據外媒報道，亞利桑那大學的一項新研究發現，有性繁殖和多細胞性推動了不同物種之間的多樣性。在“生命之樹”的主要分支中，物種數量存在巨大差異。一些生物群體有很多物種，而另一些則很少。例如，動物、植物和真菌各自有超過10萬個已知物種，但大多數其他物種–如許多藻類和細菌群體–有1萬個或更少。
一項由亞利桑那大學領導的新研究發表在《英國皇家學會會刊B輯》上，測試了有性繁殖和多細胞性是否有助於解釋這種神秘的模式。
論文共同作者、生態學和進化生物學系教授John Wiens說：“我們想了解生命的多樣性。為什麼大多數生物是動物、植物和真菌？”
為了解決這個問題，Wiens與他實驗室的一位訪問學者，即來自中國南京林業大學的陳連（音譯）合作。他們估計了橫跨所有生物體的17個主要群體的物種增殖率，包括細菌、原生動物、真菌、植物和動物。困難的部分是估計每個組中有多少物種是多細胞的還是單細胞的，有多少是有性繁殖還是無性繁殖。五年來，陳連篩選了1100多篇科學論文，描述了150多萬個物種的繁殖模式和細胞性。
他們發現，多細胞性和有性繁殖都有助於解釋動物、植物和真菌物種的快速擴散。這三類物種的快速擴散解釋了為什麼它們現在包括地球上90%以上的已知物種。
研究人員還發現，有性繁殖物種的快速擴散可能有助於解釋 “性的悖論”。這個悖論就是為什麼這麼多的物種進行有性繁殖，儘管有性繁殖存在着缺點。
“對於有性繁殖的物種，只有一半的個體是直接產生後代的。在無性繁殖的物種中，每個個體都在直接產生後代，”Wiens說。”有性繁殖沒有那麼高效。有性繁殖的另一個缺點是，你確實需要兩個個體來實現一些事情，而且這兩個個體必須是合適的性別。另一方面，無性繁殖的物種只需要一個個體來繁殖。”
研究人員為 “性的悖論”找到了一個直接的答案。之所以有這麼多的有性物種，是因為有性物種實際上比無性物種增殖得更快。這一點以前在所有的生命中都沒有顯示過。他們還發現，對大量有性物種的另一種解釋是，在整個生命樹上，有性繁殖和多細胞性是緊密聯繫在一起的，多細胞性有助於推動大量有性物種的出現。
“多細胞性實際上比有性生產更重要。我們做了一個統計分析，顯示它對於解釋這些多樣性模式的重要性可能至少是有性繁殖的兩倍，” Wiens說。
雖然僅憑這項研究還不能準確地指出多細胞性如此重要的原因，但研究人員以前曾提出，這與多細胞生物體內的各種細胞類型有關。
“如果你是一個單細胞，那裡沒有太多的種類，”Wiens說。“但是多細胞性允許不同的組織或細胞類型，允許多樣性。但是它究竟如何導致更快速的增殖將需要更多的研究。”
研究人員還測試了如果地球上的大多數生物物種是科學界仍然未知的細菌物種，他們的結論可能會有什麼變化。
“大多數細菌是單細胞和無性的。但由於細菌比植物、動物和真菌要古老得多，它們的繁殖速度沒有那麼快，即使有數十億的細菌物種，”Wiens說。”因此，多細胞性和有性繁殖仍然可以解釋動物、植物和真菌的快速增殖。”
未來的工作將需要了解多細胞性和有性繁殖如何驅動生物多樣性。Wiens還對一些群體既是多細胞又是有性繁殖但卻沒有迅速繁殖的情況感興趣。
“我們有一些想法，”他說。”一個例子是紅藻，它們絕大部分生長於海洋中，而我們從動物那裡知道，海洋群體似乎沒有那麼快的繁殖。”