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當精子和卵子結合
【作者:洪蘭】


當裡面在入洞房時,外面的細胞漿已經打得落花流水,你死我活了,它把陪嫁的當敵人,要堅壁清野,全部殲滅……

孩子是念理工的,因此暑假中我讓他看些其他領域的書,拓廣一下背景知識。他在看完生物演化方面的書後,跑來問我「如果有性生殖是為了增加基因的變異來應付環境的改變,那麼為什麼只有兩性生殖而不是如DNA有四個字母那樣,四性生殖?不是變異性越多,生存下去的機率越大嗎?為什麼只限於二性?」

這真是個好問題,為什麼不是多多益善呢?這個問題出在細胞漿,因為細胞漿中有粒線體,它有DNA,但是它不交配。在遠古時代,單細胞是不分男、女性的。每一個細胞中含有細胞核和細胞漿,假如你從池塘中撈一點綠藻放在顯微鏡下,你會看到這個單細胞的綠藻裡面有細胞核,外面有葉綠素和粒腺體,兩者以薄薄的膜相隔開。當兩個單細胞的綠藻交配時,它細胞核的薄膜會融合在一起,將兩個細胞核包在裡面,交換染色體,這就是我們在國中生物課本所念到的有性生殖。交配最大的好處是細胞核得到新的基因,但是細胞漿卻沒有任何好處,我們知道,同一件事,贊成的人看到的都是好處,反對的人看到的都是壞處,有好處的人會盡力去贊成它,無好處的人會極力去破壞它,這個細胞漿會把另一個細胞的細胞漿當作入侵的敵人,消滅它。過去,我們的注意力只在細胞核,沒有人注意細胞漿,不知道當裡面在入洞房時,外面的細胞漿已經打得落花流水,你死我活了,它把陪嫁的當敵人,要堅壁清野,全部殲滅。粒腺體中的DNA會製造一種←,辨認不屬於自己細胞漿的DNA,一遇到便把它殲滅掉。這種內鬥當然對細胞核很不利,因為粒腺體是它的能量來源,如果能源沒了,生命也就消失了,所以細胞核需要立刻拿出辦法,以免自己被副手拖垮。它的做法是在戰爭開始之前便先決定勝負:它先使細胞核的染色體製造出兩種不同的細胞出來,一大一小,大的細胞漿內有很多的粒腺體,使它永遠可以打贏對方。小的便只有幾個粒腺體,永遠是輸家。它同時使細胞膜上的感受體只接受跟自己不同大小的細胞來融合,這樣確定大的一定配小的,而不會大配大、或小配小,自相殘殺。因此卵子便演化成很大(它是我們身體中最大的細胞),內有很多的粒腺體,精子變得很小,只有一點粒腺體僅夠它游到卵子附近而已,當精子和卵子結合時,精子的粒腺體在進入卵子後,便被殲滅了。因此我們身體中的粒腺體只有母系的基因而沒有父系的。所以說今天所看到的男性和女性是細菌大戰後的不得已兩全之計。

兒子聽得目瞪口呆,演化真是神奇的東西,誰會想到因為這種安排使我們現在可以利用細胞中的粒腺體追蹤出人種的起源(在非洲);知道歐洲人源於七位女性(因為歐洲人細胞中的粒腺體可以歸納成七類,顯示來自七位母親),解決很多歷史上的無頭公案(如俄國的真假公主,後來發現是假的)。最近也從Y染色體(只有男性有)追蹤出成吉思汗是天下第一風流男子,因為他的基因存在於全世界一千六百萬男性的身體中,遠超過現在所知的任何人。

【2004-08-18/聯合報/E7版/聯合副刊】