夏日消消氣

大多數生物之所以只有兩種性別，其實是因為這種交配方式能夠產生可適應環境的後代最多，效率也最高。那具體是什麼，咱們來具體分析一下。

有性生殖和無性生殖

我們知道，對於大多數單細胞生命而言，繁育後代的方式是無性生殖，通過自身一分為二的方式，將自我的遺傳信息傳遞給後代，讓後代擁有和自己完全相同的特徵。

這種生殖方式的好處是：生物無需浪費能量去尋找配偶，也不需要交配，僅僅依靠自身就可以繁衍後代。

但壞處是，這種生殖方式繁衍的後代擁有的基因和父本完全相同，基因變異以及染色體變異的速度非常慢，因此產生新物種的速度也非常慢。這意味著如果地球環境發生一次較大的改變，那麼整個種群很有可能滅絕。

有性生殖則可以避免這個危險，由於有性生殖的方式是並不準確的自我複製，每複製一次會出現1-3個的基因變異，其中大多數基因變異不會表現出性狀，而有的基因變異完全不影響人類生活，有些變異表現出的性狀很明顯，比如：人擁有6個手指。

因此有性生殖可以促進基因交流，增加後代的基因多樣性，雖然不是所有的基因變異，都有利於物種生存，但只要有一部分基因能夠更加適應環境，那麼這個基因就可以在種群中擴散開。

這意味著即使地球環境發生較大的改變，該物種也不會全部滅絕，比如：人類的演化。

這些變異導致增加新物種的概率提升，據研究發現，有性生殖產生的新物種速度，是無性生殖產生新物種的10倍。

因此，有性生殖相對於無性生殖更容易適應環境，所以現在地球上大多數生命通過有性生殖繁殖，少部分通過有性+無性生殖，比如：水螅；還有一部分通過無性生殖，單細胞生命就是如此。

為什麼雙性別佔主導？

相對於無性生殖而言，有性生殖的後代可以更加適應環境，那麼，為什麼我們觀測到的物種只有兩個性別呢？有三個或以上的性別存在嗎？

關於這個問題，我們可以思考一下。

• 假如一個物種有A、B、C三種性別，A可以與B、C分別配對產生後代，而B、C則無法交配產生後代。其實這樣的話，可以把B、C看做是同一性別，因此該物種仍然是雙性別。

• 假如一個物種有A、B、C三種性別，只有當這三者共同交配時才能產生後代。如果地球歷史上真的出現過這樣的物種，那麼很有可能該物種在演化的過程中滅絕了。原因很簡單，雙性別的物種在尋找配偶時已經付出了大量能量，而3種以上性別則會造成，該物種在交配時浪費大量能量，以至於還未產生後代，就有大量個體滅亡。
• 假如一個物種有A、B、C三種性別，並且兩兩可以交配，那麼造成物種交配時，由於基因多樣性更多，因此後代個體差異較大，造成有些物種無法交配。

比如：某些後代在春天發情，而有些後代在秋天發情等等，這些也會造成產生新物種的速度直線上升。可能用不了幾代，該物種的後代就會產生生殖隔離，某些後代只能尋找固定物種、與固定性別的配偶進行交配，因此又會迴歸到雙性別時代。

通過以上我們總結一下：

• 單性別物種是交配最節省能量的方式，但產生的後代基因多樣性不足，容易滅絕。
• 3種或者3種以上性別的物種，雖然產生後代基因多樣性更豐富，但基因多樣性太豐富，有可能在第一代之後，就很多演化出生殖隔離，從而又迴歸到穩定的雙性別模式。
• 雙性別是最節省能量，同時又能保證物種後代差異較小的交配方式，因此，大多數物種只有兩種性別。

