為什麼孫子會長得像祖父祖母？蒐集大量資料後，終於找到答案

孤雌生殖是有性生殖嗎

筆者 東邪

一般情況下，孩子的長相應該和父母是最相似的，但人群中也有一些特殊的案例，即孩子的長相與父母的父母相似。有人將這種現象簡單地定義為“返祖現象”，實際上這個定義並不嚴謹，因為返祖現象指的是現代生物出現了祖先的某些性狀，這裡“祖先”的定義至少是3、4代以上，因此孫子長得像祖父母或外祖父母，這並非返祖現象。

那麼是什麼原因導致這種現象的出現呢？歸根結底就是遺傳物質在發揮作用。學過中學生物的朋友應該知道，性狀是基因表達的結果，不同基因的表達體現為形狀不同。換而言之，孫子和祖父母或外祖父母長得像，內在原因是祖輩的一些基因遺傳給了孫輩，並在孫輩體內獲得表達的機會。

因此很多人想知道，自己從祖輩那裡獲得的遺傳物質到底有多少？我們身上還存在幾萬年前祖先的遺傳物質嗎？

孫子身上有多少來自祖父母的基因？

理論上，孩子體內的基因有一半來自父親，有一半來自母親，因為精子和卵子各自攜帶了一半的基因融合在一起。而父親和母親各自都有一半的基因來自其父親和母親，按照這樣的層級關係進行計算，孫子體內大約有四分之一的遺傳物質來自每一個祖父母，並且隨著祖輩關係逐漸延伸，我們身上還保留了一定數量的遺傳物質來自祖輩的祖輩。

然而遺傳學家告訴我們，人類真實的遺傳方式並非嚴格按照公式和邏輯進行的，25%只是一個大概的數字，基因在傳遞過程中其實並沒有嚴格按照平均分配的原則。至於為什麼會出現這種情況，目前還沒有確切的理論進行解釋。而且研究發現，如果按照理論上的遺傳方式進行的話，最後導致祖輩中一人的基因無法傳遞到孫輩，這是為什麼呢？

首先我們要明確一點，基因是染色體上的DNA片段。人體內有23對染色體，前22對染色體是常染色體，最後一對染色體是決定性別的性染色體。無論是常染色體還是性染色體，上面都存在相應的基因分佈。如果按照平均分配的原則，那麼孩子的染色體有一條是來自父親，有一條是來自母親，而且每一條都保持完整度。

經過兩代的遺傳，後代的染色體中就可能出現沒有祖輩染色體的情況。經計算，大約每840萬個人中就會有一個人出現這種情況。但染色體在分配過程中並非一條條完整地進行分配，而是會與其他染色體發生交叉互換。也就是說，來自父親的染色體和來自母親的染色體並不是簡單地湊在一起，它們還會相互交換基因片段。

總而言之，孩子不可能從父母那裡獲得一條完整的染色體，而父母也無法從祖父母那裡獲得一條完整的染色體，遺傳下來的染色體都經過基因重組，這在很大程度上避免了孫輩丟失祖輩遺傳物質的情況。因此文章開頭說到的那種情況是有可能發生的，即孫子長得和祖父母相似，根本原因是孫子體記憶體在和祖父母輩一樣的遺傳物質。

那麼我們從曾曾曾祖父母那裡獲得了多少遺傳基因？

儘管基因重組是隨機的，但孩子從父母那裡遺傳到的基因大約各一半，而我們的父母從他們父母那裡獲得的基因也大約各有一半，因此從理論上是可以計算出自己從曾祖父母那一代獲得的基因有多少？從曾曾祖父母那一代獲得的基因又有多少？下面這張表就列出了計算結果，我們可以看到孫子從曾祖父母那裡可以獲得12。5%的基因，從曾曾祖父母那裡可獲得6。25%的基因。

得益於基因重組的方式，一個宗族的基因並不會輕易地丟失，只是隨著輩數的增加基因被不斷地稀釋，因此你現在體內肯定有前10代、前100代祖先的基因。可能大多數朋友還是認為這只是理論計算得出的結果，實際的遺傳情況真是這樣的嗎？這裡就不得不搬出真實的考古案例了，曾近有考古學家在歐洲地區發現了尼安德特人的遺骸。

