会里少了点儿什么？
没错，就是性别。
性别当然是地球生物里非常特殊，又非常重要的一个特征。而性别的出现，也极大地丰富了生物的社交生活。
而且，一个特别有意思的事情是，有太多我们人类觉得美好的事物，像孔雀的羽毛，鸟类的歌唱，公狮子之间的争斗，人类世界的美好诗句和歌曲，都和性别之间的互动有关。比如求偶、炫耀、繁殖、暴力，甚至战争。
可以说，性别的出现，极大地丰富了生物社会的形态，以及生物之间社交生活的多样性。
所以，在这个单元的最后，我会花三节课的时间，和你聊聊性别和社交的关系。
在这一讲，我们要首先讨论性别这件事本身的意义。它为什么会出现？它是怎么出现的？
繁琐低效的两性繁殖
我们首先讨论第一个问题，性别这件事为什么会出现？
一个下意识的答案可能是：性别当然需要出现。
这个想法其实没有错，在地球生物圈，所有的复杂生命形态，包括动物、植物，也包括拥有线粒体的单细胞生物，几乎都存在性别。
但是仔细想想你会发现，性别这件事虽然伴随着人类很多美好的想象，但在生物学上却是一件非常累赘，代价很大的事情。
为什么这么说呢？
当一种生物没有性别的时候，比如细菌，它要想繁殖后代，是一件非常简单的事。
一个细菌个体完全不需要依赖同类的帮助，就可以完成自我复制和繁殖后代。它只需要复制自己的DNA，然后自己从中间断开，变成两个细胞就行了。
而且请注意，在这个时候，生物体遗传物质传递的效率是最高的。因为这两个后代当中的每一个，它体内的遗传物质，都和祖先是完全一样的。当然，在这里我们先暂且不考虑遗传突变的概率。
而作为对比，性别这件事一旦出现，繁殖后代就变得很麻烦了。
首先，繁殖后代就不再是生物个体自己就能完成的任务了，它至少需要寻找到一个异性，才有可能完成。
还不光是多了一个寻找配偶的麻烦，我们再考虑一下遗传物质传递的效率。在有性生殖的过程里，每个个体都只能传递自己50%的遗传物质给后代。
原因很简单，另外50%是来自它的配偶嘛。就像我们每个人类个体的遗传物质，也是一半来自父亲，一半来自母亲。
这样一对比，问题就出来了。性别这件事一出现，生命自我复制、产生后代、传递遗传信息的任务，就一下子变得很繁琐、很低效了。
不光必须在茫茫人海里找到一个配偶，而且辛苦了半天，传递遗传信息的效率反而还低了一半。那你说，地球生命为什么要演化出性别这个东西呢？
接下来的这个逻辑，我还是得强调一下，它已经在我们的课程里出现过好几次，是生命科学里非常重要的思维方式。
那就是，不管粗看起来有多么多余，多么没用，一个特性能够在地球生物圈里广泛长久地存在，能够一次又一次战胜自然选择，它背后一定代表着强大的生存优势。
我们讨论过的RNA分子是这样，多细胞生命形态是这样，性别的出现也是一样。
性别提高了生物的存活概率
所以，地球生命为什么要演化出性别这个东西呢？
一个被广泛接受的理论是，性别的出现，让生物能够快速地实现多样化，更好地适应多变的地球环境。
我们假设一个场景来说明这一点。
假设有一种小生命，快乐地生活在原始地球的海洋里。它同时具备无性别和有性别两种状态：
前者只需要每天吃吃喝喝，到时间就分裂出两个后代，活得也挺滋润；
后者在繁殖的时候，就需要寻找一个异性，交配了之后才能繁殖后代。
根据咱们上面的对比，看起来似乎是前面这种无性状态更有效率，可能数量上也更有优势。
但如果突然有一天，海洋环境发生了剧烈的变化，温度上升10度，变得很热，ph值也下降了5，变得非常酸。可想而知，这个新环境对所有这些小生命，都是一个严峻的考验，它们当中的大多数肯定撑不过去。
如果这个时候的海洋里，有一个这种小生命的突变体，它的体内恰好有两个基因发生了变异，一个帮助它提高了对高温的忍耐力，一个提高了它对酸性环境的忍耐力。
所以机缘巧合，这个基因突变体就会突然获得了巨大的生存优势。
它的同伴大量死亡，它反而能在新环境里如鱼得水。这样一来，它就能在短时间内复制出大量的子孙后代，占据地球海洋的各个角落。
但是问题来了，如此幸运的突变体是怎么出现的？
在前面单元的学习里你已经知道，基因突变是概率非常低的事情。DNA复制的时候，平均要复制10亿个碱基，才会出一个错。
为了简单起见，我们干脆就假设，出现耐高温基因突变的概率是10亿分之一，出现耐酸基因突变的概率也是10亿分之一。
那么，如果这种小生命是没有性别的，只能靠自己一分为二进行繁殖，那想要创造一个同时带有这两个基因突变的生物，唯一的办法就是，首先在分裂繁殖过程中，出现两次基因突变，生出同时耐高温和抗酸的后代。
两次基因突变是相互独立的事件，因此两次突变同时发生的的概率也就只有它们概率相乘的结果——100亿亿分之一，低到几乎完全不可能发生。
