性 (別) 的起源

 

核心話題

地球超簡史(氧氣事件),化石與演化論,生命的起源(材料觀點與能量觀點),洗牌聚牌現象。〔補充:定年法〕

(無性生殖與有性生殖:先說生殖)(完美的永生的不可得,只好重開機)
(無性生殖與有性生殖:基因交換)(等突變太慢,方式有不同)

環形 DNA 對上線形 DNA(端粒、細胞分裂)(又,無性生殖與有性生殖之別在基因大幅對等交換,不只隨機撈捕)

為何「兩」性?
雌雄同株在植物更常見(某些植指孤雌演化)(有孤雌的動物嗎?蚜蟲?)
(粒線體的啟示)

 

適應壓力與基因交換

連細菌(原核生物)都可以交換

酵母菌已具備兩性生殖

 

洗牌聚牌效應(同源基因重組)

抵抗病菌學說:抗體套餐(血源越遠越好)

 

問題:細菌為什麼沒有進化成多細胞生物?

問題:只有真核細胞才有兩性生殖嗎?原核細胞沒有嗎?

問題:為什麼是「兩」種,不是三或更多?

 

繁殖力與多樣性的兩難:邊緣理論

敗者為王?違反演化論?(低難度參考閱讀:「敗者為王 -- 演化論忘了告訴我們的事」)

演化壓力是會淘汰弱勢的。

 

本單元與後面各單元間的關係 (2021.04.16 追加)

為什麼粒線體要單親遺傳?

對多細胞生物而言,每一個體細胞各自基因的差異化是不利的。但是整個物種卻需要透過變化來適應環境,因此交由特殊的生殖細胞來達成這個目的,最為可行。

例如一群工作螞蟻如果他們有不曉得基因差異化那麼整個以後的通訊跟集體行動效率就會變差。不利於落地生存。(非洲蟻乾旱研究的故事)

為什麼粒線體要全部拿來自同一方,因為一個細胞裡面的粒線體會有很多,他們之間在產生差異性的話,對細胞活力是不利的。

為什麼性別是兩種?

因為同源基因重組的關係重組的材料來自兩個清代,而不是三個或更多,

舉凡要互相尋找配對的對象的有新生殖機制而言,性別兩極化是最有效率的,

同性相斥、異性相吸,最有利於配對。
如果不是這樣的話,比如說ABC三種性別,難道要剪刀石頭布衣物剋一物嗎?

(老世代笑話:長髮阿娜多姿轉過來是男人)
(我小時候的那個時代男人長頭髮警察會抓,30年前第一批大陸學者來訪,看見難研究生長頭髮驚訝不已。)

如果是氣味的話,還能發展出一種性別有受體,一種沒有受體。但如果是靠視覺的話,看到就看到了,還能怎麼辦。

那有同性戀的動物個體就活該絕種了嗎?

我們將會看到自然界以吸引力跟排斥力作為音量鈕,讓社會性動物達到延續後代的最大化利益。(同儕照顧)

再次重申本課程的宗旨

過了解性別形成的基礎生物學原理,我們希望消除性別歧視或者是性別刻板印象。至於什麼是歧視,就要釐清一下了。(對「不可抗力」的因素給與負面評價或態度)歧視跟刻板印象都會讓社會中的某些族群受到傷害。

 

指定閱讀:細胞生化層次

生命的躍昇 ( by Nick Lane )

第五章「性」 地球上最偉大的樂透獎

 

生命之源:能量、演化與複雜生命的起源(作者: 尼克•連恩)

序論 為何生命會是這樣地存在? 27

第一部 提問 49

第一章 什麼是生命? 51
第二章 什麼是活著? 97

第二部 生命的起源 143

第三章 生命最初的能源 145
第四章 細胞的崛起 189

第三部 複雜性 233

第五章 複雜細胞的誕生 235
第六章 性,與死亡的起源 283

第四部 預測 341

第七章 力量與榮耀 343

跋文 來自深海 401

 

影片觀賞(及重點)

DNA 時代 4 老化與死亡(線狀 DNA 與 環形 DNA 的差別)

上半部 低解析度 複習用回看(修課生以 學號 e-mail 登入取得)

下半部 低解析度 複習用回看(修課生以 學號 e-mail 登入取得)

 

DNA 時代 5 追尋人類根源(認識粒線體 DNA)

超低解析度 複習用回看(修課生以 學號 e-mail 登入取得)

 

延伸閱讀:個體層次

性不性,有關係?(修訂版):認識生命科學必讀的性博物誌

第三章 性跟生殖可以自己來嗎?

雌雄同體為主的線蟲──線蟲性史/性染色體/雄蟲是多餘的嗎/台灣也有線蟲科學
還沒出生就懷孕的蚜蟲──無性和有性流轉的性史/性染色體的數量/法蘭克斯坦二世

第四章 處女生殖是怎麼一回事?

動物園裡的柯摩多龍──孤獨母龍/孤雌之路/雙髻鯊的孤雌生殖──DNA證據/孤雌生殖不是克隆
人類可以孤雌生殖嗎──生殖的條件/人類孤雌幹細胞

 

第六章 性的起源:細菌有性生活嗎?

附身還是轉世──死菌讓活菌轉型/是DNA讓細菌轉型
如何證實細菌有性行為──接合中的細菌/細菌有性別嗎?
基因宅急便──性的膠囊/細菌如何獲得抗藥性?

第七章 最初的有性生殖

細胞核是怎麼產生的──細胞聯姻/橫的移植/酵母的性生活──酵母變性/有性生殖的好處
永恆的婚姻──西塔隱藻企業集團/不穩定的合夥關係
漂泊的瘧原蟲──漂泊的性/性的算計

 

影片參考資料

The Eyes of Nye S01 E13 Evolution of Sex

Why Do We Have More Boys Than Girls?

13. Sexual Selection

9. The Evolution of Sex

The Origins of Orientation: Sexuality in the 21st Century

The Evolution of Sex - PBS Documentary

Why Sex Is Sexy

Evolution - Why Sex? Narrated by Liam Neeson

Evolution: Why Sex ? (PBS Documentary)

 

 

來自科普網頁的簡要說明(有點過於簡單)

生物為什麼要有雌雄兩性

性是如何產生的

從進化的角度看,你知道為什麼世界上要有男女、雌雄之分嗎?

不可不知,關於生命性別起源的知識

雌雄兩性是怎樣進化成的?

男女、雌雄、公母、陰陽:為何生物的性別碰巧就只有兩種呢?

 

 

單元複習重點

兩性生殖的模式是有效的基因洗牌,(也是活力的天擇壓力的外加)

在最適環境下,的確不如無性生殖,解釋了為什麼有些物種切換兩個模式

從無性生殖到兩性,「反應機率」對三性或更多,

繁殖的物資過程,一分二,不能一分三,所以基因交換也是二合一最為簡單

真核細胞有細胞核,DNA 是條條線形,細菌沒有細胞核,DNA 是環狀。

細菌朝向小而快的的繁殖演化,有生態圈中最大的生物質量

端粒是兩面刃,以同源基因重組促性洗牌,但也(部分地)限制了體細胞分裂的次數,也就是個體壽命的上限。

真核細胞都有細胞核及粒線體,其中粒線體內有專屬的環形 DNA

粒線體 DNA 是母系遺傳,其上的一段 (D 迴圈) 可被用在追尋人類根源的研究