如果基因是自私的，為何“犧牲”卻成為進(jìn)化上的贏家策略？

圖蟲(chóng)創(chuàng)意

溫情脈脈的洞房花燭夜，卻是雄螳螂為后代獻(xiàn)出生命的最后一夜；歷經(jīng)千難萬(wàn)險(xiǎn)到達(dá)產(chǎn)卵地的太平洋鮭魚(yú)，迎來(lái)的是完成使命后的集體死亡；雄性袋鼩連續(xù)十幾天不吃不喝瘋狂交配的后果，是油盡燈枯、悄然離世。這些看似極端的生命抉擇背后，藏著的，是生命最底層基因密碼中刻著“繁衍”二字。

為了盡可能地延續(xù)基因，生物想盡了辦法，甚至?xí)H手把自己送到另一半的嘴里，用一死了之的決絕，為后代成長(zhǎng)騰出足夠的生存空間。我們很多人都聽(tīng)說(shuō)過(guò)螳螂小夫妻之間血色婚禮的故事。但其實(shí)在交配的那一刻，雄螳螂并不是心甘情愿獻(xiàn)出生命的，它們也很想活下去，并且會(huì)想法設(shè)法避開(kāi)死亡的結(jié)局。但很多時(shí)候，這確實(shí)避無(wú)可避。因?yàn)轶胫g的交配，只要開(kāi)始了就不會(huì)停止，甚至不管公螳螂是死是活，精子都能成功完成轉(zhuǎn)移。所以很多時(shí)候，交配剛一開(kāi)始，雌螳螂就會(huì)把公螳螂的腦袋直接摘掉，好確保這頓加餐不會(huì)白白跑掉。

而螳螂之所以會(huì)演化出這一套“性食同體”的求偶機(jī)制，為的是幫助即將受孕的螳螂媽媽儲(chǔ)備更多蛋白質(zhì)，好讓受精卵更好地發(fā)育、提高后代的生存幾率。

而這種看起來(lái)殘酷的繁殖策略，在動(dòng)物世界并非孤例。在我們熟悉的蜘蛛身上，就上演著類似版本的故事。首先，雌雄蜘蛛的體型差異往往極為懸殊。許多種類的雌蛛體型遠(yuǎn)超雄蛛，其長(zhǎng)度可達(dá)雄蛛的三倍。而極端例子如澳大利亞紅背蜘蛛（Latrodectus hasselti），雌蛛體重甚至可達(dá)雄蛛的200倍。加上雌蛛通常生性兇猛、攻擊性強(qiáng)，前來(lái)求偶的雄性稍有不慎，就可能淪為雌蛛的“盤(pán)中餐”。

但是和雄性螳螂無(wú)路可逃的命運(yùn)不同，蜘蛛交配并沒(méi)有天生的“鎖定”程序。所以為了在完成傳宗接代使命的同時(shí)保全性命，雄性蜘蛛演化出了五花八門的應(yīng)對(duì)策略：

跳蛛和狼蛛會(huì)通過(guò)狂熱的舞蹈取悅雌蛛，盡量降低雌性的攻擊性；而盜蛛則深知“彩禮”的重要——它們會(huì)用絲線精心捆扎獵物送給雌蛛，期待雌蛛飽餐之后能對(duì)自己“網(wǎng)開(kāi)一面”。

但是部分雄蛛在第一次交配僥幸逃脫后，會(huì)冒著生命危險(xiǎn)再次返回，為的就是通過(guò)多次交配增加后代數(shù)量，哪怕最終會(huì)因此被雌蛛吃掉也在所不惜。而還有一些雄蛛，在完成交配后并不急于逃命，反倒是爭(zhēng)分奪秒地用特殊分泌物封死雌蛛的生殖板。這種“堵門”行為能夠阻止雌蛛再和其他雄性交配，確保自己成為這場(chǎng)生殖戰(zhàn)爭(zhēng)的唯一勝利者。而為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，他們真的是連死都不怕。

而哺乳動(dòng)物中的袋鼩，則是為了生孩子“殫精竭慮”的典范。

雄性袋鼩一旦進(jìn)入發(fā)情期，就會(huì)在激素的作用下進(jìn)入不吃不喝的癲狂狀態(tài)，并且在2~3周的時(shí)間內(nèi)，每天堅(jiān)持和盡可能多的異性交配12~14個(gè)小時(shí)。而為了維持如此高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)，他們的脂肪和肌肉會(huì)被快速分解、導(dǎo)致體重驟降，皮毛脫落，免疫系統(tǒng)崩潰，最終因?yàn)閮?nèi)出血和器官衰竭死亡。所以在袋鼩的種群里，90%的雄性都會(huì)在第一個(gè)繁殖季節(jié)后死亡，只有很少數(shù)能夠活到第2年。但是作為一生只制造一次精子的“單次生殖”動(dòng)物，勉強(qiáng)活到第二年的雄性袋鼩再也不會(huì)對(duì)雌性產(chǎn)生興趣，也不會(huì)再有留下后代的可能。

