当一位母亲生下双胞胎时，这些后代并不总是同卵的，甚至性别也可能不同。被称为异卵双胞胎，它们代表了一个长期存在的进化之谜。同卵双胞胎是由一个受精卵意外分裂成两个形成的，而异卵双胞胎则是两个卵子被释放并受精的结果。为什么会出现这种情况是一个谜。
在今天发表在《自然生态与进化》上的研究中，我们使用计算机模拟和建模来试图解释为什么自然选择会倾向于释放两个卵子，尽管双胞胎的存活率低，而且母亲生双胞胎的风险很高。自迈克尔·布尔默1970年关于人类双胞胎生物学的标志性书籍以来，生物学家一直质疑双卵排卵是否受到自然选择的青睐，或者像同卵双胞胎一样，是意外的结果。乍一看，这似乎不太可能。
产生同卵双胞胎的胚胎分裂不是遗传的，同卵双胞胎的发生率不会随人类生物学的其他方面而变化。在某种意义上，它似乎是偶然的。相比之下，异卵双胞胎的发生率随母亲年龄变化，并且是可遗传的。这些听起来不像偶然事件的特征。在没有医疗护理的人类群体中，生双胞胎似乎没有什么好处。双胞胎比单胎更有可能在童年死亡。双胞胎的母亲在分娩时死亡的风险也增加。与其他大猿一样，女性似乎被构建为一次生一个孩子。
因此，如果双胞胎是有代价的，为什么进化没有消除它？矛盾的是，在高生育率的群体中，双胞胎的母亲在一生中往往比其他母亲有更多的后代。这表明生双胞胎可能对母亲有进化上的好处。但是，如果是这样，为什么双胞胎如此罕见？为了解决这些问题，与同事鲍勃·布莱克和里克·斯莫克一起，我们构建了模拟和数学模型，并使用来自真实人群的母体、儿童和胎儿存活数据进行喂养。
这使我们能够做一些其他不可能的事情：在模拟和建模中控制女性在她们的周期中排卵一个或两个卵子。我们还模拟了不同的策略，即在不同年龄将女性从排卵一个卵子切换到排卵两个卵子。然后，我们可以比较不同排卵模式的女性存活孩子的数量。在我们的模型中，那些在25岁左右从单卵排卵切换到双卵排卵的女性，存活的孩子最多——比那些总是释放一个卵子，或总是释放两个卵子的女性更多。
这表明自然选择倾向于随着年龄增长从单卵排卵无意识地切换到双卵排卵。切换有益的原因是胎儿存活率——受精卵将导致活产儿童的机会——随着女性年龄的增长迅速下降。因此，切换到释放两个卵子增加了至少一个卵子将导致成功分娩的机会。但是双胞胎呢？这是否是选择有利于老年女性生育能力的副作用？为了回答这个问题，我们再次运行了模拟，除了现在当女性双卵排卵时，模拟在出生前移除了一个后代。
在这些模拟中，那些一生中双卵排卵但从未生过双胞胎的女性，比那些生过双胞胎并从单卵排卵切换到双卵排卵的女性，存活的孩子更多。这表明理想的策略是总是双卵排卵但从不产生双胞胎，因此异卵双胞胎是双卵排卵有益策略的意外副作用。