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異體受精的優(yōu)勢

相對于自體受精而言,異體受精的生殖方式存在諸多劣勢。即便如此,生物仍然趨于選擇后者,這是演化生物學(xué)其中一個古老的謎題。對多數(shù)物種而言,演化出異體受精的障礙主要在于產(chǎn)生雄性的代價高昂。由于雄性是不能生產(chǎn)后代的,從長遠(yuǎn)而言異體受精使繁殖效率大大降低。自體受精的生物在繁殖效率上至少是異體受精者的兩倍以上。

兩大被廣泛承認(rèn)的假說可對此做出解釋:1）快速適應(yīng)能力——異體受精的物種擁有比自體受精的物種更快的適應(yīng)能力。如果一個自體受精生物獲得了一個有益的突變,它只能把這個突變傳給它的直系后代。而另一個生物獲得了另一種有益突變,但卻沒有辦法把它合并到第一個突變所在的基因組從而制造出更優(yōu)的基因組。2）避免近親繁殖——異體受精有利于有害突變的剔除。隨著時間推移,一個自體受精生物的種群可能出現(xiàn)降低它們生長率的突變。每個突變可能只是稍微有害,因此自然選擇無法把它從種群中清除出去。經(jīng)過數(shù)代之后,越來越多的有害突變積累起來,就減弱了種群的擴(kuò)張能力。最終,這些稍微有害的突變可能取代一個種群中未被破壞的這些基因的版本,對該物種造成永久性地?fù)p害。相反,異體受精的生物可以通過重組把一個有缺陷的基因版本換成一個能運作的基因版本,保持健康的基因組不受破壞。

最近,研究者分別在線蟲(Caenorhabditis elegans)自交和異交個體上做的實驗表明:無論是給予一個新的環(huán)境,還是在提高突變率的條件下,種群中的異交個體都獲得明顯的優(yōu)勢。……