有性生殖的双重代价

并且，进行无性生殖的个体显然要高产得多。假设有两个雌性个体，一个进行有性生殖，另一个进行无性生殖，每个个体都有两个后代。前者平均而言产生一个雄性后代和一个雌性后代，而后者通过自我复制产生两个雌性后代。在子代选择有性生殖的个体中，只有雌性能够生育后代（在雄性的参与下），并且平均每次再产生一个雄性和一个雌性后代。而无性生殖的个体，两个雌性个体均可以产生两个后代，也就是说最后产生了4个雌性个体。因此在生殖方面，相比于有性生殖，无性生殖在数量上具有巨大优势。如果这个过程继续下去，不难想象，进行无性生殖的个体将快速扩大种群规模，挤占有性生殖个体的生存资源。因此，雄性个体其实代表着一种数量成本。

尽管成本如此高昂，但有性生殖在生物世界里却是如此普遍，因此它一定具备可抵消其成本的优势。50多年来，研究人员一直在寻找这些隐藏的优势。一直到20世纪60年代，对于有性生殖的出现和维持，主流的解释仍然是交配能产生多样的群体后代，从而加快有性生殖物种的进化。这种解释没错，但事实并非如此简单。交配确实能带来多样性，但这种逻辑站不住脚，因为自然选择青睐的是那些能在短期内为个体带来优势的性状，而不是那些从长期来看对物种有益的性状。因此，个体层面付出的交配成本可以被有性生殖带来的长期益处抵消的想法并不正确。

二倍体生物的有性生殖伴随着染色体分离和重组两个过程，从而产生既不同于父母又彼此不同的后代。有性生殖的一个好处或许是能在某些个体身上一次性累积有益的基因突变。而在无性生殖的情况下，本身只携带一个有益的基因突变的个体若想让后代拥有多个有益的基因突变，只能等待在偶然情况下，其基因组中出现第二个有益的突变。这个过程需要时间，甚至是很长的时间，因为突变是随机的，且大多是有害的。因此，如果有益的突变出现于不同的个体且它们之间没有交集，那么这些突变在下一代中只会平行出现而无法聚集到同一个个体身上。这样看来，有性生殖似乎是一种能快速累积有益突变从而加快进化的方式。但就像我们在前文提到的，那些能为下一代带来良好适应能力的基因组合也可能因为基因重组而被拆散。

所以事情并不简单。我们需要确定基因重组在短期内带来的优势是否多于劣势。在这个计算过程中，环境变化的速度当然是一个需要考虑的关键因素：如果环境一直在变化，与持续产生新的基因组合相比，保持原有的基因组合就不再是最佳选择了。在自然生态系统中，环境确实在变化，但在许多情况下，其变化速度不足以使上述假设成立，尤其是大多数寿命较短的物种也选择了有性生殖，它们的后代所处的环境往往与上一代的相同。因此，尽管从长期来看，基因重组似乎是一个明智的决策，它能累积各种突变，保证物种进化的能力，但有性生殖还应具备短期内的优势才能让这个选择成立。 rAWl7pNKn5C8vds8ZxQFDpjvHnZUcGnTKDXnQfsfo2ezc7UEkxBioUozJMkW2j3J