受精的意义
子代从父母双方各得到一套染色体,所以,总体上,它的遗传有一半来自父母双方。但这两组染色体与亲本的染色体并不完全相同。这是因为它们在还原分裂过程中发生了变化,这个过程叫做交叉。
减数分裂的意义
这有两个方面。
1.首先,要将每个卵子或精子的染色体减少到只有一组。
一对染色体中的两条染色体并不完全相同,因为在染色体上的任何一个特定位点上,两条染色体上可能有不同的等位基因(基因的形式)。想一想每对染色体,每对亲本都有一套。从每对染色体中,只有一条进入每个配子。所以,首先,配子不同,因为每一对配子可能有父亲的染色体,也可能有母亲的染色体。这就是所谓的"独立配子"。
2.使每对亲本染色体之间发生交叉。交叉改变了某条染色体上的等位基因。
所以,虽然说是"母亲"和"父亲"的染色体,但实际上配子的染色体并不都是父母的染色体。这是因为在减数分裂的过程中,染色体的位点被交换了。
虽然配子只有一套染色体,但这套染色体是来自父母双方遗传物质的洗牌混合物。每一个卵子或精子都可能有来自父母染色体的不同等位基因选择。
就像洗牌一样,可以产生许多不同的基因组合,而不改变任何单个基因(突变)。然而,突变确实会发生,它们可能会增加以前种群中没有的等位基因。无论如何,洗牌增加了后代的多样性,而这种多样性至少使一些后代在困难时期有更好的生存机会。减数分裂过程中发生的等位基因的洗牌可能是有性生殖存在的原因。
"不难想到,为什么有性人口应该比无性人口具有长期优势。它们可以更迅速地发展以适应不断变化的环境."
特殊情况
周期性兼性发生
有几个相当大的类群(生物群)采用周期性的兼性生殖。这是指几代人都是由处女出生,然后一代人发生正常的有性繁殖。例子包括蚜虫,以及甲壳类(小型甲壳动物,称为水蚤)。蚜虫通常是这样操作的:当天气好,植物寄主处于最佳状态时,它们就利用兼性生殖。在季节结束时,当天气变差时,它们就采用有性繁殖。这种繁殖系统称为有性生殖。
在兼性发生中,卵子只含有母体的遗传物质,而不受精。卵细胞可以通过减数分裂或有丝分裂产生。当减数分裂时,交配产生的遗传指纹与母体的有一定的差异。所以,兼性遗传的绿蝶后代并不是完全相同的,确实会出现一些遗传变异:由于减数分裂,有些染色体片段不同。有丝分裂会产生相同的后代。
在这些兼性类群中,有一些种已经完全放弃了性别。
丧失性能力
少数真核生物已经完全丧失了有性繁殖的能力,因此没有减数分裂。其中包括Bdelloid轮虫,它们只通过兼性生殖进行繁殖。