一、从无性生殖到有性生殖
性，就是性别。植物有雌花、雄花，或者一朵花里的花心就分雌蕊和雄蕊；动物有雌、有雄；人类有女、有男。
动物界千差万别，从低等到高等，种类各异，性别分化也有种种不同情况。
两个变形虫，你能辨出谁是雌的，谁是雄的？谁都辨别不出来，因为变形虫没有性别分化，不分雌雄。它不能进行有性生殖，而只能无性生殖。
但面对一条水螅或一条蚯蚓，复杂情况就来了。一个个体同时有卵巢（雌性生殖器官）和精巢（雄性生殖器官），称为雌雄同体，就如植物中许多种类的花，既有雌蕊也有雄蕊一样，有了性别的分化，当然也就有有性生殖。
比较高等的无脊椎动物和所有脊椎动物，都是雌雄异体的，就是有雌性个体和雄性个体之分，也采取有性生殖的方式。
雌性、雄性，并不都是外观上可以区分清楚的。以常见的动物来说，昆虫中多数是较易区分的，例如蝗虫、蚱蜢、螳螂等雄性个体都小于雌性个体。许多昆虫，雌性的腹部末端有产卵器，如蟋蟀，蝈蝈等，有些雄性有鸣器，能发声，如蝉、蟋蟀、蝈蝈等，雄性的翅可磨擦发声。更多的是外形上可以区别的，但要专业工作者才能办得到。脊椎动物中，鱼类不好区分；两栖类中的蛙也是雌大于雄，雄的有鸣囊，鸣声嘹亮；爬行类也不易区分；鸟类中有的外观不易区分的，像鸽、麻雀、喜鹊，乌鸦等等，也有很易区分的，通常雄性羽毛美丽，如孔雀、雉、绿头鸭等等，哺乳动物因为有明显的外生殖器，就比较好区别了。人类，属哺乳类，刚一降生，就可以从生殖器官上分出是男孩还是女孩了。
实质性的区分是雌性体内有卵巢，能产生卵细胞，称为雌性生殖细胞；雄性体内有精巢，能产生精子，称为雄性生殖细胞。卵细胞和精子要结合，就是精子进入卵细胞，双方的细胞核融合为一个，成为受精卵，由它发育为新一代。这就称为有性生殖。
如果没有卵巢，也没有精巢，产生不了雌、雄生殖细胞，就谈不上产生受精卵了。而是由亲体通过一定方式直接产生新一代，这种方式称为无性生殖。
1．分裂生殖和芽体生殖
这是动物界中两种无性生殖方式。
分裂生殖见于单细胞的原生动物。在第二章中已讲过绿眼虫、变形虫等的分裂生殖。它们整个动物体就是一个细胞，分裂生殖就是细胞的分裂。
芽体生殖见于腔肠动物的水螅（见图2－14）。
在水温适宜，食物充沛的春秋季节，水螅通常进行芽体生殖，也叫出芽生殖。是体壁向外突起，逐渐长大，形成芽体。芽体的消化腔和母体是连通的，芽体逐渐长大，形成口和触手。最后，基部收缩，与母体脱离，便独立生活。也有长成了，还不脱离母体，它又形成芽体，如此，一而再，再而三，就成了“四世同堂”，几乎像一“株”水螅了。
动物界中，还有些很特别的无性生殖，见于某些寄生虫。如血吸虫，是有性生殖，受精卵随病人的粪便排出，在水中孵化为微小的毛蚴，因为用周身的纤毛摆动游泳而得名。毛蚴侵入钉螺，成为胞蚴，它可通细胞分裂，形成许多胞蚴，胞蚴成熟后，通过细胞分裂，可形成许多在水中游动的有尾的尾蚴，由它侵入人体的皮肤，进入血管。一个毛蚴进入钉螺体内后，在夏季需一个半月，冬季需5～6个月（就是通过胞蚴、再到尾蚴），可无性增殖到数万至数十万条，构成了很大的侵染力。不过不是每一个毛蚴都有机会侵入钉螺，它只能存活20天左右，遇不见钉螺就死了。同样尾蚴只有3～5天的生存期，遇不到人体，也就完蛋了。所以这种特殊的幼体无性增殖，或称幼体生殖，是对寄生生活的适应。
无性生殖更多地见于细菌、真菌和植物界。高等植物的地下茎、块根繁殖、枝条的扦插、嫁接等都是无性生殖。
无性生殖由于新一代是由一个亲体产生的，继承了单一的遗传信息。新一代和上一代保持着性状上的一致，不易产生变异。这对变化着的环境的适应可能性就小，因此，它不是生物界，更不是动物界的主要生殖方式。
2．有性生殖是进化的大趋势
