动物为什么要进化出两性？一个持续20年的实验，给出清楚的答案

动物为什么要进化出两性？对此，科学家提出了多种解释，其中有一种认同度相对较高的理论被称为“穆勒棘轮”(Muller's Ratchet)。

这个理论由遗传学家赫尔曼·穆勒于上世纪60年代提出，他指出，生物在代代繁衍的过程中，每一代都有可能产生对自身有害的基因突变。

在有性繁殖中，基因是通过减数分裂传给下一代的，而减数分裂过程中会发生同源重组，来自父方和母方的遗传信息在每次繁殖时都会重新组合，在此过程中，有害的基因突变就会在后代中被稀释，而在漫长的进化中，带有过多有害突变的个体往往生存能力较低，于是有害突变就会被逐渐淘汰出基因库。

而无性繁殖却没有这样的机制，在其代代繁衍的过程中，基因组里的有害突变只会越来越多，永远不会减少（就像只能向前转不能倒着转的棘轮一样），久而久之，其后代的生存能力就会越来越低，并最终走向灭绝。

可以看到，这个理论还是很合理的，但问题是，实际情况是不是真是这样呢？实际上，对于这个问题，一个持续了20年的实验，已经给出清楚的答案，那就是：确实是这样的。下面我们就来看看这具体是怎么回事。

这个实验来自山梨大学的一个研究团队，根据该团队近日发表在《自然·通讯》上的研究，其研究内容简单来讲就是，利用克隆技术让一只小鼠通过无性繁殖的方式进行代代繁衍，看看它们的后代到底会演化成什么样子。

其操作方法大概是这样的，从供体动物身上取出一个普通细胞（比如体细胞），然后将细胞里承载着遗传信息的细胞核取出来，接下来再找一个卵子，把卵子自己的细胞核掏空，然后把供体的细胞核塞进去，最后再用电刺激或者化学方法激活将其激活，让它开始像受精卵一样分裂发育。

2005年，该研究团队通过这种方法克隆了一只雌性小鼠，作为整个实验的始祖，当这只克隆鼠长到三个月大时，再次克隆它，得到下一代，下一代长到三个月，再克隆，得到再下一代……就这样循环往复，每年通过无性繁殖产生三到四个新世代。

根据研究人员的介绍，整个实验持续了20年，期间进行了超过30000次克隆尝试，成功诞生了1200多只小鼠。

实验开始的头几年，情况相当乐观，甚至克隆成功率还呈现出稳步上升的趋势，高峰时达到了15%以上，而且这些小鼠看起来很健康，这使得研究人员认为，动物或许真的可以被无限克隆下去。

然而随着时间的流逝，情况却开始出现变化，研究人员发现，在第25代的时候，克隆成功率开始下滑，其基因组里开始积累越来越多的有害突变，甚至出现了X染色体缺失的情况。

令人惊讶的是，即使基因组里存在着很多有害突变，这些小鼠依然可以正常生活，看起来和健康小鼠没什么两样，这说明了动物对基因突变的容忍能力，远比我们想象的要强。

然而“可以正常生活”和“能不能继续繁殖”是两回事。

在接下来的日子里，随着小鼠代数增加，其克隆成功率仍然在持续走低，在第57代的时候，已经低至0.6%，而到了第58代，所有小鼠都在出生后很快就死亡了，根本就无法继续繁殖后代，于是在2025年的时候，这场实验也就戛然而止。

值得一提的是，这场实验还有另一个重要发现。

在研究工作中，研究人员将第20代、第50代和第55代的克隆鼠（雌性）分别和正常雄性小鼠交配，看看它们的后代是否健康。

结果表明，第20代克隆鼠的后代窝仔数和正常小鼠大致相当，并且也很健康，而第50代和第55代克隆鼠的后代窝仔数却明显减少。

但引人注目的是，当第50代和第55代克隆鼠的后代再与正常小鼠交配之后，其产下后代的窝仔数和健康状况又逐渐恢复到了正常水平。

可以看到，通过这个实验，我们可以直观地了解到动物为什么要进化出两性，毕竟只有这样，才能够让种群的基因库更好地保持活力，清除掉有害突变的积累，进而让物种能够在漫长的时间里延续下去。