换句话说，我们假想的这种小生命如果没有性别，一直靠自己分裂繁殖后代，在我们假想的这一次环境变迁当中，它就会整体灭绝。
而平时看起来繁琐累赘的性别，在这个生死攸关的时刻，就体现出它独特的价值了。
恰恰是因为在繁殖过程中，必须寻找异性的帮助；恰恰是因为父亲和母亲只能传递给孩子50%的遗传物质，孩子就能够同时拥有来自父亲和母亲的遗传信息，当然也包括基因突变。
这样一来，产生一个同时耐高温和抗酸的后代就容易多了。
我们只需要假设，两个异性的生物分别携带耐高温和抗酸的基因突变，这个概率我们假设是10亿分之一。那它们只需要交配繁殖一次，它们的一部分后代，就能同时拥有这两个基因突变，拥有这两个帮助它们生存的武器。
换句话说，在有性别存在的条件下，这种生命存活的概率，就不再是100亿亿分之一了，而是接近10亿分之一。
如果你没有跟上刚才计算的思路，也没关系，你只要记住这句话：单单是性别这一个因素，就可以把这种小生命存活的概率，一下子提高了10亿倍。
所以你看，性别的出现看起来似乎多此一举，还降低了生物个体传递自身遗传物质的效率。但是，它却极大地增加了生物个体之间彼此交流共享遗传物质的能力。
让不同性别的生物个体，在交配繁殖的过程中能彼此分享遗传信息，让他们的后代拥有更多的遗传多样性，让他们在多变的地球环境中能够更加游刃有余地繁衍下去。
两性的核心差异：生殖细胞
好了，讨论完了性别出现的重要意义，我们再来简单讨论一下，性别这件事在生物学上是怎么实现的。
首先，两种性别的核心差别是什么呢？
我们抛开具体的样貌特征不谈，其实男性和女性，或者说雄性和雌性，最本质的区别，是它们产生的生殖细胞的样子不一样。
雄性产生的是数量众多，但是个头较小的生殖细胞——比如男人的精子；
雌性产生的是数量较少，但是营养丰富的生殖细胞——比如女人的卵子。
在两个生殖细胞结合之后，雄性提供的主要仅仅遗传物质；而雌性，除了提供遗传物质之外，还提供了营养物质，支持了受精卵的发育成长。
这才是两种性别之间最大的差别。生物学家们在讨论不同生物性别的时候，这也是最客观和核心的判断标准。
这个两性的区分，我想你还是比较了解的。但是你有没有想过，为什么会有这样的区分呢？
这就又要从有性生殖的麻烦事说起了。
我们说过，性别的出现让繁殖后代变得非常麻烦，因为一个生物个体没法自己完成，必须寻找一个异性才行。
或者说得更具体一点，当一个生物产生了生殖细胞之后，每一个生殖细胞必须很快找到一个异性产生的生殖细胞，两者结合在一起，才有生长、存活、继续繁殖的机会。
这当然是一件很麻烦的事。所以，一个生存策略就是，尽可能产生天文数字的生殖细胞，广撒网，守株待兔，这样也许总有机会碰到另一半，产生后代。
但是，这里其实有个矛盾：产生大量生殖细胞，那就注定了每个生殖细胞里面携带的营养物质会很有限，这对于受精卵的发育是很不利的。
所以进化的结果就是，两种性别的生物，分别演化出了截然不同，但是相互配合的繁殖策略：
一方生产数量庞大的精子，一方生产数量稀少，但是营养丰富的卵子。这样，它们找到彼此，然后孕育后代的成功率最高。
也因为这个原因，两性的差别就出现了。想一想，进化出两性生物，是不是一种特别巧妙的安排呢？
好了，言归正传。我们已经知道了，两性之间的核心差别是生殖细胞，那想要在技术上创造性别，生物学上需要的，其实就是制造雄性或者雌性生殖细胞的能力。
换句话说，什么基因能够主导精子和卵子的发育，这个基因就能够决定性别。
比如：在人类当中，我们都知道Y染色体是男性的标志。这是一段非常短的染色体，上面仅有50多个基因，大多数都和男性的发育相关。
其中，最重要的男性决定基因叫做SRY。如果一个人有Y染色体，但是上面的SRY基因有缺陷，这个人看起来完完全全就是个女人。
而反过来，在小鼠的研究里也发现，如果把SRY基因强行插入雌性小鼠的体内，这只小鼠会看起来完全是一个雄性。
请注意，SRY基因的核心功能，就是指导男性睾丸的发育，制造精子。
而男性的其它特征，比如胡须、喉结、更强壮的肌肉，甚至是脾气性格，都是男性生殖器官发育带来的衍生品而已。
这一讲里我们主要讨论了围绕性别的两个问题，“为什么有性别？”和“性别是怎么实现的？”。
我们知道性别的出现，虽然看起来让生物繁殖后代变得繁琐和低效，但是，却能够帮助生物体获得更大的遗传多样性，在多变的地球上活下来。
而为了实现性别，核心的生物学原理在于，在不同的生物体内，制造两类截然不同的生殖细胞——精子和卵子。
生殖细胞的差别，实际上也带来了两性之间的区别。这种区别，将会创造出丰富多彩的性别社交，特别是同性之间的争斗和异性之间的追求。
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