可以说动物界的每一个门都进行有性生殖，无性生殖倒是例外。让我们来考察一些实例。
原生动物普遍存在无性生殖的分裂生殖，但有许多种类，既有分裂生殖，又有有性生殖。例如草履虫除了横向分裂来繁殖外，还会出现两个草履虫，口沟部分互相粘合，粘合处的表膜逐渐溶解，使两个虫体的细胞质相互连通。随之它们的细胞核发生了很有意思的行为：每个草履虫都有一个大细胞核和一个小细胞核。这个小核是干什么用的？
接合后的草履虫的大核解体（没有了），小核分裂两次，变成四个，有三个消失（解体），剩下一个。
剩下的一个小核又分裂一次，而且分成一大一小。
大的小核不动，小的小核经连通的细胞质互相交换。
交换过去的小的小核和对方的大的小核融合为一个核，两虫体开始分开，这相当于受精作用。
这两个各有一个融合核的草履虫，融合核分裂三次，产生八个核。其中四个变为大核，还有四个，三个解体，只剩下一个小核。
剩下的那个小核，还要分裂两次，变成四个小核。
请注意：这时这两个草履虫都各自含有四个大核和四个小核了。每个草履虫都分裂两次，每个草履虫形成有一个大核和一个小核的四个新一代草履虫，两个草履虫的后代加起来则共八个新一代草履虫。
总之，两虫结合一次，互换小核，共形成八个下一代，而且在人工培养液中，这种称为接合生殖的有性生殖，常发生在陈旧的，条件差的培养液中，接合生殖显然具有抵抗不良环境的能力。
腔肠的动物也普遍进行有性生殖，如水螅除了芽体生殖的无性生殖外，大多数种类为雌雄异体，即有的水螅个体形成卵巢，里面有一个卵细胞，有的水螅个体形成精巢，能产生很多能游泳的精子。也有些种类是雌雄同体，每一个体既有卵巢，又有精巢，但不在同一时候成熟，所以也只能异体受精。卵巢和精巢都鼓鼓的生在体壁上，卵细胞成熟时，卵巢破裂，使卵露出，精巢破裂，精子在水中游动，接近卵细胞时，钻入卵细胞（就进去一个精子，卵受精，细胞膜发生变化，别的精子就进不去了），形成受精卵，发育成一个小胚胎，母体分泌胶状物，包围它，从母体上脱落下来，沉入水底，度过严冬或干旱条件，到春季或环境好转时，胚胎完成发育，壳破而出，成了新一代的小水螅。
请注意，水螅也是环境条件好时进行芽体生殖的无性生殖，度过不良环境时，进行有性生殖。而且都是异体受精。
再说说环节动物，如蚯蚓中的环毛蚓，雌雄同体，也就是说每条环毛蚓都有精巢和卵巢，亦雄亦雌。另外每条还都有受精囊孔，因为它们要交配，各自把对方的精子就贮存在自己的受精囊内。成熟的环毛蚓，身体前部的腹面，自前向后，依次是受精囊孔、雌孔、雄孔。简单说：
受精囊孔——接受另一条环毛蚓的精子，先贮存体内；
雌孔——排出自己成熟的卵细胞；
雄孔——排出自己的精子给另一条环毛蚓，经它的受精囊孔，进入而为它贮存备用。
于是两条环毛蚓一定要交配，两条互相以腹面相贴，使一方的雄孔对着另一方的受精囊孔，各自把精子输送给对方。交配时间在晚间，约需二小时才能完成。以后就分开了。
待卵成熟将要排出前，位于雌孔的体节和它后面的二个体节，共三节，为第14、15、16、节，外表看不出分节，光滑如戴了个戒指似的，常称为环节，又叫生殖节（见图8—1）。环带分泌粘液，一方面固化成为一个管子，另方面粘液还在管子形成许多个能容纳卵细胞的蚓茧。一个蚓茧可纳入1～3个卵细胞。这时蚓体向后蠕动，环带分泌的粘液管带着卵茧向前移动，就像手指从戒指中脱出那样。由于受精囊孔在环节的前方，因此粘液管向前脱出时，带着卵茧经受精囊孔，于是原贮藏的另一条环毛蚓的精子排出使卵受精。受精后的卵及卵茧入土壤中，粘液管已完成任务，就瓦解了。受精卵经胚胎发育，变成新一代的小蚯蚓。
