一个关于双胞胎的进化之谜

来源：原理

人类双胞胎并不总是完全相同的，我们看到的那些长得一模一样的多为同卵双胞胎。同卵双胞胎是在偶然的情况下，由一个受精卵一分为二而产生的。而异卵双胞胎则是由两个受精卵分别受精而成的。对异卵双胞胎来说，他们甚至连性别都可以不同。

然而，在进化生物学家眼里，异卵双胞胎的存在是一个长期以来令他们百思不得其解的困惑。没有人知道为何会出现这样的情况。因为生育异卵双胞胎具有诸多缺点，这似乎是一个很难从进化角度来解释的问题：双胞胎的存活率很低，而且母亲在分娩双胞胎时会面临很高的生产风险。

在一项新发表于《自然-生态与进化》杂志的研究中，生物学家通过计算机模拟和建模，解释了为什么自然选择倾向于释放两个卵子。

 为什么会有双胞胎？ 

1970年，英国生物统计学家迈克尔·布尔默（Michael Bulmer）出版了具有里程碑意义的《人类双胞胎生物学》（The Biology of Twinning in Man）一书。从那时起，生物学家就开始对这样一个问题产生疑问：双排卵是自然选择的结果，还是是像同卵双胞胎一样的偶然事件？

产生同卵双胞胎的那种胚胎分裂并非遗传性的，而且同卵双胞胎的发生率不随人类生物学的其他方面而变化。因此同卵双胞胎的产生在任何意义上看都是偶然的。

但是对于异卵双胞胎来说，其发生率却是会随着母亲年龄的变化而变化的，而且是可遗传的。这些特征似乎不像是偶然事件可以导致的。

 双胞胎的缺点 

生育双胞胎有许多缺点，尤其对于那些无法获得足够医疗保障的人群来说，生双胞胎几乎完全是弊大于利的。双胞胎比单胎更容易在童年时期死亡，双胞胎的母亲在分娩时也面临更高的死亡风险。

与其他类人猿一样，人类女性似乎也是“天生”一次生育只孕育一个孩子。那么，既然生育双胞胎的代价如此高昂，为什么进化没有将它消除呢？

一个矛盾点在于，对生育率高的人群来说，双胞胎的母亲在生命结束时，往往比其他母亲具有更多的后代。这表明，至少对母亲来说，生双胞胎可能存在一定的进化优势。

但是，如果事实真的如此，为什么双胞胎又这么稀少呢？

 模拟母亲 

为了解决这些问题，研究人员在新的研究中利用真实人群中的母亲、儿童和胎儿的生存数据，构建了数学模型。

在模型中，研究人员可以调节女性在每次生理周期中排出的是一个卵子还是两个卵子。他们还模拟了不同的排卵策略，根据年龄来设置女性在每次生理周期中的排卵数量，比如在某个年龄阶段的排卵期，只能一次排出一个卵细胞，但到了另一个年龄阶段就可以排出两个卵细胞。

如此一来，他们就可以比较在不同的排卵模式下，每个母亲最终所拥有的孩子数量。

在这个模型中，他们发现那些在25岁左右时从单排卵转变为双排卵的女性，最终所拥有的存活的孩子数量最多——多于那些一直都只排一个卵子，或一直以来都排出两个卵子的女性的存活孩子数量。

这意味着，随着年龄的增长，自然选择倾向于实施一种无意识的从单排卵到双排卵的转变。

 延长生育能力的策略 

这种转变之所以是有益的，原因在于胎儿的存活率（即受精卵成功发育，母亲分娩出活着的婴儿的几率）随女性年龄的增长而迅速降低。因此，随着女性年龄的增大，转而在每次排卵期排出两个卵子可以增加分娩的成功几率。

那么这是否意味着，双胞胎是自然选择帮助年纪较大的女性生育而产生的副作用？

为了解答这个问题，他们又进行了一次模拟实验。这一次，在女性进行双排卵时，他们会在生育前就移除一个后代。通过这样模拟中，他们发现，一生中一直进行双排卵但从未生育过双胞胎的女性最终拥有的存活的孩子数量，比那些生了双胞胎，并从单排卵转为双排卵的女性最终拥有的存活的孩子数量更多。

这表明，如果从母亲的进化优势的角度出发，最理想的排卵策略是一直进行双排卵但从不生育双胞胎。从这一点来看，似乎表明异卵双胞胎的确只是双排卵这种有益策略的一个意外的副作用。

作者：

Joseph L Tomkins

Rebecca Sear

Wade Hazel

原文标题为“Not all twins are identical and that’s been an evolutionary puzzle, until now”，于2020年5月11日首发于The Conversation，原文链接：https://theconversation.com/not-all-twins-are-identical-and-thats-been-an-evolutionary-puzzle-until-now-138209，中文内容略有编辑，仅供参考，一切内容以原文为准。

封面图来源：nikosapelaths / Pixabay