卵子和精子細胞的大小是從競爭中演變而來,有限的資源促使配子在大小和數量上有很大的差異。
在大多數動物中,卵細胞比精細胞大得多。例如,在人類中,一個卵子的體積是一個精子細胞的1000萬倍。在一項新的研究中,西北工程學院的研究人員發現,競爭和自然選擇推動了這種大小差異。
利用數學模型,研究人員結合了原始物種使用外部受精進行繁殖的時間等多個方面。在該模型中,較大的生殖細胞(也稱為配子)具有競爭優勢,因為它們可以容納更多的營養物質。然而,較小的配子需要的資源較少,給父母帶來的壓力較小。
生物體要么用最多的資源生產最大的配子,要么用最少的資源來生產最小的配子。
異配生殖的出現是為了在有限的資源環境中生存而產生的競爭。如果雌配子在尺寸上比它們的鄰居有優勢,它們就更有可能生存下來,這造成了有利于更大配子的“競賽”。但是,雄性生物體如果不需要太多資源,就不能產生太多配子,它們可以通過生產大量的微小配子來節省資源。
關于異性繁殖是如何出現的,一直到查爾斯·達爾文都有許多不同的理論。進化生物學中的問題是很難檢驗的,因為人們只能研究今天的物種。由于無法看到生物在數十億年前的樣子,使用數學模型可以產生新的觀點。
該研究論文題為"A dynamical model for the origin of anisogamy",已發表在Journal of Theoretical Biology期刊上。主要作者為Joseph D.Johnson。
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參考資料:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022519321000916?via%3Dihub