男性和女性的進(jìn)化興趣并不總是一致的。這被稱為性沖突：男性創(chuàng)新使他們更多地復(fù)制有時(shí)會(huì)傷害女性，反之亦然。

例如，雄性果蠅在性交過程中向其伴侶注射有毒化學(xué)物質(zhì)。這些毒素會(huì)破壞女性以前的配偶的精子，從而提高自己成為后代唯一父親的機(jī)會(huì)。但毒素也使雌性蒼蠅生病并縮短其壽命。反過來，女性已經(jīng)進(jìn)化防御以對(duì)抗化學(xué)物質(zhì)，有時(shí)以犧牲雄性成功為代價(jià)。

生物學(xué)家認(rèn)為，性沖突的根源在于生殖細(xì)胞的大小和數(shù)量- 卵子和精子。雄性通常產(chǎn)生大量精子，可以使多個(gè)卵子受精。另一方面，女性會(huì)產(chǎn)生少量的大型生殖細(xì)胞，因此每種都會(huì)投入更多的能量和資源。

我在倫敦大學(xué)學(xué)院的進(jìn)化生物學(xué)家團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了一種不同類型的性沖突，可追溯到最復(fù)雜的生物體由單細(xì)胞構(gòu)成的時(shí)代，可能遠(yuǎn)在15億年前。這種古老的性沖突- 在兩性甚至存在之前 - 與線粒體傳遞給后代有關(guān)。

誰的線粒體會(huì)被傳遞?

我們研究了位于線粒體中的基因的遺傳-線粒體是我們細(xì)胞內(nèi)呼吸和產(chǎn)生能量的結(jié)構(gòu)。在許多動(dòng)物和植物中，當(dāng)卵受精時(shí)，只有母親的線粒體基因存活，而父親的線粒體則會(huì)丟失。

這并非偶然：女性已經(jīng)進(jìn)化出許多機(jī)制來識(shí)別伴侶進(jìn)入卵子的線粒體。一旦檢測到，就會(huì)派出一大批酶來消化它們。以前的研究表明，擺脫雄性線粒體是一種保持后代線粒體基因無突變的方法。從長遠(yuǎn)來看，健康母體線粒體的遺傳對(duì)后代來說是個(gè)好消息。

但是有很多例外情況仍然無法解釋。在某些物種中，父系線粒體仍未消化，就像父親找到了保護(hù)它們免于被發(fā)現(xiàn)的方法一樣。更奇怪的是，在果蠅和許多植物等生物體中，父親在精子生產(chǎn)過程中會(huì)破壞大部分自身的線粒體。

如果母系遺傳與先前的研究表明一樣有益，為什么有這么多例外呢?

采取長期或短期的觀點(diǎn)

在我們的新研究中，我們表明這些例外是由于線粒體遺傳控制的性沖突而產(chǎn)生的。

使用數(shù)學(xué)模型，我們發(fā)現(xiàn)女性的進(jìn)化傾向于關(guān)注長期影響。破壞父系線粒體可以在將來更容易地清除有害突變，但這種效應(yīng)會(huì)在很多代中展開。這種策略在女性中效果很好，因?yàn)橥唤M健康的母體線粒體一次又一次地沿著雌性線傳遞。

但在這種情況下，男性沒有很長的進(jìn)化時(shí)間范圍來處理。由于大多數(shù)線粒體在每一代開始時(shí)都被母體線粒體取代，因此進(jìn)化不能檢測到雄性線粒體基因的長期益處。由于沒有長期聯(lián)系，它們只能在不久的將來受益，這通常意味著現(xiàn)在傳遞一些線粒體。因此，即使長期影響有害，雄性也會(huì)在短期內(nèi)提高其后代的適應(yīng)性。

男性和女性的這些不同利益可能導(dǎo)致進(jìn)化的軍備競賽，因?yàn)閮尚灾械倪x擇行為相反。女性的進(jìn)化努力使后代免于男性線粒體，而男性則盡一切努力使他們的一些人進(jìn)入混合體。

“我的合著者，遺傳學(xué)家安德魯·波米安科夫斯基說：”一遍又一遍，男性想出了一些方法來破壞女性對(duì)線粒體的破壞。“所以女性必須開發(fā)出阻斷男性線粒體的新方法。我們的模型很好地解釋了為什么有這么多不同的機(jī)制用于排除男性線粒體，以及為什么男性有時(shí)會(huì)自行完成。”

這完全是關(guān)于線粒體遺傳的控制 - 對(duì)于雄性來說，最好是坐在駕駛員座位上來決定他們對(duì)混合物貢獻(xiàn)多少線粒體而不是完全被排除在外。

導(dǎo)致性別的性沖突

有證據(jù)表明，這場沖突可以追溯到所有生物都是由單細(xì)胞構(gòu)成的日子。男性和女性不存在，因?yàn)樗猩臣?xì)胞都具有相同的大小。

“有機(jī)體可以用來贏得這場沖突的策略之一就是通過增加其性別細(xì)胞的大小來獲得更多的線粒體，”Andrew Pomiankowski說。“引人注目的是，這可能是推動(dòng)兩性發(fā)展的動(dòng)力。”較大的性細(xì)胞 - 未來的卵子 - 在線粒體遺傳的爭奪中占據(jù)優(yōu)勢，僅僅是通過淹沒較小的性細(xì)胞 - 精子的前身 - 線粒體的貢獻(xiàn)較少。

大多數(shù)生物學(xué)家目前認(rèn)為兩性通過分工進(jìn)化- 即所謂的“破壞性選擇”理論。大型雌性性細(xì)胞可以存活更長時(shí)間但不能移動(dòng)太多，而較小的精子很脆弱但移動(dòng)速度更快，可以找到更多的交配伙伴。

我們關(guān)于性別起源的假設(shè)，如果是真的，為這個(gè)起源故事增加了一個(gè)新的視角，追溯到一個(gè)關(guān)于線粒體遺傳的古老沖突。女性可能通過簡單地產(chǎn)生包含線粒體的更大的性細(xì)胞來贏得這場古老的戰(zhàn)斗，確保線粒體傳播實(shí)際上是片面的(并獲得長期的健身益處)。但最終，與所有科學(xué)假設(shè)一樣，這個(gè)假設(shè)必須經(jīng)得起徹底的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。