動(dòng)物為什么要進(jìn)化出兩性？對(duì)此，科學(xué)家提出了多種解釋，其中有一種認(rèn)同度相對(duì)較高的理論被稱為“穆勒棘輪”(Muller's Ratchet)。

這個(gè)理論由遺傳學(xué)家赫爾曼·穆勒于上世紀(jì)60年代提出，他指出，生物在代代繁衍的過程中，每一代都有可能產(chǎn)生對(duì)自身有害的基因突變。

在有性繁殖中，基因是通過減數(shù)分裂傳給下一代的，而減數(shù)分裂過程中會(huì)發(fā)生同源重組，來自父方和母方的遺傳信息在每次繁殖時(shí)都會(huì)重新組合，在此過程中，有害的基因突變就會(huì)在后代中被稀釋，而在漫長(zhǎng)的進(jìn)化中，帶有過多有害突變的個(gè)體往往生存能力較低，于是有害突變就會(huì)被逐漸淘汰出基因庫。

而無性繁殖卻沒有這樣的機(jī)制，在其代代繁衍的過程中，基因組里的有害突變只會(huì)越來越多，永遠(yuǎn)不會(huì)減少（就像只能向前轉(zhuǎn)不能倒著轉(zhuǎn)的棘輪一樣），久而久之，其后代的生存能力就會(huì)越來越低，并最終走向滅絕。

可以看到，這個(gè)理論還是很合理的，但問題是，實(shí)際情況是不是真是這樣呢？實(shí)際上，對(duì)于這個(gè)問題，一個(gè)持續(xù)了20年的實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)給出清楚的答案，那就是：確實(shí)是這樣的。下面我們就來看看這具體是怎么回事。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)來自山梨大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，根據(jù)該團(tuán)隊(duì)近日發(fā)表在《自然·通訊》上的研究，其研究?jī)?nèi)容簡(jiǎn)單來講就是，利用克隆技術(shù)讓一只小鼠通過無性繁殖的方式進(jìn)行代代繁衍，看看它們的后代到底會(huì)演化成什么樣子。

其操作方法大概是這樣的，從供體動(dòng)物身上取出一個(gè)普通細(xì)胞（比如體細(xì)胞），然后將細(xì)胞里承載著遺傳信息的細(xì)胞核取出來，接下來再找一個(gè)卵子，把卵子自己的細(xì)胞核掏空，然后把供體的細(xì)胞核塞進(jìn)去，最后再用電刺激或者化學(xué)方法激活將其激活，讓它開始像受精卵一樣分裂發(fā)育。

2005年，該研究團(tuán)隊(duì)通過這種方法克隆了一只雌性小鼠，作為整個(gè)實(shí)驗(yàn)的始祖，當(dāng)這只克隆鼠長(zhǎng)到三個(gè)月大時(shí)，再次克隆它，得到下一代，下一代長(zhǎng)到三個(gè)月，再克隆，得到再下一代……就這樣循環(huán)往復(fù)，每年通過無性繁殖產(chǎn)生三到四個(gè)新世代。

根據(jù)研究人員的介紹，整個(gè)實(shí)驗(yàn)持續(xù)了20年，期間進(jìn)行了超過30000次克隆嘗試，成功誕生了1200多只小鼠。

實(shí)驗(yàn)開始的頭幾年，情況相當(dāng)樂觀，甚至克隆成功率還呈現(xiàn)出穩(wěn)步上升的趨勢(shì)，高峰時(shí)達(dá)到了15%以上，而且這些小鼠看起來很健康，這使得研究人員認(rèn)為，動(dòng)物或許真的可以被無限克隆下去。

然而隨著時(shí)間的流逝，情況卻開始出現(xiàn)變化，研究人員發(fā)現(xiàn)，在第25代的時(shí)候，克隆成功率開始下滑，其基因組里開始積累越來越多的有害突變，甚至出現(xiàn)了X染色體缺失的情況。

令人驚訝的是，即使基因組里存在著很多有害突變，這些小鼠依然可以正常生活，看起來和健康小鼠沒什么兩樣，這說明了動(dòng)物對(duì)基因突變的容忍能力，遠(yuǎn)比我們想象的要強(qiáng)。

然而“可以正常生活”和“能不能繼續(xù)繁殖”是兩回事。

在接下來的日子里，隨著小鼠代數(shù)增加，其克隆成功率仍然在持續(xù)走低，在第57代的時(shí)候，已經(jīng)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，根本就無法繼續(xù)繁殖后代，于是在2025年的時(shí)候，這場(chǎng)實(shí)驗(yàn)也就戛然而止。

值得一提的是，這場(chǎng)實(shí)驗(yàn)還有另一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)。

在研究工作中，研究人員將第20代、第50代和第55代的克隆鼠（雌性）分別和正常雄性小鼠交配，看看它們的后代是否健康。

結(jié)果表明，第20代克隆鼠的后代窩仔數(shù)和正常小鼠大致相當(dāng)，并且也很健康，而第50代和第55代克隆鼠的后代窩仔數(shù)卻明顯減少。

但引人注目的是，當(dāng)?shù)?0代和第55代克隆鼠的后代再與正常小鼠交配之后，其產(chǎn)下后代的窩仔數(shù)和健康狀況又逐漸恢復(fù)到了正常水平。

可以看到，通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們可以直觀地了解到動(dòng)物為什么要進(jìn)化出兩性，畢竟只有這樣，才能夠讓種群的基因庫更好地保持活力，清除掉有害突變的積累，進(jìn)而讓物種能夠在漫長(zhǎng)的時(shí)間里延續(xù)下去。