有沒有多性別的物種？

在自然界中，確實存在一些多性別物種，比如四膜蟲，該物種擁有7種性別。四膜蟲擁有兩個細胞核，其中一個細胞核（較小的細胞核）僅用於繁殖。

這個繁殖細胞核只包含一個1個完整的基因，其他6種性別就會淘汰。

而它在產生後代時，後代會在6種殘缺的基因中挑選出一個，並組裝成完整的基因，這個基因就是它的性別。 據研究發現，子代的性別是隨機的。

以上這些看不懂也沒關係，你只需要知道，四膜蟲是單細胞生命，並且是多性別，每個四膜蟲體內擁有一個完整的性別基因，和6個性別碎片，而它的後代的性別，會隨機從6個性別碎片中產生。

鍾銘聊科學

不過，還是有少量夢稜兩可的例外

例如，以蛤蝦為例，它們是甲殼類動物。蛤蝦似乎具有三個繁殖品種：

• 攜帶兩個Z染色體，雄性

• 攜帶一個Z和一個W染色體，雌雄同體；

• 攜帶兩個W染色體，也是雌雄同體;

換句話說，通過三種可能的性染色體的配對產生了三種性別基因型。

這些配對是這樣怎生的？這算三性嗎？不過學者可能更同意認為蛤蝦有三種“繁殖類型”，以解決是否應該將雌雄同體（ZW）視為獨特性別的問題。

上圖：蛤蝦

某些收割蟻（Pogonomyrmex屬）也可以說具有三性，甚至四性。這些螞蟻按蟻群生活，每個蟻群都有一個蟻后。為了繁衍，蟻后需要與兩種不同的雄性品種交配。她需要其中一種雄蟻的精子繁殖未來的蟻后，而需用另一種雄蟻的精子來繁殖未來的工蟻。因此，蟻群必須包括來自三種不同性別的“父母”的性細胞。每隻螞蟻有兩個父母，但每個蟻群卻有三個父母。（好暈~）

某些螞蟻種群中甚至有四種性別。那是因為在此螞蟻種群中有兩種不同的蟻后，這可能是兩種不同物種在基因上相互依賴的雜交所致。但有趣的是，如果這四種類型中的任何一種消失，整個蟻群系統就將崩潰。因此，可以將維持全蟻群系統生存所需的四種個體類型視為不同的性別。

總結

兩個性別可能對生物的生存最有利，因而地球上的大多數生物只有兩個性別，但自然界並非沒有多個性別的情況，但發生這種情況的因素很獨特。

小宇堂

美國西南部發現了一種新的變色龍，這是第一種被發現有三種性別的變色龍。 這種美國變色龍可以變成紅色、白色或藍色的，這就定義了它們在特定時間的性別。然而，作為變色龍，它們可以而且確實改變顏色，從而改變性別。具體來說，當兩個不同顏色的變色龍面對面相遇時，就像經常發生的那樣，它們都會變成第三種顏色。變色龍會保留這種新的顏色，直到下次與不同顏色的個體相遇。

事實上，顏色的變化就像臉紅——一個表示“現在不行”的信號在兩種不同顏色的變色龍熟悉到足以交配之前，可能會有數百次這樣臉紅的遭遇。對於這種變色龍來說，這種行為會導致可怕的問題:在繁殖開始之前單色化。如果這些變色遭遇導致所有的變色龍都變成相同的顏色，那就倒黴了，相同顏色的個體不能互相繁殖。在給定的變色龍群體中，單色化能否發生，關鍵取決於開始時每種顏色的個體數量。有些數字幾乎總是遲早會導致群體的單一化，而另一些則從來不會。

想想14世紀歐洲30%到60%的人口被黑死病奪去生命。如果我們是基因非常相似或相同的無性生物，數量會是多少？90%還是99 %?由於有性生殖，每個人擁有不同的基因組成，這使得我們每個人對寄生蟲或病毒的反應都有些不同:我們中的一些人死了，另一些人可能會受到嚴重感染但存活下來，還有一些人可能會在輕微感染。對於無性生物，每個個體的反應都是一樣的。對於寄生蟲或病毒來說，這相當於所有的房子都使用同一種鎖。找到鑰匙，你就中頭彩了。當這種情況發生時，無性繁殖生物一下子就滅絕了！

