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討論區演化彩虹(2008/6/1出版) 字體:
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演化彩虹2
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馥林文化小編
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其實生物學上來說,以配子大小來區分雄性雌性一點也不無聊。事實上,此定義非常有趣。你可以想像一個物種的成員都製造大小相同的配子,或者數種不同尺寸的配子──大、中、小──或者具有從小到大連續尺寸的配子。這些物種存在嗎?幾乎沒有。有些藻類、菌類和原生生物具有相同大小的配子。遺傳學上可分類為不同的交配型,不同交配型的個體才會交配,而且通常有兩種以上的交配型存在。在這些情況下,不同交配型間會產生性行為,但雄性雌性之間的差異則不適用於此,因為他們配子的尺寸相同。相反地,如果配子大小不同,那通常只有兩種尺寸,一種極大,一種極小;具有三種以上的配子尺寸的多細胞生物極其罕見,至於具有連續尺寸的配子的多細胞動物則是從未被發現。

有些無性生殖的單細胞動物,原生生物,具有兩個以上的配子尺寸。一種綠纖毛蟲Clamydomonas euchlora產生配子的細胞可以分裂四次到六十四次,分裂四次產生較大的配子,分裂六十四次則產生小型量多的配子,分裂次數介於四次到六十四次之間產生的配子則有各種介於中間的大小。有種纖毛蟲,Pandorina,十六個細胞形成一個群體存活。繁殖的時候,有些細胞分裂成八個大配子,其他的分裂成十六個小配子。然而任何兩種都可以結合:兩個大個,一大一小,或者兩個小的。這些物種介於單細胞生物與多細胞生物之間。

美國西南部有一種果蠅(Drosophila bifurca),精子是雄性果蠅體長的二十倍(沒錯,是二十倍)。這些精子可不便宜。製造這種精子的睪丸佔體重的百分之十一。製造這種精子得花很長的時間,而且雄性需要雌性兩倍的時間才能成熟。這種精子太過珍貴,因此雄性會好好保存,僅提供少量給雌性,達到一比一的配子比例。我們太常看到一個大卵子被無數小精子包圍的景象。雖然這種巨型精子驚人的稀奇,卻還有更重要的發現,某些Drosophila果蠅的精子有三種尺寸──一種巨型精子,以及兩種多少有點相似的小型精子,因此配子的大小共有四種(精子三種卵子一種)。亞利桑那州天普市的一種果蠅(Drosophila pseudoobscura),大精子的尾巴長度長達三分之一公釐,而另外兩種小精子的尾巴長度則是十分之一公釐與二十分之一公釐。

有些種類的雌果蠅,交配後可將精子儲存好幾天,甚至一個月之久。大約三分之一屬於巨型精子,三分之二屬於小型精子。雌性偏好儲存大精子,雖然也儲存一些小精子。雌性也會選擇使用哪些精子來受精,通常偏好使用大型精子。至於小精子是否被用來受精,實在很難證實。大精子所含有的原料是小精子的一百倍。因此,小精子的受精率只需要有大精子的百分之一就划算了,這麼低的機率也很難偵測。

如果不同的個體製造不同大小的精子,那麼果蠅就有多達四種性別,每種性別製造一種尺寸的配子,不過這物種的每個雄性顯然都會製造同樣比例的三種精子,因此所有的雄性都是相同的。如果之後的研究顯示雄性會製造不同比例的三種精子,那我們就等於發現了一個物種具有兩種以上的性。這樣的發現並不會違反任何自然定律,不過會很稀有而造成轟動。所以,為了實用的目的,所有生物種類的雄性與雌性,就是以兩種配子大小來定義,小配子是精子,大配子是卵。

為什麼兩種大小的配子在行有性生殖的物種中是可以說是普遍的呢?目前的理論這樣認為,假設有一物種,一開始兩種交配型產生同樣大小的配子。兩種配子結合產生合子,而每一個配子都貢獻了合子所需要的一半基因與一半細胞質。假設其中一個交配型的配子演化成較小的尺寸,數目增加了,但也犧牲了品質。另一種交配型,為了彌補其搭檔品質降低的小型配子,而演化出較大型的配子。整體來說,兩種交配型的配子在演化上來回交涉的結果,終於使得一種交配型演化出最小的配子,這種配子除了提供基因,其他什麼都沒有;而另一種交配型則演化出較大的配子,除了含有基因,還含有足以讓合子開始發育的細胞質。

這個關於配子的二元性如何演化出來的小故事純屬猜測、未經證實,顯示出在這個重要課題上需要更多進一步的關注。這個說法無法解釋為什麼有些物種如真菌,僅有一種配子尺寸;也無法解釋為什麼極少數的果蠅具有多種精子大小。

定義性別

到目前為止,我們歸納出兩個概念:一、大部分的物種行有性生殖;二、幾乎所有行有性生殖的物種中,配子的大小遵循小(精子)與大(卵子)的二元性,因此在生物學上,我們可以根據產生小配子與大配子,分別定義雄性與雌性。在這兩個概念之外,歸納到此為止,而多樣性才剛要開始!

配子大小的二元性並未向外延伸。現今生物界最大的錯誤就是毫無批判性的接受配子的二元性也就意味著體型、行為、與生活史的二元性。個體製造配子、彼此結合受精、在自然的社交環境中彼此之間互動,並非遵循二元性。事實上,正是性的過程維持了物種多樣性光譜,幫助物種的長期生存,這也自動造成豐富而多采多姿的各式性行為。性別不像配子的大小,並非只有兩種。

 



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