以下文章經許可轉載自The Conversation，這是一個報道最新研究的線上出版物。
雄性和雌性的進化利益並非總是一致。 這被稱為性衝突：雄性的創新有時會使它們能夠更多地繁殖，但有時會傷害雌性，反之亦然。
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例如，雄性果蠅會在性交過程中向其伴侶注射有毒化學物質。 這些毒素會破壞雌性先前伴侶的精子，從而提高自己成為其後代唯一父親的機會。 但是，這些毒素也會使雌性果蠅生病並縮短其壽命。 反過來，雌性已經進化出防禦機制來對抗這些化學物質，有時會以犧牲雄性的成功為代價。
生物學家認為，性衝突根植於生殖細胞的大小和數量——卵子和精子。 雄性通常產生大量精子，可以使多個卵子受精。 另一方面，雌性產生的少量大型生殖細胞，因此在每個細胞中投入更多的能量和資源。
我在倫敦大學學院的我的進化生物學家團隊現在已經確定了一種不同的性衝突，可以追溯到最複雜的生物由單細胞組成的日子，可能遠至 15 億年前。 這種古老的性衝突——甚至在兩性存在之前——與誰的線粒體將遺傳給後代有關。
誰的線粒體會被遺傳下去？
我們研究了位於線粒體中的基因的遺傳——線粒體是我們細胞內呼吸和產生能量的結構。 在許多動物和植物中，當卵子受精時，只有母親的線粒體基因能夠存活下來，而父親的線粒體則會丟失。
這並非偶然：雌性已經進化出許多機制來識別進入卵子的伴侶的線粒體。 一旦檢測到，就會派遣一支酶軍團來消化它們。 之前的研究表明，去除雄性線粒體是保持後代線粒體基因無突變的一種方法。 從長遠來看，遺傳健康的母系線粒體對後代來說是好訊息。
但是，仍有許多例外情況無法解釋。 在某些物種中，父系線粒體仍然未被消化，就好像父親找到了一種方法來保護它們免受檢測一樣。 更奇怪的是，在果蠅和許多植物等生物中，是父親在精子產生過程中破壞了自身的大部分線粒體。
如果母系遺傳像之前的研究表明的那樣有益，為什麼會有如此多的例外呢？
採取長遠或短期觀點
在我們新的研究中，我們表明這些例外情況的出現是由於對線粒體遺傳控制的性衝突。
使用數學建模，我們發現雌性的進化傾向於關注長期效應。 破壞父系線粒體可以更容易地在未來剔除有害突變，但這種效應會在許多代人之後才會顯現。 這種策略在雌性中效果很好，因為同一組健康的母系線粒體會在雌性譜系中一次又一次地傳遞下去。
但是，在這種情況下，雄性沒有長期的進化時間範圍來處理。 由於它們的大部分線粒體在每一代開始時都被母系線粒體取代，因此進化無法檢測到雄性線粒體基因的長期益處。 因為沒有長期的聯絡，所以它們只能在不久的將來受益，這通常意味著現在就傳遞它們的一些線粒體。 因此，雄性力求在短期內提高其後代的適應性，即使長期影響是有害的。
正是雄性和雌性之間這些不同的利益可能導致進化軍備競賽，因為兩性的選擇朝著相反的方向發展。 雌性的進化努力使未來世代擺脫雄性線粒體，而雄性則盡一切努力將它們的一些線粒體混入其中。
我的合著者，遺傳學家安德魯·波米安科夫斯基說：“雄性一次又一次地想出辦法來顛覆雌性對其線粒體的破壞。” “因此，雌性不得不開發新的方法來阻止雄性線粒體。 我們的模型很好地解釋了為什麼有如此多不同的機制用於排除雄性線粒體，以及為什麼雄性有時會自己這樣做。”
這一切都與線粒體遺傳的控制有關——對於雄性來說，最好是坐在駕駛座上決定它們為混合物貢獻多少線粒體，而不是完全被排除在外。
導致兩性的性衝突
有證據表明，這種衝突可以追溯到所有生物都是單細胞生物的時代。 雄性和雌性並不存在，因為所有生殖細胞的大小都相同。
安德魯·波米安科夫斯基說：“生物體在這種衝突中獲勝的策略之一是簡單地擁有比其伴侶更多的線粒體，例如，透過增加其性細胞的大小。” “令人驚訝的是，這可能是在一開始就進化出兩性的動力。” 較大的性細胞——未來的卵子——在爭奪線粒體遺傳的戰鬥中獲得了優勢，僅僅是透過淹沒較小的性細胞——精子的前身——後者提供的線粒體較少。
大多數生物學家目前認為，兩性的進化是透過勞動分工——一種所謂的“分裂選擇”理論。 大型雌性性細胞可以存活更長時間，但不能移動太多，而較小的精子很脆弱，但移動速度更快，可以找到更多的交配夥伴。
如果我們的關於性別起源的假設是正確的，那麼它為這個起源故事增加了一個新的角度，將其追溯到關於線粒體遺傳的古老衝突。 雌性可能透過簡單地產生充滿線粒體的較大性細胞而贏得了這場古老的戰鬥，確保線粒體傳遞有效地是單方面的（並獲得長期的適應性益處）。 但最終，與所有科學假設一樣，這個假設也必須經受徹底的實驗驗證。
本文最初發表於The Conversation。 閱讀原文。