初看起来环蚯蚓的受精过程很噜嗦、很麻烦！其实质就是要保证卵细胞和精子的结合，而且是异体的受精，每一条新一代的蚯蚓都来自两个亲体的遗传信息。到了节肢动物，绝大多数都是雌雄异体了。如昆虫，有雌有雄，都要交配，才能生儿育女。它们的交配，叫做交尾，因为大多是雌雄个体尾部相连接，雄性个体把精子输送到雌性个体体内。例如你见过的一个大蚂蚱（雌的），背着一个蚂蚱（雄的），尾部末端连接在一起，这就是交尾。螳螂也这样，甲虫、苍蝇、蚊子都如此。
至于从鱼类到哺乳类的全部脊椎动物，更是雌雄异体，要交配才能繁殖的。它们的生殖情况，以下还会细说。
有性生殖是进化的大趋势，为什么呢？就因为两个亲体，通过卵细胞和精子把各自的一套遗传物质（含遗传信息）传给了新一代，新一代就可能有各种变异，增强了后代适应变化着的环境的能力。
3．孤雌也能生殖
在已经是两性分化、雌雄异体进行有性生殖的动物中，有少数种类，卵不经受精，也能发育为新一代，称为孤雌生殖。
在节肢动物中就有这样的种类：
一是甲壳纲里的水蚤，也就是常用来喂金鱼的鱼虫。凡是养金鱼的人都知道，用细细的网，到小池塘里捞去，或在集市上可买到活的鲜鱼虫和干的死鱼虫。春夏季节，水流温暖，食物丰富，雌水蚤的成熟的卵细胞，就在体内的孵卵囊中发育为小的雌水蚤，生出后长大，又这样生殖，这就是孤雌生殖。待到秋末冬初，才有雄体出现，雌雄交配所产的卵是受精卵，也叫冬卵，一般很少，每次只产1～2个。冬卵具有抵抗不良环境的能力，处于休眠状，到条件适宜时发育为新一代。
很显然，水蚤的孤雌生殖，有利于在春夏季节环境适宜时迅速繁殖，占领空间，成为优势种群，这颇像一个“女儿国”。而有性生殖用以抵御不良的环境，并保证双亲的遗传信息的遗传下去。春夏季节在淡水水域的大量繁殖，也成了鱼类的好饵料，不过被吃掉得多，生得也多，自然界就这么巧妙。
与水蚤相似的还有昆虫中的蚜虫。常密集于不同植物的嫩芽，嫩茎和幼叶上，以针状的口器插入植物组织吸取汁液为生。危害蔬菜、果树、花卉以及粮食作物。在我们家中种的月季等盆花上也会出现。它们有有翅的和无翅的两种体型，腹部末端有两根腹管，排出带甜味稠液，蚂蚁喜欢舐食，因此蚜虫多的地方，蚂蚁也忙忙碌碌。蚂蚁不仅不吃蚜虫，还保护它，以取食它的分泌物。这些分泌物粘稠，还堵塞植物的气孔。因此北方人又称蚜虫为腻虫，粘乎乎、腻乎乎的。它在春夏季节如此之多，也是孤雌生殖的结果。秋末冬初产生有翅的雌，雄蚜虫，能飞行、交配，把越冬卵（受精卵）产到特定的植物上，如棉花蚜虫，越冬卵产在花椒树上。
春夏季节，蚜虫的孤雌生殖，占领了尽可能多的“地盘”，和水蚤是异曲同工。
昆虫中的蜜蜂，是群居生活的。一大群中只有一只母蜂，又称蜂王，它发育成熟后，飞出蜂箱，一群雄蜂，随之飞出，在空中盘旋，它只和其中的一只雄蜂交尾，把雄蜂的精子贮存在自己身体里，准备受精用。这次飞行称为“婚飞”，结婚旅行噗！归来后可产卵数年。产出的卵中大部分受精，小部分的未受精。未受精的都发育为新一代的雄蜂，这就是孤雌生殖，孤雌生殖生出的后代都是雄性的。
“闺女”呢？都是受精卵发育来的。也就是蜂群中新一代的蜂王和数量最多的工蜂。蜂王和工蜂都是雌性的。原来受精卵产下后，极个别的，由工蜂修筑特别宽大的蜂房——王台，幼虫时，由工蜂分泌蜂王浆（王浆是工峰分泌的）喂它，它就发育成新一代的母蜂——蜂王。其余的所有受精卵，就在普通的六角形蜂房里发育，而且工蜂只喂它蜂蜜和花粉，吃不到王浆，卵巢等雌性生殖器官发育不好，就成了不能生儿育女的雌性蜂——工蜂。
听起来，真有点奇妙，甚至还让人动感情——可怜的工蜂！同是受精卵，只因遭遇不同，雌性生殖器官发育不完善而不能成为母亲，而且一生还辛苦地劳作！不要这样想，蜜蜂作为物种存于自然界，只有这三种个体，工蜂、雄蜂、蜂王相互依存，精细分工，才有利于这个物种的生存、发展。
