有性生殖

有性生命是一种涉及复杂生命周期的繁殖方式，其中具有单组染色体的配子（单倍体生殖细胞，如精子或卵细胞）与另一配子结合产生发育成生物体的受精卵 由具有两组染色体（二倍体）的细胞组成。 这在动物中很典型，尽管染色体组的数量以及有性生殖中该数量的变化方式各不相同，尤其是在植物、真菌和其他真核生物中。

有性生命周期是多细胞真核生物中最常见的生命周期，例如动物、真菌和植物。 有性生物也存在于一些单细胞真核生物中。 有性生物不存在于原核生物，没有细胞核的单细胞生物，如细菌和古细菌。 然而，细菌中的某些过程可能被认为类似于有性繁殖，因为它们包含新的遗传信息，包括细菌结合、转化和转导。 一些对有性生殖至关重要的蛋白质和其他特征可能起源于细菌，但有性生殖被认为是在古老的真核生物祖先中发展起来的。

在真核生物中产生配子时，二倍体前体细胞在称为减数分裂的过程中分裂产生单倍体细胞。 在减数分裂中，DNA 被复制，每条染色体总共产生四个拷贝。 随后进行两次细胞分裂以产生单倍体配子。 DNA 在减数分裂中复制后，同源染色体配对，使它们的 DNA 序列彼此对齐。 在细胞分裂之前的这段时间里，遗传信息在同源染色体之间交换，这一过程称为遗传重组。 同源染色体包含高度相似但不相同的信息，通过交换这些相似但不相同的区域，基因重组增加了后代的遗传多样性。

配子可能储存在父母的性腺中用于以后的有性繁殖，这涉及配子的结合。 在有性生殖过程中，两个单倍体配子在称为受精的过程中结合成一个称为受精卵的二倍体细胞。 来自配子的细胞核融合，每个配子贡献了受精卵一半的遗传物质。 通过有丝分裂（染色体数量没有变化）进行多次细胞分裂，然后发展成多细胞二倍体阶段或世代。

在人类繁殖中，每个二倍体细胞包含 46 条染色体，或 23 对染色体。 父母性腺中的减数分裂产生配子，每个配子仅包含 23 条染色体，这些染色体在每个配子中进行了基因重组。 当配子的细胞核聚集在一起形成受精卵或受精卵时，所产生的后代的每个细胞将具有来自每个父母的 23 条染色体，或总共 46 条。

在植物中，称为孢子体的二倍体阶段通过减数分裂产生孢子。 然后这些孢子发芽并通过有丝分裂分裂形成单倍体多细胞相，即配子体，它通过有丝分裂直接产生配子。 这种类型的生命周期涉及两个多细胞阶段（有性单倍体配子体和无性二倍体孢子体）之间的交替，被称为世代交替。

有性繁殖的进化被认为是自相矛盾的，因为无性繁殖应该能够胜过它，因为每一个被创造出来的年轻生物都能生育自己的后代。 这意味着无性种群具有内在的能力，可以随着每一代人的发展而更快地增长。 这 50% 的成本是有性繁殖的适应性劣势。 性的双重成本包括这种成本以及任何生物体只能将其自身基因的 50% 传递给后代这一事实。 然而，有性繁殖的一个明确优势是它增加了遗传多样性并阻止了基因突变的积累。

性选择是自然选择的一种模式，在这种模式下，某些个体的繁殖能力超过了其他个体，因为它们更善于为有性繁殖争取配偶。 它被描述为无性种群中不存在的强大进化力量。

研究进化论的生物学家对有性生殖的发展及其维持提出了几种解释。 这些原因包括减少有害突变积累的可能性、提高适应不断变化的环境的速度、应对竞争、DNA 修复、掩盖有害突变以及减少基因组水平的遗传变异。 所有这些关于为什么有性生殖得以维持的观点都得到了普遍支持，但最终人口规模决定了有性生殖是否完全有益。 更大的人口似乎对通过有性生殖获得的一些好处反应更快