他們透過對該遺骸的研究和鑑定，不僅確定了該遺骸來自3萬多年前，還確定有一部分歐洲人身上還保留著和尼安德特人相同的基因片段，由此可見尼安德特人和智人在歷史上曾經進行過基因交流。在討論孫輩從祖輩那裡獲得多少遺傳物質時，男性的情況往往要比女性特殊一些，因為男性性染色體中的Y染色體是女性所沒有的。

這條Y染色體在遺傳過程中遵循“傳男不傳女”的規律，這裡不是提倡封建思想，而真實情況就是這樣。這使得男性後代的Y染色體上保留了父輩、祖父輩、曾祖父輩甚至更遙遠祖先的基因片段。因此科學家也可以透過溯源一個男性的Y染色體來探索他的祖先都有哪些基因片段。相比之下，女性在性染色體的繼承上更為全面，一半來自父親，一半來自母親。

來自父母的遺傳物質真的是平均的嗎？

大多數情況下，孩子和父母相似的機率更高一些，即使如此孩子的長相也不太可能是父親和母親長相的平均值，這在本質上也是遺傳物質決定的。有性生殖讓後代從父母雙方獲得幾乎相同的基因數量，但實際上後代從母親那裡獲得的遺傳物質要更多一些，因為卵細胞內的一個細胞器在發揮作用，它就是線粒體。

線粒體是眾多細胞器中比較特殊的存在，它不僅是產生能量的重要場所，而且還擁有自己的遺傳物質，在將遺傳物質傳遞給後代時並不嚴格遵循平均分配的原則。研究表明，受精卵中的線粒體只從卵子那裡獲得，可能是因為“一山不能容二虎”的原因，精子在與卵子結合的過程中它的線粒體就丟失了，最後只能由卵子來傳遞線粒體。

除此之外，在微觀領域中卵細胞的體積要遠比精子大，因此它為後代提供的細胞質要比精子多。總而這兩方面的原因，後代從母親那裡得到的遺傳物質要比從父親那裡得到的遺傳物質多一些，因此孩子有時候長得像母親是可以理解的。

有性生殖有什麼優勢？

理論上，無論後代與祖先隔了多麼遙遠的時間距離，後代身上還是保留了祖先的基因痕跡，這種情況歸根結底是有性生殖的結果。有性生殖是自然界中最常見的生殖方式，它指的是親本產生有性生殖細胞，例如精子和卵細胞，然後兩者透過結合形成受精卵。受精卵再透過發育形成新個體。和無性生殖相比，有性生殖存在許多方面的優勢，都表現在什麼地方呢？

首先，在有性生殖的過程中，基因會透過廣泛變異來提高後代對自然選擇的適應能力。這裡的變異並不僅僅是指基因突變，還包括基因重組。基因的隨機組合可能對子代產生有利的影響，也可能產生不利的影響。佔據有利影響的個體在適應自然環境的過程中會慢慢勝出，而佔據不利影響的個體會因為不適應自然選擇而逐漸被淘汰，大自然就是這麼現實。

其次，有性生殖的方式提高了生物多樣性和基因多樣性。地球上最早出現的生命毫無疑問是簡單的微生物，它們之中有些掌握了有性生殖的繁殖方式，有些掌握了無性生殖的繁殖方式。前者透過有性生殖能快速繁殖出多種不同的後代，後代再經過地理隔離、基因突變等方式演化成不同物種，物種多樣性就這樣出現了。

自然界還有那些不可思議的生殖方式？

除了有性生殖之外，自然界還有一些鮮為人知的生殖方式，它們顛覆了人類對生殖這件事的認知。首先是孤雌生殖，顧名思義就是雌性個體在繁殖後代的過程中只靠自己，完全不需要雄性個體的參與。有些生物在進行孤雌生殖的過程中，卵細胞還是需要精子的誘導才能出現進一步的發育，但精子並不會和卵子結合，因此這種方式也是單性生殖。

第二種是幼體生殖，顧名思義就是從幼體時期開始就具備生殖能力了。一般情況下，動物幼體需要經過一段時間的發育達到性成熟，然後生殖器官內才會產生適合繁殖的精子或卵細胞。但有一些動物的幼體並不需要達到性成熟，在幼體階段就已經能進行繁殖了。這種生殖方式下所產生的不是卵細胞，而是直接產生幼體，因此科學家認為這也算是胎生的一種方式。

大自然無奇不有，有性生殖在大多數生物中流行，其他生殖方式在少數生物中流行，正因為有不同的生殖方式出現，地球生物圈才會發展成今天這般豐富多彩的局面。