子”。這些配子在結(jié)構(gòu)上與無形個體毫無二致，但是某些配子末端有一圈色素構(gòu)成受精環(huán)，其它配子就會從這里鉆進(jìn)去被前者消化掉，細(xì)胞核與前者融合，而微管構(gòu)成的嘴還會殘留很久——我們?nèi)藶榈貙⒂协h(huán)的配子稱為雌性，無環(huán)的配子稱為雄性，但實(shí)際觀察中同性配子融合的例子也很多見，雌雄的界限并沒有那么明顯。

是的，受精作用既可以看作雄配子鉆入雌配子，當(dāng)然也可以看作雌配子吞掉雄配子，對于雙方都是與同類合二為一。這種快速增加物質(zhì)能量儲備的方式不但免去了消化代謝，更獲得了一整套染色體，加強(qiáng)了蛋白質(zhì)合成的能力，非常有利于單細(xì)胞的真核生物度過惡劣環(huán)境。

但問題也隨之到來，染色體數(shù)量增加并不總是好事，同樣的基因有太多副本反而會拖延代謝的速度，特別是在細(xì)胞分裂時形成嚴(yán)重的混亂，所以那些吞入太多同類的細(xì)胞最終會陷入生長停滯。幸好有絲分裂又及時突變出了減數(shù)分裂，能將染色體倍數(shù)減少到正常狀態(tài)，這種同類相食才變得可持續(xù)發(fā)展——這樣一來，我們就有了有性生殖的全部要素。

也就是說，這種假說認(rèn)為有性生殖在本質(zhì)上是單細(xì)胞真核生物在環(huán)境惡劣時的同類相食，但由于吞噬者和被吞噬者彼此類似，這種同類相食最終發(fā)展為一種“合體共生”的緊急措施，這也解釋了為什么有性生殖發(fā)生之后，許多生物都要進(jìn)入一段休眠——那才是有性生殖的本來用意。

衣藻是一種單細(xì)胞植物，當(dāng)環(huán)境不良的時候，它們就會兩兩融合，產(chǎn)生一種細(xì)胞壁非常厚的二倍體孢子，休眠結(jié)束后立刻減數(shù)分裂成4個新個體

這種機(jī)制一旦發(fā)育成熟，就會像任何性狀一樣被自然選擇開發(fā)出新的用途，而對有性生殖最成功的開發(fā)就是那種“富集有益突變和排除有害突變時的強(qiáng)勁效率”，所以交換基因在有性生殖中的地位越來越高，終于成為現(xiàn)代有性生殖的主要目的，發(fā)展出無比絢爛的現(xiàn)代多細(xì)胞生物，但也掩蓋了有性生殖的最初功能。

另外，如果這一同類相食的假說成立，還會引出另一項(xiàng)重大好處，即產(chǎn)生大量雜合的二倍體生物，這讓等位基因有了顯性和隱性的區(qū)分，對性狀的控制更加復(fù)雜高效，同樣大大提高了生物的適應(yīng)性。

作為這個假說的補(bǔ)充，我們還需要了解這樣一些事實(shí)：現(xiàn)代真核生物的共祖開發(fā)出一套優(yōu)越的有性生殖過程并不意味著性和生殖有著必然的聯(lián)系，只要完成了基因交換就是完成了性，而生殖是另外一個獨(dú)立的過程，最典型比如細(xì)菌的接合——抗生素耐藥性就是這樣普遍傳播開來的。