每样东西都有两份
你的大多数细胞都是二倍体:它们携带每条染色体的两份拷贝,一份来自父亲,一份来自母亲。一对中的两条称为同源染色体——它们以相同顺序携带相同的基因,尽管这些基因可能携带不同的等位基因。人类有23对,共46条染色体。
有性生殖的算术难题
有性生殖把两个细胞合并成一个。如果一个46条染色体的细胞与另一个46条染色体的细胞融合,后代就会有92条,下一代184条,依此类推。每一代数目都会翻倍——这显然不可能。自然界的解决方案是产生特殊的细胞,即单倍体的配子(卵子和精子)。当两个单倍体配子在受精时融合,二倍体数目就被精确地恢复了。
把二倍体细胞变成单倍体配子的那种细胞分裂叫做减数分裂。它是整个主题的引擎。其余的一切——交叉互换、连锁、重组图谱——都发生在它内部。
减半也是洗牌的机会
减数分裂做的不只是计数。当它从每对同源染色体中各挑一条放进配子时,这些选择是独立而随机的,而且它会在同源染色体之间实际交换片段。结果是你产生的任意两个配子几乎不可能完全相同,而你的孩子会继承父母双方都不曾拥有的全新等位基因组合。这种创造性的洗牌正是有性生殖存在的更深层原因。