大自然给人类留下来的神奇(大自然探索)
世界上为什么会有“性”,也就是说为什么人分为男人和女人,动(植)物会有雄性和雌性?也许你觉得这个问题很荒唐,这本是天经地义的事《圣经》上.不是说过,上帝先造男人,怕他孤独,又从男子身上取了一根骨头造了女人,造物之神就是这样造就自然界生命的当然,造物之神是不存在的,生命的出现是地球环境变化的产物,是“性”结合的产物,我来为大家科普一下关于大自然给人类留下来的神奇?下面希望有你要的答案,我们一起来看看吧!
大自然给人类留下来的神奇
世界上为什么会有“性”,也就是说为什么人分为男人和女人,动(植)物会有雄性和雌性?也许你觉得这个问题很荒唐,这本是天经地义的事。《圣经》上.不是说过,上帝先造男人,怕他孤独,又从男子身上取了一根骨头造了女人,造物之神就是这样造就自然界生命的。当然,造物之神是不存在的,生命的出现是地球环境变化的产物,是“性”结合的产物。
大家知道,“性”活动时,男(雄)性产生的精子与女(雌)性产生的卵子相互结合而受精,此时,精子所携带的DNA(基因)注人到卵子中,然后,精子与卵子的DNA配成对,双方的基因进行重新组合,共同孕育出新的一代,这就使新一代同时具有其父亲和母亲的遗传信息可以这样说,“性”的实质就是基因重新组合、产生出与双亲不同的生命个体:“性”活动从地球的太古时代就已经开始,至今一刻也没有中断过。它在生物进化过程中起着重要的作用,同样也使得如今生物世界绚丽多彩,那么,“性”是怎样产生的?
“性”的由来
科学家推测,20亿年前,地球上到处都是汪洋大海,原始海洋中出现了最原始的生命,它们是不分雌与雄的单细胞生物,就像现在的细菌一样,它们通过自身分裂的方式进行繁殖,繁殖出来的新细胞个个都一样,毫无差异这种繁殖的方式称为儿性繁殖,也就是现在人们常说的克隆。大家知道,生物的个体特性,也就是遗传特性,是由存在于细胞中的DNA决定的。细胞分裂繁殖时,首先复制DNA,如果DNA没有发生重新组合,那么它复制上万次都不会发生变化。也就是说无性繁殖时,单细胞生物即便繁殖上万次,它们的子孙后代都是一样的,DNA不会出现丝毫的变化。这种繁殖是单细胞生物增加数量最为有效的方法,也是各种生物器官生长最为重要的方法。比如当一个人由婴儿逐渐长大时,体内各部位的器官也需要长大,器官的长大就是通过细胞无性繁殖的方式进行的。
让我们再回到出现最原始生命的那个年代去看一看。如果单细胞生物一直是通过无性繁殖来繁衍后代,子孙后代永不发生变化的话,恐怕现在世界仍处在混沌初开的蛮荒时代,也就没有如今千姿百态的景象了。然而,随着岁月的流逝,地球的地质地貌发生了巨大的变化,出现了大陆,这就使得整个地球环境发生了巨大的变化。单细胞赖以生存的海洋乐园也经历了一系列动荡,结果使单细胞生物的营养物质极度匮乏。在这种环境中,单细胞生物的生行面临着危机。为抵御这种危机,最原始的生物之间出现了最初级的“性”活动,科学家认为正是这种毁灭性的危机给生物带来的“性”,推进了生物的进化。
这种推测是否能够得到证实,还是让我们看一下科学家所做的实验吧:日本东京大学的黑岩博士发现,一种只有十分之一毫米长、被称为共生菌的单细胞生物通常只以细胞分裂,也就是以无性繁有的方式来繁殖后代,这与太古时代的单细胞生物繁殖方式样当黑岩博士将这些共生菌放人不含任何养分的水中后,发现原来分散蠕动的共生菌,开始在各个地方聚集起来。仔细观察可见,两个细胞在蠕动中相互靠近不一会儿,两者结合成一个单体、也就是说共生菌在营养不足的状态下、两个细胞会融合在一起结合成一个细胞,然后重新活下来,如果将融合后的细胞放到营养液中又会发生什么变化呢?黑岩博士发现,一周后,融合的细胞又开始分裂、繁殖。
但是,这次再分裂后的细胞,与原先没有融合的细胞相比,其大小与颜色都会发生一些微妙的变化。进一步研究发现,共生菌融合后,它们的DNA发生了重组,所以导致共生菌的大小和颜色发生变化,也就是说融合后细胞的后代与融合前细胞的后代在遗传特性上是不同的。科学家认为,两个共生菌融合的过程就是它们的“性交”活动,“性”就是由此而来的。在这个过程中共生菌完成了“性交”最本质的事情,那就是DNA(基因)重组。