肯為生兒育女犧牲性命的，絕非只有雄性。

雌性章魚(yú)在交配后同樣喜歡吃掉老公，但產(chǎn)卵之后，會(huì)徹底停止進(jìn)食，寸步不離地守在還沒(méi)孵化的小章魚(yú)周圍一邊警戒護(hù)衛(wèi)，一邊推動(dòng)水流沖洗章魚(yú)卵，防止氧氣不足、影響孵化。但動(dòng)輒幾個(gè)月甚至幾年的漫長(zhǎng)孵化時(shí)間，足以讓任何一只章魚(yú)媽媽熬到油盡燈枯。所以深海之中，每一只小章魚(yú)都是孤兒，因?yàn)樵谒鼈冞€沒(méi)孵化出來(lái)的時(shí)候，就已經(jīng)父母雙亡。但它們的出生本身，就帶著源自父母共同犧牲換來(lái)的祝福。

除此之外，從大海中拼盡全力逆流而上的太平洋鮭魚(yú)，同樣是為了傳宗接代不惜犧牲一切的典范。

無(wú)論雌雄，太平洋鮭魚(yú)從進(jìn)入淡水那一刻開(kāi)始就完全停止了進(jìn)食，全靠燃燒脂肪硬撐數(shù)千公里路程；一路上需要逆流穿越瀑布、險(xiǎn)灘，躲過(guò)棕熊、白頭鷹、還有人類的捕撈才能抵達(dá)目的地。據(jù)統(tǒng)計(jì)，最終只有0.4%足夠強(qiáng)壯又足夠幸運(yùn)的鮭魚(yú)能夠抵達(dá)產(chǎn)卵地。

而等雌魚(yú)和雄魚(yú)在水底壘好巢穴、完成超過(guò)5000顆的產(chǎn)卵之后，它們的生命也走到了盡頭。隨著感染爆發(fā)、器官衰竭，成年鮭魚(yú)會(huì)在幾周內(nèi)集體死亡，而堆積于河床中的尸體會(huì)被微生物、浮游動(dòng)物還有昆蟲(chóng)分解消化，轉(zhuǎn)變?yōu)橛佐~(yú)孵化后的第一份營(yíng)養(yǎng)餐。

從自私的基因的角度探討。核心邏輯：利他≠善良，而是基因的“自私策略”。

當(dāng)我們看到動(dòng)物世界里這么多為了后代舍生忘死的付出之后，難免會(huì)心生觸動(dòng)，被他們的犧牲深深感動(dòng)，但與此同時(shí)，你會(huì)不會(huì)升起這樣的疑惑：利他、善良、這些如此復(fù)雜的想法，真的會(huì)出現(xiàn)在昆蟲(chóng)、魚(yú)類還有低等哺乳動(dòng)物身上嗎？

生命的本質(zhì)是一種攜帶著大量信息、并且還能不斷自我復(fù)制的遺傳物質(zhì)，它們的訴求非常簡(jiǎn)單，就是怎么才能長(zhǎng)長(zhǎng)久久地傳承下去。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，基因形態(tài)從簡(jiǎn)單的RNA，擴(kuò)展到了由DNA、蛋白質(zhì)和RNA共同維系的遺傳系統(tǒng)；生命載體從單個(gè)細(xì)胞演化出了多細(xì)胞的組織、器官、個(gè)體、甚至群體。但生命演化的目的和方向始終如一，就是怎樣才能在這個(gè)多變的世界中，把生命攜帶的那些遺傳信息安全高效地傳遞下去。

章魚(yú)母親絕食護(hù)卵直至死亡、雄性袋鼩交配后集體暴斃、太平洋鮭魚(yú)洄游產(chǎn)卵后腐爛在河里，這些看似充滿了自我犧牲和"利他主義"色彩的行為，實(shí)質(zhì)上，全都是基因在嚴(yán)酷的自然選擇壓力下精打細(xì)算得出的最優(yōu)解——通過(guò)個(gè)體生命的精準(zhǔn)舍棄，換取基因拷貝的永續(xù)留存。

章魚(yú)具有同類相食的天性，如果小章魚(yú)和父母在同一片海域留存，生存競(jìng)爭(zhēng)之下，幼崽就很有可能會(huì)被親代捕食。所以交配后的雄章魚(yú)，要么直接被雌性吃掉，要么會(huì)在兩三周內(nèi)自然死亡；而章魚(yú)媽媽的絕食自毀，既能為后代孵化保駕護(hù)航，也能避免自相殘殺的慘劇上演，讓后代有更多機(jī)會(huì)順利長(zhǎng)大。

