雌與雄生命的謎中之謎

其其

在不久前北京舉行的世界地質(zhì)大會早期生命起源研討會上，北京大學(xué)生物系教授張昀宣講了一份論文，公布了他的一項(xiàng)研究成果：他在距今6億2千萬年前的磷礦巖中找到了生命最早出現(xiàn)性別分化的痕跡。換句話說，生命至少是在6億多年前就開始有了雌雄之別了。

6億多年前“寒武紀(jì)生命大爆炸”還沒有出現(xiàn)，地球上的生命只不過是一些肉眼根本看不清、只有在顯微鏡下才能分辨的微生物。地球上最早的生命出現(xiàn)在35億年前，在漫漫的地球早期演化史中，有很多億年，生命只是一些單細(xì)胞，多少年不變。大概到了18、19億年前，地球的大氣中開始出現(xiàn)了氧氣，這時(shí)除了有原始的原核細(xì)胞，又開始進(jìn)化出了真核細(xì)胞，這是一種需氧代謝的細(xì)胞，比原核細(xì)胞復(fù)雜得多了，它具備了出現(xiàn)多細(xì)胞生物和雌雄分化的可能。

張教授是將磷礦巖中的多細(xì)胞化石與某些現(xiàn)代紅藻的有性生殖結(jié)構(gòu)加以比較得出結(jié)論的。以我們這些外行人的眼光來看，原核細(xì)胞也好，真核細(xì)胞也好，不過是些針尖大的小點(diǎn)點(diǎn)，似乎沒什么區(qū)別。但是對于生命進(jìn)化來說，那是一次了不起的革命。因?yàn)樵思?xì)胞的繁殖是靠自身的分裂，一變二，二變四，四變十六……而真核細(xì)胞出現(xiàn)了有性繁殖，繁殖率大大提高，一對細(xì)胞一次甚至可以繁殖出成千上萬的后代。有性繁殖的另一大特點(diǎn)是使得物種遺傳的變異量大大增加。舉例來說，如果原核細(xì)胞在遺傳時(shí)有10個(gè)位點(diǎn)上發(fā)生突變，那么它就會出現(xiàn)10加1共11種變異；而有性繁殖時(shí)如果有10個(gè)位點(diǎn)上出現(xiàn)突變，它就會有3的10次方這么多的變異，大概是5千多種。有性繁殖大量繁殖后代，比如一條魚會生幾十萬幾百萬個(gè)魚籽，但只有不足百分之一的活下來，剩下的都成了其它生物的食物，這就造成了生物食物鏈的形成；而遺傳變異量的大大增加，則為我們這個(gè)星球帶來了如此煌煌大觀的萬千生物世界。張教授說，所以，我推斷有性繁殖的出現(xiàn)應(yīng)該是后來的“寒武紀(jì)生命大爆炸”高等動(dòng)植物突然大量出現(xiàn)的一個(gè)誘因。

生命自從有了雌雄分化，就有了它的大量繁殖，就有了它的種類爆炸，它的進(jìn)化步伐大大加速。后來過了很久很久，才有了男人女人間的愛情，有了父母之愛和親子之情，有了由此產(chǎn)生的古今中外的燦爛文化……當(dāng)6億多年前的小小細(xì)胞在進(jìn)行自己的化分化合時(shí)，它們怎么會想到將來會有這樣了不起的結(jié)果？

我問張教授：原始的細(xì)胞為什么要出現(xiàn)雌雄變化呢？是什么在推動(dòng)這種變化出現(xiàn)？

張教授說：你問得很關(guān)鍵，這就是一個(gè)謎。因?yàn)閷τ诩?xì)胞個(gè)體來說，出現(xiàn)雌雄變化，進(jìn)行有性繁殖，是要付出很大的代價(jià)的。生物在進(jìn)行有性繁殖前，必要先生出雄性或雌性的單細(xì)胞，由這兩種細(xì)胞進(jìn)行交配。這時(shí)候，細(xì)胞對環(huán)境的適應(yīng)值就要下降50％。相比原核細(xì)胞的無性繁殖（它光是自己分裂就行了），有性繁殖是件非常麻煩的事。但是，生命的進(jìn)化還是不可逆轉(zhuǎn)地朝著這個(gè)方向走過來了。這是為什么呢？動(dòng)力是什么？這是當(dāng)前許多科學(xué)家都在熱心探討的問題。或許我覺得可以這樣解釋：前面我們說過有性繁殖對于整個(gè)種群的種種好處，所以，盡管對于生物個(gè)體有性繁殖是件有代價(jià)的事，但它卻對整個(gè)種群有好處。

性別之謎只是生命之謎中的一個(gè)，生命之謎還有很多很多。比如：生命與非生命的界限究竟是什么？地球上的生命是從哪來的？會是從外星來的嗎？地球之外還有生命存在嗎？如果生命就是從地球本身產(chǎn)生的，這個(gè)從化學(xué)到生物的過程是怎樣的？生物在地球上曾有幾次大的毀滅，什么原因？為什么今天又是這些種類活在了地球上？人類進(jìn)化到今天，將來還會發(fā)展成什么樣……

我們永遠(yuǎn)不停地問，不停地找，不停地頓悟，又不停地發(fā)出新的疑問。

責(zé)任編輯：黃艾禾