科学家还认为,单细胞生物向多细胞生物的进化也是“性”造成的。他们设想,在太古时代,有一些单细胞生物两个融合为一体后就没有再分开,形成一个新的细胞,这个新细胞分裂,与其他细胞再发生融合,再进行基因重组,就这样,细胞融合、分裂、基因重组……如此循环,在细胞中间不停地进行这种最原始的“性”活动。这样的情形,出现在距今20亿年至14亿年相当漫长段时间内,它使单细胞生物世界发生了巨大的“飞跃”,然后在距今6亿年前,诞生了“多细胞生物”。当单细胞生物成为多细胞生物后,细胞与细胞之间就有了联系,成为一个简单个体,并进一步向复杂的个体进化。此时,它们的生命
活动是通过细胞间的相互协作来完成的,也就是说细胞之间出现了分工和合作,比如有的细胞专门管摄食,有的细胞专管呼吸,有的细胞专门接受外界的刺激,有的细胞变成“性”细胞——精子和卵子,它们承担着繁衍后代的任务。
“梦幻之蝶”的花纹
从生物进化上看,“性”是生物进化的产物,反过来它同时又促进了生物的进化。“性”促进生物进化最突出的表现就是它可以使同一种类的生物个性呈多样化。
在南美洲的亚马孙河流域热带雨林中,有一种非常美丽的蝴蝶名叫“梦幻之蝶”:它翅膀上红与蓝的花纹,在阴暗的密林中非常醒目。令人称奇的是,这些蝴蝶是同一个种类,却能不断地变换出新的花纹来,而且每一个都是世界上独一无二的,虽说翅膀的花纹都是由红、黄、蓝三原色构成的。那么同一种蝴蝶,为什么会形成如此多的颜色和花纹呢?也就是说为什么同一种类的生物个性会呈多样性呢?科学家认为,这是由“性”造成的。
其实,这种例子比比皆是。就拿我们人类来说,从基因来看,每个人都有自己的“个性”。大家知道,每个人都具有从父亲精子和母亲卵子那里所得到的DNA。这两组DNA中、被认为具有10万个基因。在这10万个基因中,父母亲双方相同的大约有93%,也就是人类所共有的,不管这部分基因进行多少次的重组,都不会改变,并能继承下来,它保证了人不会变成其他动物。而其余7%的基因是彼此不同的。
这些基因中,例如有决定眼睛的颜色、血型的基因。这种不同就产生了个性。尽管只有7%,但其中包含了7000个基因。7000与7000组合,就有2的7000次方种可能,一个令人难以相信的天文数字。这个数字比世界上砂粒的个数还要多,可以说是无穷多。由此不难想象世界上不可能生出具有完全相同的基因组合的子女(同一个受精卵发育成为双胞胎是个例外)。这是人类的“个性”,就像“梦幻之蝶”一样,其翅膀的花纹各不相同,可以理解为具有“个性”。
兔子的启发
生物的这种“个性”对于生命是非常重要的,我们可以从澳大利亚草原上兔子的兴衰得到启示澳大利亚原本没有兔子,1850年,当时的澳大利亚还是英国殖民地的时候,英国人为了使狩猎更有趣,从英国本土带来了几只兔子,这种兔子每年能生12只小兔子。在澳大利亚,由于没有它的天敌——狐狸,兔子数量急剧增多,兔子的大量繁衍,给农作物和牧草带来了危害人们采用了各种各样歼灭兔子的方法,但没有-一种方法能奏效。后来,澳大利亚的科学家从美国引进了一种特有的病毒:这种病毒只感染兔子,且兔子一旦染上,不久就会死亡,被散布出去的病毒,很快便散布开来,兔子陆陆续续死去。科学家当时预言,两三年后兔子将灭绝:但是,这场战斗又失败了。因为有一部分兔子抵御了病毒的侵害,顽强地生存下来了
科学家发现残存下来的兔子体内具有了抵御病毒的抗体,是这些抗体保护了兔子不受病毒的侵害,它是由兔子体内的免疫系统产生的,并受到基因的控制。它们的差异决定了兔子对抗各种疾病的抵抗能力。科学家认为这种“个性”是兔子在繁衍后代时所获得的,实际上也是“性”活动时基因重组带来的。 如果兔子的基因的组合完全一样,抵抗力也一样,当感染某种致命的病毒时,这个集体便会遭受灭顶之灾。但是,由于“个性”的存在,使得兔子群体具有多种基因,也具备多种抵抗力,就会使一部分个体对某种致命的病毒具有强大的抵抗力,该群体肯定会再次兴旺起来。其实这种情况也出现在我们人类身上。“性”所带来的“个性”,也奇异地对抗着今天袭击人类最凶恶的“杀手”——艾滋病病毒。