軍機處留級大學士

自然界任何事物的進化（或演變）都有一個原則:簡單化。

有性生殖是生物進化中的一個大躍進，但對於生物繁殖來說，兩種性別已經足夠了，因為對於絕大多數二倍體生物來說，兩個性別各提供一半染色體，正好對應兩種性別。

如果性別增加到三個、四個，情況就變得複雜了，那麼勢必會出現下面可能性的一種。

第一，必須集齊所有性別的個體才能繁殖，這樣繁殖的難度就太大了，這樣物種很容易走向滅絕。

第二，AB、Ac可以繁殖，Bc不能繁殖，這樣一來，本質A成了一種性別，Bc是另一種性別。

所以兩性是最有利於物種生存、繁殖、進化。

實驗小超人

簡單來說，這也是生物進化的結果，或者說是自然選擇的結果。

我們根據對化石研究的結果顯示，地球上最早的生物是沒有性別的，就像現在的一些病毒微生物一樣，是採取分裂繁殖的方式。

而雙性繁殖的方式也是在無數的分裂繁殖中慢慢出現的，生物進化就是這樣，任何一種變化都是經過千百年，上萬年的緩慢量變直到質變。很多詆譭進化論的人根本沒有理解，也不願意去學習，只是一廂情願的認為某個物種或者變化是突然蹦出來的，然後他們就說這是不可能的，是錯誤的！實際上，他們自己假設的前提就錯了，他們理解的進化論根本不是進化論。

分裂繁殖的好處是不需要尋找另外一個個體，這樣繁衍的成功率就非常高，但是缺點是沒有外來基因的參與，自身變化就很單一，後代適應環境變化的能力就較弱。因此一些個體的發展就傾向於多性繁殖。

生物界的變化是多樣的，新的後代可能會出現不能分裂的，也可能出現單靠分裂不能形成完整後代的，這樣可能就需要另外一個或幾個個體來補充基因的完整。

因此可能在無數的嘗試後，先是形成了單體雙性繁殖的趨勢，因為這種方式介於分裂繁殖和雙性繁殖之間，也可以算是一種過渡。

再繼續進化下去，逐漸出現了雙性繁殖。雙性繁殖的缺點是需要兩個個體，有點是有新基因的參與，那麼後代變化的可能性大大提高了，這也更加適應環境的變化需要了。所以，最終雙性繁殖成為地球上生物的主要繁殖方式了。

我們可以設想，可能也出現過三性繁殖或其他的繁殖方式，但是，最適合自然環境的，最終還是雙性繁殖。

大自然是神奇的，一切生物的演化和變化，都是自然選擇的結果，但這個變化是漫長的，量變的積累最終才出現了質變。

寒蕭99

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我們的宇宙是穩恆態宇宙，在某些層次內確實在膨脹。圓球套圓球……圓球套比它小的許多圓球……大圓球套小圓球，我們地球之外還套了30幾層的圓球面……每個圓球面有各自的中心有各自的對環流層。我們的物質世界非常龐大。我們的物質世界之外還有許多大型的物質世界。就是由這許多大型的物質世界組成的宇宙……穩恆態宇宙。宇宙代表整個空間而不是代表單一的大型物質世界。

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大型物質世界是單一的物質世界……各個單一的大型物質世界被真空隔離它們沒有相連。宇宙包含了許多許多無數無窮盡的大型單一物質世界……我們就在其中一個大型物質世界內部。

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宇宙天文宗師

生物遺傳基因我們找到了，是兩條，一條來自父系，一條來自母系，只需要兩種性別就能遺傳延續了。生物存在意義就是遺傳進化。使得自己的基因得以延續，兩種性別最優化，還能促進進化。這也是大自然進化的結果。

紅色微平臺

無性生殖適應能力差，三性別太複雜難以遺傳，兩個正好。

你看到的一切都是自然選擇的結果。

老饅頭簸箕

起源於大自然。因為有黑天和白天存在，陽光照射和地球轉動作用於兩性存在。

博學孫先生

隨著文明的發展，如今人們對多元性別越來越包容與認可，有更多地人同意社會性別（gender）和生物性別（sex）是不同概念，人的生物性別由染色體決定，而社會性別取決於人格、自我認同或主觀意願。但如果只討論生物性別的話，在染色體正常、胚胎髮育正常的情況下，人先天只有兩種性別，男和女。

