幕後文章是與國家科學基金會合作提供給生活方面的。
自達爾文時代以來，生物學家試圖了解有性繁殖的優勢。這不是微不足道的，因為性行為明顯不利。
與性生物不同，無性戀者不需要伴侶來繁殖，可以在克隆上繁殖，並且可以產生兩倍的女性後代。如果沒有性愛的優勢，性和無性戀人都在爭奪資源，那麼無性戀者將僅幾代人接管。
儘管如此，大多數真核生物性繁殖，一個偉大的謎團是，自然界確實發生了混合的性愛人群。
20多年來，我的顧問探索了這個謎柯蒂斯活潑在印第安納大學和他的學生和同事。我們的實驗室發現了一個假設，即性別在寄生蟲豐富的環境中是有益的。
紅皇后假設
紅皇后假設提出了有毒的寄生蟲適應感染遺傳上常見的宿主，防止無性戀者變得太豐富（常見是不好的）。性別會產生遺傳獨特的個體，這些個體可以避免感染（罕見是好的），因此自然選擇受到青睞。
該假設以劉易斯·卡洛爾（Lewis Carroll）的“通過鏡頭”的一段話命名。紅皇后和愛麗絲在山丘和山谷上奔跑，但始終留在同一地方。同樣，根據假設，人口的遺傳變化對於維持現狀也是必要的。無性宿主的頻率增加（丘陵）和減少（山谷），以響應寄生蟲的適應性，而性宿主可以避免這些同時進化的起伏。
最終，這些幾代人的這些動態阻止了無性戀人的實力，並保持無性戀者和性愛的共存。
適應當地寄生蟲
Potamopyrgus Antipodarum是一種新西蘭的淡水蝸牛，可在性或克隆上再現，並且在其一生中不會切換模式。作為一個人口，蝸牛可以是無性和性人的無性或混合物。
1987年，在將混合蝸牛種群與完全無性戀種群進行比較的同時，Lively發現前者被滅菌的蠕蟲寄生蟲感染了更大的感染。這是第一個暗示，蝸牛種群中高寄生蟲感染的率促進了性和無性群體的共存。
從那時起，幾個實驗表明這些寄生蟲比來自不同湖泊的蝸牛更好地感染了同一湖的蝸牛。這表明寄生蟲只能在當地混合種群中更好地感染蝸牛，這是紅皇后假設的預測。
蝸牛的寄生蟲適應與性繁殖之間的關聯使我，活潑和我們的合作者Lynda Delph和Jukka Jokela在新西蘭的亞歷山德里娜颶風和卡內爾湖中調查這種模式。
在每個湖泊中，性蝸牛和寄生蟲在淺水邊緣很常見，深層棲息地（超過四米的深度）由未感染的無性戀者主導。我們假設，由於共同發展的寄生蟲，性別在淺層中具有優勢，但在沒有寄生蟲的深處。
但是，另一種解釋是，淺水蝸牛通常很容易受到影響。我們必須確定淺水蝸牛是否對局部，同一湖泊的寄生蟲或所有寄生蟲都易感。紅皇后會預測前者，因為當地的寄生蟲將有最好的機會與蝸牛共同發展。
由於鴨子的覓食行為是寄生蟲生命週期中的最後一個宿主，因此寄生蟲在淺水中很豐富。
必須被鴨子攝入寄生蟲幼蟲以完成生命週期（鴨子不小心吃了被感染的蝸牛）。鴨子不在深棲息地中覓食，因此寄生蟲只能在淺層棲息地完成其生命週期。似乎在淺層中的蝸牛和寄生蟲有更多選擇，因為在深處的蝸牛和寄生蟲中，很少互相遇到。
我們的實驗設計很簡單：取淺和深水蝸牛，並將其暴露於從相同和不同湖泊中收集的寄生蟲。我們發現了兩個有趣的結果。
首先，淺水蝸牛比深水蝸牛更受相同的寄生蟲感染，這表明寄生蟲僅在淺層棲息地中與蝸牛相結合。深水蝸牛不參與僅幾米之遙的協同進化相互作用。
其次，淺水和深水蝸牛都不容易受到不同的湖泊寄生蟲的影響。因此，只有局部（即共同發展）寄生蟲，而不是來自任何地方的寄生蟲，才能感染淺蝸牛。
常見不好，稀有是好的
從我們的實驗中，我們發現了對紅皇后假設的支持，並證明了其在自然界中的小空間尺度上的應用。我們表明寄生蟲適應蝸牛種群，在蝸牛種群中，性和無性戀人在淺水中並存。
在一項相關的研究中，Lively和Jokela證明，作為寄生蟲可以在淺水中感染無性蝸牛，它們確實偏愛紅皇后假設所預測的性別。遺傳上常見且高度感染寄生蟲的蝸牛很少見。遺傳上罕見且以前對寄生蟲具有抗性的蝸牛變得普遍且感染。一直以來，性蝸牛一直在淺水中。這是任何人首次證明紅皇后動力學保持有性繁殖。
儘管有性繁殖成本，但它似乎對寄生蟲有用。性生物在遺傳上很少見，因此，寄生蟲不能適應它們。新西蘭蝸牛的證據表明，寄生蟲適應以感染常見的無性戀人可以阻止無性無性nal消除人口中的性行為。
在其他兩種生殖模式的其他生物體中進行的更多研究將極大地有助於我們對性別的優勢和無性性 - 性共存的動態的理解。
有關更多信息，請參閱印第安納州的非事實新聞稿
編者註： 這項研究得到了國家科學基金會的支持（NSF），聯邦機構負責在科學和工程領域的所有領域資助基礎研究和教育。看到幕後存檔。
