综述
你有没有思考过，为什么我们人类，以及自然界的大多数动植物都必须通过“两性交配”才能生育后代，而不是像一些微生物那样直接分裂，复制自己？那样的无性生殖方式难道不是更方便省事吗？
其实，答案并没有那么简单。你有没有注意到，几乎所有采用有性生殖方式的物种，都是相对“高级”的物种。
那么究竟是又是什么，促使了有性生殖成为进化中的“赢家”？
有“性”的代价
先来说说有性生殖和无性生殖的区别。
所谓有性生殖，是指两个不同性别的个体，通过配子（精子和卵子）结合，形成新个体。
其主要有两个特征，一是减数分裂，二是配子结合。在繁殖过程中，某些体细胞会分化为只有一半数量亲代染色体的配子，和另一个体的配子结合。
比如人类体细胞有23对染色体，但精子或卵子只从每对染色体中取出1条，组成23条染色体，和另一配子的染色体结合。
无性生殖则不同，它不通过生殖细胞结合的方式来繁衍，母体细胞会直接通过分裂产生新个体，主要有分裂生殖，断裂生殖，出芽生殖和孢子生殖等方式。
这一过程中，后代基本是亲代的基因复制品，不存在基因的重组。
和无性生殖相比，有性生殖主要有这些缺点：
其一是数量少：有性生殖的个体，必须寻找到另一半才能完成繁衍。假设一个雌性个体的后代中，雌性和雄性各占一半，那也就意味着，只有一半的后代可以继续繁衍。而很多自我分裂的单细胞生物，每个后代都可以直接产下可育后代。
其二是效率低：从交配到受精，再到孕期和分娩，每一步都需要消耗大量的资源和时间。在生存环境瞬息万变的自然界，这种繁殖方式的灵活性远不如无性繁殖。
其三是代价高：有性生殖的个体，可不仅仅是交配那么简单，雄性个体为了将自身基因流传下去，往往会和其他个体展开激烈的竞争，甚至付出生命的代价。比如孔雀在繁殖季节展现华丽尾羽，麋鹿在争夺配偶中会决斗，雌螳螂为了获取繁育后代的营养，吃掉雄螳螂等。
总的来说，有性生殖带过程中，伴随着高昂的成本，时间和风险，让人觉得这种方式似乎不是最理想的选择。
有性生殖为什么会出现
从进化论的角度来分析，既然有性生殖的方式能够出现，并且广泛存在于自然界不同物种中，那么它所带来的生存收益一定更大。关于这一点，有两个相当有影响力的理论。
第一个理论叫“穆勒棘轮”。该理论指出，无性生殖克隆出的后代，其基因和亲代几乎相同，但仍可能存在少量有害突变。
这种有害突变，会在一代又一代的繁衍中，一直得到保留，就像棘轮的运动一样，不可逆转。而采用有性生殖的物种，可以在相互结合中，消除这种突变。
第二个理论叫“红皇后假说”， 这个假说提出，物种和寄生生物，病原体之间是一个不断进化的“基因竞赛”。
寄生生物，病原体会不断地适应宿主，而宿主则需要通过基因变异来“反击”这些威胁。有性生殖通过不断的基因重组，帮助生物保持竞争力，以避免被寄生生物或病原体“锁定”。
加拿大生物学家Aurora Nedelcu在对海藻的研究中得出，“性”并非是为了繁衍更多的后代，而是为了适应环境。
海藻在一般情况下是无性生殖，而当环境变得炎热，或者资源匮乏时，海藻就会和另一个个体结合，变为二倍体，也就是有性生殖。而在环境变好时，它们又会回归单倍体无性生殖状态。
有性生殖的益处
上述这些观点理论并非是相互冲突的，反而相互补充，最终指向一个关键点：有性生殖的最大优势就是它能够增加基因的多样性，帮助物种更好地应对环境压力。
通过有性生殖，后代会从父母那里继承不同的基因，这样每一代的基因组合都与上一代有所不同。
再加上繁衍过程中会出现基因突变，这些突变既可能是有益的，也可能是有害的。自然环境起着筛选作用，帮助保留那些有益的基因，让它们能够传递给下一代。
举个例子，如今的西欧人中大约有1/4至1/3的人携带有“血色素沉积症”的致病基因，这与14世纪“黑死病”的大流行密切相关。
血色素沉积症患者的巨噬细胞内缺铁，会导致病原体在侵入人体后被困在细胞内，无法获得生长所需的铁元素，最终因为饥饿而死亡。
而正是因为黑死病的大规模流行，那些携带这种基因的幸存者得以存活，并将这一基因传递给后代保留了下来。
如果人类采用无性繁殖，这样的疾病可能会“团灭”整个人类种群，因为所有后代的基因几乎完全相同，病原体会轻松突破防线，不会有“特殊基因”的幸存者留下，导致整个种群灭绝。这也印证了红皇后假说中“基因竞赛”的观点。
另外，有性生殖还能有效避免自我繁殖带来的基因劣化。如果一个物种子代和亲代基因几乎相同，那么种群因积累有害突变，而导致种群退化的可能性就会大大提高。
而通过有性生殖，种群基因池的多样性得以保持，从而就避免了由于有害突变导致的种群衰退。这也正印证了“穆勒棘轮”中的观点。
结尾
总的来说，有性生殖在很多方面都显得不如无性生殖那样高效和方便，但它所带来的优势却是无可替代的。
增加基因多样性，让物种更好地适应环境的压力，避免基因劣化，抵御病原体和寄生生物的挑战，都是有性生殖在进化中能占据主导地位的关键原因。
因此，有性生殖不止是生物繁衍的方式，更是生物进化的强大引擎。尽管在繁殖过程中，可能要付出很多代价，但却是生命在千万年演化中不断磨砺出的“智慧选择”。
热门跟贴