再想想我們周圍的世界，常見的飛鳥、走獸、魚蝦、昆蟲，幾乎都有且只有雌雄之分。植物的情況稍微複雜一些，有些分雌株和雄株，有些雌雄同株但是分雌花和雄花，還有些則是在一朵花裡藏著雌蕊和雄蕊，但從生殖細胞的角度來說，也都是精卵兩種。當然，那些簡單的生物，比如細菌、病毒，沒有性別之分，但好像稍微複雜一點的生物，可以說都是分兩個性別的。這是為什麼？為什麼不能有三種、四種或者更多種性別呢？

關於這一問題，已經有了不少的推測，下面就來介紹幾種較受認可的原因。

原因一、效率最高原則

分裂生殖、出芽生殖、孤雌生殖等單性繁殖方式的優點在於簡單，不愁找不到另一半，不必消耗額外的能量用於交配，也不怕交配時行動不便被天敵突襲。

而有性繁殖的優點在於可以有基因交流，增加後代的遺傳多樣性，使後代的性狀更加豐富多彩，從而確保種群在複雜多變的環境中能得以延續。

簡單來說，單性繁殖能確保產生大量後代，靠後代數量多，來爭取有更多後代倖存；而有性繁殖能加速進化，靠後代有多種多樣的表現，來爭取香火不斷。

在生命演化歷史中，植物新物種的出現速率一直是動物的兩倍以上，而多細胞真核生物產生新物種的速率幾乎是單細胞真核生物和原核生物的10倍，這正是有性繁殖的功勞。

可是如果性別增加到三個、四個，情況就變得複雜了。假設生物的性別有三種，那麼勢必出現下面三種可能性中的一種——

第一，必須集齊所有性別的個體才能繁殖，這樣繁殖的難度就太大了，大自然如此嚴苛，要想完成組隊沒那麼容易，這麼玩很容易玩脫走向滅絕。

第二，AB、AC可以繁殖，BC不能繁殖。這樣一來，本質上就成了A是一種性別，BC是另一種性別，於是還是回到了雙性別體系。

第三，AB、BC、CA任意兩兩組合都可以繁殖。

事實上，很多單細胞低等生物就是這麼做的，例如四膜蟲有7種不同的交配型，任意一種都可以與其他6種交配型的四膜蟲進行接合生殖。很多進行孢子生殖的真菌也有2種以上的交配型，單倍體孢子不能跟交配型一樣的孢子結合，必須與不同交配型的孢子結合，形成二倍體。還有人把各種真菌的交配型簡單相加，創造出了“蘑菇有36000種性別”這麼一句聳人聽聞的話，其實每種真菌的交配型也只有2種或少數幾種，就像人、黑猩猩、倭黑猩猩、大猩猩分別有2種性別，也不能得出“人亞科有8種性別”。

但是3種或更多交配型只在低等生物中存在，對於機體複雜、有多個器官分化、生活史較長的多細胞生物（尤其是脊索動物和綠色開花植物）而言，要進化出一整套具有完整功能的三性別體系，是很麻煩的事情，涉及到生殖系統、內分泌系統的巨大改動。

任意兩兩組合都可以繁殖的做法，找到另一半的難度似乎降低了，但既然是兩個生殖細胞形成後代，那麼兩種性別就完全能夠滿足要求了。高等動物通過行動能力和感官來尋找伴侶，高等植物通過發展風媒、蟲媒或自花授粉的技巧來增加傳粉機會，從進化角度來說，都比增加一個性別要容易得多，而取得的“增加繁殖機會”的效果甚至更好，雙性別體系自然就成了絕對的主流。

（兩隻四膜蟲在進行接合生殖）

原因二、共同祖先假說

現存的動物和植物，都源自共同的單細胞真核生物祖先，區別只是在於植物的祖先俘獲了可以進行光合作用的細菌，並逐漸通過內共生形成葉綠體，從此植物走上了光合自養的道路，動物則繼續靠異養過活。

