妊娠损失和性别的演变由细胞系舞蹈联系在一起

在Dan Levitis和他的妻子失去两次怀孕之后，在生下他们的三个孩子之前，他被吸引去调查为什么怀孕失去如此普遍，以及其他生物是否面临他的家庭所做的同样的斗争。

威斯康星大学麦迪逊分校植物学系的科学家Levitis心中有一个主要的嫌疑人：减数分裂，有机体用来产生精子和卵子进行有性生殖。他将减数分裂描述为一种错综复杂的细胞系舞蹈，一种混合染色体来重组基因的舞蹈。这种重新安排有助于创造与父母不同的后代，后代可能更适合在不断变化的世界中生存。

但是，减数分裂也是细胞经历的最复杂的过程之一，并且随着染色体的纠缠和解开，很多都会出错。Levitis认为这种复杂性可能会导致产生健康后代的问题。

在本周(2017年8月1日)在英国皇家学会会刊B上发表的一项新研究中，Levitis及其合作者报告说，减数分裂会对后代的生存能力造成严重影响。而不只是为了人类。从壁虎到大蒜和仙人掌到蟑螂的生物付出代价进行有性生殖。

这项工作为妊娠丢失背后的基本生物学原因提供了更深层次的背景，并表明有性生殖的优势必须克服减数分裂所造成的严重限制。

“众所周知，对于人类而言，妊娠丢失的主要原因是减数分裂引起的染色体异常，”威斯康星大学麦迪逊分校植物学教授，该研究的另一位作者安妮普林格尔说。“但完全不清楚的是减数分裂是否是不仅在人类中，而且在任何地方发生的不可靠性的主要原因。”

为了回答这个问题，Levitis比较了三种不同生殖方式产生的后代的生存能力。有性繁殖，两个参与者做出遗传贡献，总是需要减数分裂。另一方面，无性繁殖 - 后代是其父母的克隆 - 通常使用更简单的有丝分裂，相对容易的细胞克隆，不需要遗传重组。当无性繁殖确实使用减数分裂时，它甚至比性别更复杂。

在这种三方比较中，Levitis发现更复杂的繁殖导致后代存活率降低。例如，使用减数分裂的无性蜥蜴的生存能力低于也使用减数分裂的性蜥蜴，因为无性减数分裂更复杂。然而，使用更简单的有丝分裂的生物，如棕榈树和豆娘，产生了更健康的后代。

这种模式在44种中的42种中都是正确的。“如果你得到的结果在如此广泛的生物体中是一致的，那就是可疑的，”Levitis说。但即使经过第二次检查，数据也会被检出。关于减数分裂的事情，看似它的复杂性，杀死了后代。

Levitis说：“如果你正在制作你的理货单，性别的所有优点和缺点，性行为需要这种致命过程的事实显然是一个劣势。”

关于性别的演变，Levitis的研究结果表明，通过减数分裂的优势必须足够大，以平衡该记录表。在性行为中，两个父母之间的基因重组可能提供比以前认为更多的优势。

Levitis说，另一个问题是虽然人们很容易认为自然选择可以解决所有问题 - 而且我们可能希望它能够解决，例如怀孕率高的问题 - 有时它会遇到基本的限制。减数分裂似乎是那些不可逾越的障碍之一。

然而，真正独特的权衡，具有新颖的基因组合以面对充满挑战的世界的后代必定是值得的。

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