关于生命的问题有哪些,如何看待生命是一个进化的过程( 四 ) _世界这么美好为什么有性

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减数分裂示意图
这件事意义重大。想象一下这样的情景：某人进化出了一个特别优秀的基因，能带来巨大的进化优势，于是这个基因迅速传遍了整个族群，所有不携带这个基因的人都死了。假如没有基因重组的话，那么这个优秀基因所在的染色体上的所有基因都跟着沾了光，也会很快传遍整个族群，其中肯定会混有一些不那么优秀的基因。日积月累，这样的“搭便车”基因便会越来越多，肯定会对种群不利。
减数分裂前的基因重组就相当于让那些搭便车的基因下车，考验它们独自生存的能力。换句话说，基因重组让基因组中的所有基因都流动了起来，每个基因都有机会独自经受自然选择的考验，优胜劣汰，只有这样种群才能继续进步。
总之，真核生物之所以要有性，主要原因就是为了保持基因组的健康，防止出现搭便车现象。次要原因是为了增加不同基因相互配对的可能性，以此来应付可能出现的恶劣环境。事实上，很多比较原始的真核生物往往会在条件好的时候进行无性生殖，而在条件不太好的时候改为有性生殖，原因就在这里。
05看到这里，也许有些读者会说，性这件事好像也并不复杂嘛！事实确实如此，稍微有点生物学基础的人都很容易理解性的起源。那么，接下来我们再说一个稍微复杂一点的话题：为什么要有两性呢？
想象一下，假如某个物种只有一种性别，任意两个个体之间都能交配并繁殖，这样既能获得前文提到的那些好处，又避免了两种性别带来的种种坏处，比如每个个体找到配偶的几率都会增加一倍，雄性之间再也不必为了争夺配偶而大打出手了，那该有多好?。?
事实上，如果仅从数学上考虑，两性是最差的一种性别方式。单一性别甚至三性四性等等都要比两性的繁殖效率高，可为什么大自然偏偏选择了两性呢？个中原因还得从线粒体身上去寻找。
研究表明，最初被古细菌吞进去的那个细菌体内至少有1500个基因，后来很快就都被整合进了宿主的基因组中。这些基因编码的蛋白质大都是线粒体组装所必须的，但这个工作已经交给了宿主细胞统一完成，工作效率大大提高。
但是，线粒体内仍然保留了一小段DNA没有丢掉，这是因为这一小段DNA含有和ATP合成有关的13个重要基因，负责编码13个关键的蛋白质。要知道，ATP的合成是一个相当精细的过程，其机理甚至和量子效应有关，线粒体必须对ATP合成酶的几个关键位点进行实时调控，因此编码这几个位点的基因都必须留在线粒体内，方便线粒体随时调用。

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人类线粒体基因组示意图
这件事导致了一个相当严重的后果，那就是真核细胞内出现了两个完全独立的基因组。线粒体基因组虽然只含有13个编码蛋白质的基因，但因为能量供应对于细胞健康来说极其重要，所以线粒体基因组的质量要求甚至比核基因组更加严格，差一点都不行。
更麻烦的是，光靠这13个基因还玩不转线粒体，因为组成线粒体的大部分蛋白质所对应的基因都已转进了核基因组内，所以这两个独立的基因组之间还必须配合得天衣无缝才行，这就导致了一系列可以预见的后果。
其中最容易想到的一点就是，线粒体基因也必须“流动”起来，杜绝搭便车现象。但线粒体基因组的遗传方式和核基因组很不一样，没法通过基因重组的方式让基因流动起来。如果两个性细胞相互结合之后，双方的线粒体混在一起，其结果就和搭便车没什么两样了。所以真核生物进化出了一种独特的性行为方式，即在性细胞两两结合之后，便把来自某一方的线粒体全部杀死，只让来自另一方的线粒体单独存活下去，这就有效地防止了搭便车的现象，提高了线粒体基因组的质量。