西北大学 信用:CC0公共领域 在大多数活着的动物中，卵细胞比精子细胞大得多
以人类为例，一个卵子的体积是一个精子细胞的1000万倍
在一项新的研究中，西北大学的研究人员发现竞争和自然选择造成了这种奇怪的大小差异
使用数学模型，研究人员考虑了原始物种通过外部受精繁殖的进化早期
在这个模型中，更大的生殖细胞，或者说配子，表现出竞争优势，因为它们可以为潜在的受精卵提供更多的营养
然而，更小的配子需要更少的资源来制造，这对父母来说压力更小
西北大学的丹尼尔·艾布拉姆斯是这项研究的资深作者，他说:“生物要么需要生产最大的配子来提供最多的食物，要么需要生产最小的配子来使用最少的资源。”
“我们相信这种体型差异几乎是不可避免的，这是基于对有性生殖和自然选择的合理假设
" 这项研究昨晚(4月15日)发表在《理论生物学杂志》上
艾布拉姆斯是西北大学麦考密克工程学院的工程科学和应用数学教授
约瑟夫·约翰逊博士
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艾布拉姆斯实验室的候选人是这篇论文的第一作者
艾布拉姆斯实验室的本科生内森·怀特和阿兰·坎加比尔共同撰写了这篇论文
西北大学团队的模型始于同配子，一种原始状态，在这种状态下，所有配子的大小大致相同，不同的性别尚不存在
然后，研究小组开发并应用了一个简单的数学模型，来展示等配子是如何转变为不等配子的，在这种状态下，配子要么变得非常小，要么变得非常大——这是当今与生物性别相关的精子和卵子的前体
在这个模型中，非婚生现象是在资源有限的环境中生存的竞争中出现的
如果配子在大小上比邻居有优势，配子更有可能存活，这导致了一场“军备竞赛”，有利于越来越大的配子
但是，如果不需要越来越多的资源，生物体就不能产生许多性细胞
然而，它们可以通过产生大量微小配子来节省资源
在进化的早期，当有性生殖出现时，配子是对称的
但这是对称性被打破的地方，”艾布拉姆斯说
“我们最终发现一些生物专门研究大配子，而另一些生物专门研究小配子
" 艾布拉姆斯说，剩下的一个谜是为什么一些同种异体物种今天仍然存在
例如，一些种类的藻类和真菌，要么无性繁殖，要么以对称的交配方式繁殖
艾布拉姆斯说:“关于不等同性婚姻是如何出现的，一直追溯到查尔斯·达尔文，有不同的理论。”
“进化生物学中的问题很难检验，因为我们只能研究今天存在的物种
我们看不到几十亿年前它们的样子
使用数学模型可以产生新的见解和理解
"
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