非洲肯尼亚首都内罗毕的波摩华尼地区是艾滋病高发地区,迄今已有300名母亲死于艾滋病,800名以上的孩子成了孤儿。特别是卖淫的女性,艾滋病的感染率很高,高达96%以上。世界卫生组织派出一个由各国医生组成的研究小组,对这个地区的艾滋病进行了调查和研究。他们报告了一个奇迹般的故事,在受调查的1700多名卖淫女性中,发现有25人没有感染上艾滋病。
她们已持续10年接受艾滋病的检查,都没有发现体内有艾滋病病毒,也没有采用任何特别的预防措施。这25名妇女显然无法用统计学上的偶然性来解释,因为不可能这25名女性能在-一次又一次的感染机会中幸免。科学家对25个女性的血液进行了彻底的检测,发现这25名女性的免疫系统中都有能够识别艾滋病病毒并将它排除的特殊免疫细胞科学家认为这种特殊免疫细胞产生也是“性”所带来的“个性”。在目前医学上还未找到有效治疗艾滋病的方法情况下,这种“个性”显示了人类能够生存下去的可能性。
强壮的“私生子”
挪威科学家最近发现,杜鹃鸟常常会背着“丈夫”与“情人”通奸,产生私生子。这种情况在一种称为蓝喉的鸟中也同样存在。以前在人们眼中,蓝喉鸟是“一夫一妻”的道德典范,它们会生死相依,永不分开、然而,科学家指出,在美丽动人的赞美声后面,隐藏着卑鄙的通奸行为。事实上,即使雌鸟与雄鸟已共筑爱巢,生育后代,许多雌鸟仍会与周围其他的雄鸟偷情,产下私生子,让蒙在鼓里不明真相的“丈夫”抚养幼雏。为何鸟类中会有这种“不道德”的性交活动呢,它有什么好处?科学家研究发现,“私通”出生的私生子比“合法夫妻”所生的后代有更强的免疫能力,防御疾病的能力也就更强。
这一发现再一次证明两性之间的交配,尽可能使基因得到广泛的重组,对防御疾病是一个非常好的途径,也是鸟类通过“性”使生物多样性的一种表现。其实,这不仅只存在于鸟类,其他动物也同样存在着这种情况,如狮子长大后,必须离开狮群,为的是不让它与自己有较近血缘关系的同类交配。科学家还发现动物交配时,会选择那些基因质量好的作为自己的配偶,而基因的质量好坏是以抵御疾病的能力表现出来的,雄性之间的角逐也是一种表现形式。
由此可见,生物进行“性”活动时,具有尽量与自己基因差异大的对象相结合的特性,这使得受精总是在具有不同基因的同类之间进行,这是为了生物的多样化。如果只与自身基因完全相同的同类进行“基因重组”的话,只能累积同一种基因。为什么“性”会尽量选择差异大的对象相结合,实际上这中间有很微妙的因素。人类也会有被某些具有相异性的对方吸引,这也许与此有关系。
为了尽可能地扩展生物多样性,“性”活动的方式也随之发生了很大的变化。远古时代,海洋中的生命的精子与卵子相会相当简单。如今,我们仍能从珊瑚的交配那里知道大概。珊瑚是从古生代时生存下来的生物。在满月的夜晚,一只珊瑚开始产卵后,其他珊瑚也陆续开始产卵。珊瑚产卵好像约好似的,在确定的时间里一起生产。同时,珊瑚开始在同一地点排精,从而保证它们精子和卵子在广阔的海中能够相会。后来,海洋中诞生了来回游动的鱼类。来回游动的鱼类,为了使它们的精子和卵相会,雄鱼和雌鱼必须靠近。
雌鱼产卵后,与其交配的雄鱼把精子撒在上面。当一些动物弃海登上陆地后,为了能在严酷的环境下生存和繁衍后代,身体出现了一些新的结构。而且雌雄交配的方式也发生了很大变化:由于精子和卵子暴露在空气中,会干枯死掉。因而,这些动物开始了体内受精,雄性将精子直接送入雌性体内。所以,雄性与雌性必须能相互吸引,情投意合。为了相互吸引,有的生物的体型发生变化,有的产生各种各样的求爱行动,而世界也由此成为存在着雌雄两性的生物界而显得更加丰富多彩了。
来源:大自然探索
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