太平洋鮭魚(yú)洄游繁殖需要跨越咸水和淡水屏障，單次往返的淘汰率驚人，所以與其讓親魚(yú)存活、多次繁殖，不如采用“一次性繁殖”策略，投入所有資源，用最高的配子質(zhì)量和最大的排卵數(shù)量，確保后代延綿不絕。就連雄性袋鼩瘋狂的"自殺式繁殖"，也能在提升自身后代比率的同時(shí)，在食物稀少季節(jié)為雌性及后代空出更多的生態(tài)位，確保基因延續(xù)。相比而言，大腦結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的螳螂和蜘蛛，犧牲的目的也最為直白，但正因?yàn)楹?jiǎn)單有效，所以一直流傳至今。

不需配偶直接復(fù)制自身；偽裝自己性別以獲取交配機(jī)會(huì)

但既然繁殖的底層邏輯在乎的只是基因能不能有效傳承，那么除了全力以赴甚至悲壯犧牲，還有哪些特殊繁殖策略能讓動(dòng)物在生存競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出呢？

生活在美洲的新墨西哥鞭尾蜥蜴，它們的選擇是“躺平”。這些從來(lái)不用為談婚論嫁煩惱的小蜥蜴，一直靠孤雌生殖（Parthenogenesis）方式延續(xù)后代。所謂孤雌生殖，說(shuō)的是雌性生物不需要經(jīng)過(guò)受精，就能直接利用自身卵細(xì)胞、生出雌性后代的一種繁殖方式。在雄性數(shù)量過(guò)于稀少的時(shí)候，很多無(wú)脊椎動(dòng)物還有少量脊椎動(dòng)物會(huì)用這種方式來(lái)保證族群延續(xù)，等遇到雄性的時(shí)候，再重新恢復(fù)正常的兩性生殖。而像新墨西哥鞭尾蜥蜴這種徹底變回單性繁殖的方式其實(shí)非常危險(xiǎn)，一旦遭遇環(huán)境劇變或者病原體侵襲，很容易發(fā)生族群滅亡的慘劇。

還有一些動(dòng)物，表演天分極佳，生兒育女全靠演技。

很多雄魚(yú)在求偶繁殖的時(shí)候都會(huì)充滿攻擊性，會(huì)通過(guò)威脅和恐嚇，圈定出自己的勢(shì)力范圍，所以體格粗壯的個(gè)體，在這個(gè)時(shí)候會(huì)非常占優(yōu)勢(shì)。

但同一個(gè)族群中，總會(huì)有一些瘦弱的雄魚(yú)，能通過(guò)模仿雌性的外形和姿態(tài)，游走于強(qiáng)壯雄魚(yú)巢穴周圍。等真正的雌魚(yú)被吸引到產(chǎn)卵地，順利排出卵子的時(shí)候，這些偽裝者會(huì)第一時(shí)間跑過(guò)去迅速排出精子，完成受精。然后在暴怒的強(qiáng)壯雄魚(yú)還沒(méi)反應(yīng)過(guò)來(lái)之前，撒腿就跑、逃之夭夭。

除了智取，當(dāng)然還能力敵。

我們都聽(tīng)過(guò)夏日蟬鳴，那其實(shí)是求偶的雄蟬正在聲嘶力竭、呼喚心儀的伴侶。而那些聲音洪亮，持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的雄蟬，通常能吸引來(lái)雌性的關(guān)注和靠近。但有這么一些雄蟬，它們總是一聲不吭地埋伏在聲音最大的雄蟬附近，當(dāng)雌蟬路過(guò)身邊的時(shí)候，它們會(huì)憑借養(yǎng)精蓄銳、以逸待勞的強(qiáng)壯體魄劫走新娘，輕松完成傳宗接代的人生大事。

其實(shí)生命的延續(xù)，無(wú)所謂“溫暖”或者“冷血”， 也沒(méi)有什么“高尚”或者“卑劣”。很多動(dòng)物行為和繁殖策略的形成，背后都只是基因在“自私”的衡量：這種模式、這種辦法，到底夠不夠有效？它在乎的，不是個(gè)體的生死，甚至也不是種群的延續(xù)，而是特定的基因，有沒(méi)有獲得最大數(shù)量的復(fù)制。

但是，人類獨(dú)有的文化傳承，讓我們具備了獨(dú)立于生物學(xué)本能之外的自由意志，讓我們能超越生死和基因的束縛，因?yàn)閻?ài)去撫養(yǎng)沒(méi)有血緣關(guān)系的孩子長(zhǎng)大，因?yàn)橥槎敢鉃檎饶吧藸奚悦?。所以，在我們?yōu)閯?dòng)物“利他”行為感動(dòng)的時(shí)候，也別忘了為我們?nèi)祟惖摹伴W光”喝彩！

本文為科普中國(guó)·創(chuàng)作培育計(jì)劃扶持作品

作者：李旭 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)副教授 中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)會(huì)會(huì)員

審核：黃乘明 中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所 研究員

出品：中國(guó)科協(xié)科普部

監(jiān)制：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司

內(nèi)容來(lái)自：科普中國(guó)創(chuàng)作培育計(jì)劃

文章來(lái)源：科普中國(guó)