自然科普:无性生殖还是有性生殖,这也太难选了吧!
发布时间:2020-07-15
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生命有着无限的可能,却始终都要面临一个终点。不过,虽然生命的过程是有限的,却可以通过繁衍来保证生命的绵延不息。

各种生物都有属于自己繁殖的方式,自然界大部分动植物的繁殖方式是有性生殖,通过卵子和精子结合产生受精卵,再由受精卵发育为下一代。

包括人类,我们日常接触的家禽家畜,动物园里的野生动物,还有各类庄稼、花卉等等,都普遍采用有性生殖的方式繁衍后代。

当然,除了有性生殖,也有一些生物通过无性生殖的方式繁衍后代。例如,草履虫、变形虫、细菌等等。

还有不少植物,只需折下一段枝条插入土中,就会长出一株新的植物,这也是典型的无性生殖。

无性生殖不需要另一半就能够完成繁衍后代的任务,十分方便省事,那为什么人类没有进化出这种繁殖方式呢?

物种通过繁殖延续,图片来源 pexels

 

有性繁殖和无性繁殖

地球上的生物繁殖方式看起来十分丰富,细菌繁殖会通过自我分裂,真菌类如蘑菇的繁殖可以通过散播孢子;植物有的需要播撒种子,有的则可以直接嫁接;动物有的会生下蛋,有的则是胎生,还有的仅凭借未受精的卵细胞也可以发育成完整个体。

不过,总的来说,自然界中主要的繁殖方式可以分为两种,即无性繁殖和有性繁殖。

其中,有性繁殖是指由亲本产生的两性生殖细胞相互结合,发育成为新的个体的生殖方式。无性繁殖则是指不经生殖细胞结合,由母体的一部分(也就是体细胞)直接产生子代的生殖方式。

有性繁殖时,精子“奔向”卵子,图片来源 pixabay

作为有性生殖的人类,结婚生子繁衍后代颇为复杂。可能我们会认为,无性繁殖的方式非常简单。

实际上,不同生物的无性生殖方式是不一样的,可以细分为很多种类,包括分裂生殖、出芽生殖、孢子生殖、营养生殖和断裂生殖。

分裂生殖是我们最熟悉的无性繁殖方式,大多数单细胞生物,如细菌、草履虫等,就通过这种方式来繁衍后代,直接将自己的身体一分为二,形成两个新的个体。

正在一分为二的细菌,图片来源爱学网

其他无性生殖方式我们在生活也能遇到。有的孢子植物和真菌,例如我们常吃的蘑菇,可以利用孢囊孢子、分生孢子等无性孢子直接形成新的菌丝体,也可以用子囊孢子、担孢子等有性孢子进行有性生殖。

大部分的植物都能进行营养生殖,如马铃薯、草莓等,“插柳成荫”就是一种典型的营养生殖方式。

另外两种无性繁殖方式则更多涉及一些软体动物,出芽生殖是由母体一部分抽生出子体,长至与母体同形时,离开母体成为新的个体,例如水螅。

断裂生殖则是生物体在一定或不定的部位断裂成两段或几段,然后每小段发育成一新个体,如颤藻。

 

哪种生殖方式最适合?

在现代人的家庭生活中,两口子的性格磨合,一家人的衣食住行,可能让不少人都感到压力山大。

或许有人会想:无性生殖不需要另一半就能够自己完成繁衍后代的任务,岂不是又快又简单,为什么人类没有进化出这种繁殖方式呢?

其实,有性生殖是一种适应环境的演化过程。生物从单细胞走向多细胞,是为了更加适应环境提升生存率。

有性生殖通过不同个体间的精子和卵子结合,进行基因交换,让不同性状的基因的重新组合,产生新的基因型,介导重组性状出现,是形成生物多样性的重要原因之一。

面对环境压力,不断产生新的形状,不断经历自然选择,最终保留最适应环境的个体。 

真正的进化需要基因交流和突变,图片来源 pixabay

当然,这并不是说有性繁殖的后代就一定能直接继承双亲的优良性状。基因重组后,后代也有可能丧失双亲的优良性状。

但从宏观的角度来看,在漫长的演化过程中,这种基因交流的方式,会使后代在环境中具有更强的适应能力与生存能力。

而无性繁殖呢?在无性繁殖的情况下,亲代与子代的遗传物质会完全相同。

这种生殖方式可用来保持优良性状,例如有一株高产的葡萄枝,就可以通过扦插的方式,得到另一株同样高产的葡萄枝。

但是,无性繁殖的方式很难在子代上取得新的性状,除了基因突变这种小概率事件外,亲代与子代的基因型保持一致。

这样,种群内的基因交流几乎没有,很难在短时间内改变种群基因库中的基因频率,物种对环境的适应能力相对较差。

 

有性繁殖or无性繁殖?都要!

相比于一味地比较有性生殖和无性生殖的优缺点,追求哪种更适合,有的物种就说了:“我才不做选择题,都要!”

虽然有性生殖是生物繁殖的主流,但无性繁殖也可能使生物拥有一些其他潜力。人类通过研究并利用两种繁殖方式,对许多农作物进行育种。

我们通过杂交育种(有性繁殖),不断筛选继承了“父母”双方优良遗传基因或富有遗传变异性的植株,这里的优良性状可以是寿命长、产量高,也可以是抗病虫害等。

在得到优秀的子代植株后,再通过无性繁殖的方式,进行植物克隆,快速复制出大量具有优良性状的植株,给我们的农业生产增质增量。

水稻可以通过杂交的方式提升产量,图片来源 pixabay

自然界中有的动物也拥有两种繁殖方式,比如蚯蚓。

蚯蚓是雌雄同体的生物,交配时两条蚯蚓会分泌一种黏液,使双方腹面黏在一起,进行精子的输出和转移,完成有性生殖的过程。

无性生殖则使蚯蚓具有一定的再生潜力:如果将一条蚯蚓在适当的位置一分为二,它们会迅速愈合伤口,并逐渐长成新的完整个体。

总体来说,有性繁殖比无性繁殖更复杂,出现得也更晚。通过这种方式产生的后代更趋多样化,通过自然选择,可以不断优化种群的性状。

而无性繁殖则是更快速、更简单,能够更全面地保留物种全部的遗传特性。

面对大自然,每种生物都会选择最适合自己的繁殖方式。对物种来说,适合的就是最好的,这也是为什么自然界中纷繁复杂的繁衍方式能够保留至今的原因。

审核专家:冉浩,科普作家

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