4．性别怎样决定
上一小节讲到水蚤没有受精的卵却发育为雌水蚤，蜜蜂没有受精的卵却发育为雄蜂。两者都是卵受精不受精决定后代性别。这是动物界的极少数情形，绝大多数都有受精卵，都分别发育成雌性个体和雄性个体。
现代科学研究告诉我们，高级动物中是性染色体决定性别，昆虫、所有脊椎动物、人类都是如此。
这一发现最早应归功于著名遗传学家美国的摩尔根。他选用黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）作为遗传学的实验材料。这是一种喜欢在发酵腐烂的水果上生活的一种小蝇子，体长只有2～3毫米。雌、雄果蝇的体型、颜色都有区别，交配产卵，卵变成幼虫（蛆），幼虫化蛹，蛹羽化为成蝇，是完全变态，这个过程大约只要两周。因此繁殖快，又易于在实验室饲养，便于一代代追踪它们性状遗传的规律。
摩尔根在研究果蝇细胞染色体时发现，每个细胞都有8条染色体。雌性的个体，这8条染色体，按形态来分，正好是4对；雄性的个体，这8条染色体可分成3对和另外不成对的2条，这2条中有一条和雌性是一样的，另一条形态不一样。这不一样显然和性别有关。
后来证实，果蝇的8条染色体，有3对为常染色体，雌雄都一样。还有2条，雌性成对，雄性的一条和雌性一样，另一条和雌性不一样。为了便于称呼，雌性一样的两条称为X染色体和X染色体；雄性的两条，一条和雌性一样的称为X染色体，不一样的一条称为Y染色体（见图3—6）。
雌果蝇的染色体：3对常染色体＋XX
雄果蝇的染色体： 3对常染色体＋XY
X染色体和Y染色体都叫性染色体，对性别决定具有决定性作用。
根据我们已经学过的知识，卵细胞和精子都只含一般细胞一半的染色体数，即每对染色体中的一个来组成这“一半”。那么：
果蝇的卵细胞只能是一种：3条常染色体＋X；
果蝇的精子却有两种：3条常染色体＋X
3条常染色体＋Y。
为了简化，常染色体都一样，就不说了，只说性染色体，那么：雌果蝇不论形成多少卵细胞，每个都只含X染色体；
雄果蝇不论形成多少精子，只有一半精子含X染色体，另一半精子含Y染色体。
含X染色体和含Y染色体的两种精子与含X染色体的卵细胞，受精的机会是均等的，受精的结果受精卵是XX和XY两种，数量也大体相等，这样将发育成一半雌果蝇和一半雄果蝇。
这叫做XY型的性别决定方式。
脊椎动物中的鱼类和两栖类中的一部分，哺乳类和人类都是XY型。以人类来说：
女性的染色体是：22对常染色体＋XX
女性的卵细胞是：22个常染色体＋X
男性的染色体是：22对常染色体＋XY
男性精子是两种：22个常染色体＋X和22个常染色体＋Y
于是：
由此可以得出几点结论：
①性染色体决定性别，在形成受精卵时已经决定了。
②因为卵细胞只有一种（X），精子有两种（X和Y），是男是女，决定于男方的精子。
③由于两种精子和卵细胞受精的机会均等，生男生女的可能性各占1/2，于是在正常的人群中男女性别比应接近于1∶1。
在鸟类中，刚好相反，雌鸟是XY，雄鸟是XX，为了不致混淆，也可改称雌鸟为ZW，雄鸟为ZZ，这样与XY型性别决定相对而称为ZW型，爬行类和鸟类一样。此外还有除XY型以外的一些两栖类和鱼类中有一些与人类相同，有一些与鸟类相同。
上面已经提到是男是女在形成受精卵时就由性染色体的组型决定了。但是受精卵还要经过复杂的胚胎发育、幼体发育才能长成成体，在这个过程中外界环境因素和内部因素（如性激素）还会这样那样地影响性别的发育，在动物界和人类中都可找到一些内外环境因素影响性别发育的例子，在这里就不再说了。事实上还有许多奥秘有待研究和揭示，生物界如此多的种类，性别决定不可能就一种模式。