於是，祖先決定接合型的基因被代代相傳，逐漸變成了決定產生何種配子的基因，這一假說在藻類上得到了驗證。

當年，隨著生物的不斷進化，多細胞生物開始登上了舞臺，一種名為強壯團藻（學名Volvox carteri）的藻類就是最原始的多細胞生物之一。2014年的一項針對強壯團藻的研究，揭示了從“交配型”到“雌雄兩性”的演化歷程。

強壯團藻有一種MID基因，具有這一基因的個體產生精子，而缺少這一基因的個體則產生卵子。在另一種與強壯團藻親緣關係較近、但進行接合生殖的單細胞藻類中，MID基因決定的是接合生殖時這個細胞所表現出的交配型。可見，具有差異性的交配型正是性別的始祖。

基於此，有人推測，現存的高等動植物都源自於共同的單細胞祖先，而祖先所具有的2種交配型，就成為了後來的2種性別的雛形。

（強壯團藻）

原因三、避免疾病擴散

在漫長的生物進化路上，每一次基因突變都是偶然、隨機發生的。

有些突變恰好是同義密碼子或發生在非編碼區，不會改變什麼；有些突變會導致重要的蛋白質改變，使生物直接早期死亡，這一突變也就無法被保留下來；還有些突變則會帶來嶄新的性狀，讓同種生物個體之間產生差異。

與生存和繁衍無關的差異，各個選項都可以保留下來，例如A型血和B型血。可一旦這差異涉及到是否容易讓天敵或獵物發現自己、是否能適應當地的氣候條件、是否受到異性的青睞、是否能夠打贏競爭者等等，那麼各個選項就有了優劣之分，佔優的選項能得到更多的機會被遺傳下去，逐漸成為主流。

在生存和繁衍的壓力下，偶然、隨機發生的突變，能不能被保留下來，成了近乎於必然的事情。

大自然似乎有著它自己獨特的智慧，多種交配型且可以任意兩兩組合產生後代的繁殖方式，固然增加了交配的概率，卻也讓基因缺陷造成的遺傳病、線粒體異常造成的代謝疾病和病原體造成的傳染病有了更多擴散的機會。

一項針對癭小鼓翅蠅（學名Sepsis cynipsea）的研究證明了這一推論，研究者將鼓翅蠅分為幾組，每一組的雌蟲可供選擇的雄蟲數量各不相同，最多的一組有10只雌蟲和90只雄蟲，最少的則是人為配對，毫無選擇餘地。之後，讓這些鼓翅蠅的後代進行近親繁殖，結果證明，當雌蟲有選擇時，後代可以近親繁殖20代以上，而雌蟲毫無選擇的組的後代，只繁殖了10代就滅絕了。這是因為在毫無選擇餘地的情況下，即使是正常來說不會被雌蟲看上的“殘次”雄蟲也獲得了交配的機會，它們基因組中的嚴重有害突變也得以傳播給後代，進而在近親繁殖的過程中迅速積累，導致了“團滅”。

當繁殖具有一定難度，就形成了性選擇，在大多數有性繁殖的物種中，都是由雌性選擇優秀的雄性交配，基因有缺陷的雄性不容易獲得交配的機會，這樣就能讓那些不利於生存的突變被篩選掉。

同樣的，攜帶病原體或是線粒體異常的個體，在較高的繁殖壓力下，也會因為得不到交配機會，而無法將疾病傳播給同類和後代。

（癭小鼓翅蠅）

【參考文獻】

1. Matt Gage. Evolution: sexual arms races. Curr Biol. 2004 May 25; 14(10): R378-80.

2. Joshua P Scholl, John J Wiens. Diversification rates and species richness across the Tree of Life. Proc Biol Sci. 2016 Sep 14; 283(1838). pii: 20161334. doi:10.1098/rspb.2016.1334.

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關鍵字: 大多數 性別 生物

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