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2018年12月21日

盧安迪 自由的國度

性和婚姻的經濟學(上)

上周探討了美國金融市場的一些現象,但其實我還是對比較基礎(fundamental)的問題最有興趣。適逢近日基因編輯嬰兒事件引起爭議,而立法會早前則就婚姻制度進行辯論,所以正是討論性和家庭的經濟學的好機會——儘管我的能力只能夠管中窺豹。

一男一女的性模式

在這篇和下一篇文章,我們會探討一男一女的性行為和一夫一妻的婚姻制度,究竟有何緣起和效果。「性」和「婚姻」是兩個相關但不同的問題,因為即使在一夫多妻、一妻多夫或多夫多妻的婚姻制度下,每次性行為通常仍是在一男一女之間進行,而每個孩子仍是只有一個生理父親和一個生理母親。

今天先討論一男一女的性模式。這個話題好像跟經濟學沒有什麼關係,但那是因為經濟學常被誤解為只與金錢交易有關的學問。其實經濟學的研究對象是人類行為,而性和繁殖也非例外。這就是為什麼華威大學、芝加哥大學和西門菲莎大學的3位經濟學家Motty Perry、Phil Reny和Arthur Robson曾在英國皇家經濟學會的期刊上發表過一篇題為Why Sex? and Why Only in Pairs?的論文。

大部分經濟學分析都是考慮一個理性(或至少有顯著理性成分)的人會作出什麼決定,但也有一個稱為「演化博弈論」(evolutionary game theory)的分支,考慮人類某些由本性決定、不由自主的行為規律,並推算這些行為會有什麼後果:某些行為會導致較大的生存機會,另一些行為則會導致較小的生存機會,所以不同行為的分布也會隨着時間而改變。這個經濟學分支跟演化生物學(evolutionary biology)關係密切。

在生物世界,不只人類是在兩種性別之間進行性行為,而且絕大部分其他生物也是如此。我們或許會覺得這是理所當然、毋須思考的現象,但這只是因為我們已經習以為常。

假如人類幾十萬年來都是通過3種性別的交配來繁殖,我們反而會覺得兩性繁殖是奇怪的想法。那麼,到底有沒有一個客觀原因,使兩性繁殖比單性繁殖、三性繁殖(或更多)更有利於生存?

兩性繁殖 不多不少

多年來,學者們提出了不少理論來解釋兩性繁殖的好處,但其中一個最大挑戰是,當一個理論意味着兩性繁殖比單性繁殖有利,其邏輯往往可推廣至「較多性別比較少性別的繁殖更有利」,因而無法解釋為何三性、四性繁殖不是更普遍。在他們的論文裏,Perry、Reny和Robson考察了兩個主要理論,並研究它們能否在使兩性繁殖比單性繁殖有利的同時,排除三性、四性等等的額外優勢。

第一個理論是「變異說」(mutational hypothesis)。考慮一個簡化的模型:假設每個人有100個基因座(loci),當中有些可能有變異,愈多基因變異的人的存活率愈低。假設某一代的每個人都有3個基因變異(不同人的變異位置可能不同)。在單性繁殖下,每個孩子都會完全複製其「父親」的基因變異情況,所以此後每一代的每一個人都會有3個基因變異。

在兩性繁殖下,孩子的每一個基因座都有一半機會來自父親或母親。乍眼看,這好像無甚幫助,因為孩子的變異數目的期望值(expected value)依然是3。但關鍵是,現在有些孩子剛好沒有基因變異,有些有1個、2個、3個、4個、5個、6個。由於基因變異愈多的人的存活率愈低,所以實際存活的孩子的平均變異數目會少於3,而這個平均數會逐代遞減。

上述理論可以解釋為何兩性繁殖會導致物種的健康逐代改善,更有利生存。但這個效應在三性繁殖下會更加顯著,令三性繁殖比兩性繁殖更加有利。換言之,這個理論無法解釋為何我們見不到很多三性繁殖的物種。

基因多樣 自我修復

第二個理論則是「紅后說」(red queen hypothesis)。讓我們考慮一個更簡單的模型:假設每個人有2個基因座A和B,而每個基因座的基因有2個可能性,於是總共有4種人:(A1,B1)、(A1,B2)、(A2,B1)和(A2,B2)。(更專業地說是4個「基因型」﹝genotypes﹞,不過,這裏簡單稱為「種類」即可。)假設每隔一段時間就會出現一種寄生蟲,殺死其中一個種類的所有人。

在單性繁殖下,每個孩子的種類都會跟其「父親」一模一樣,所以當寄生蟲殺死其中一種人後,那種人便永遠不會再出現,而所有種類最終會被逐一殺光。但在雙性繁殖下,當(A1,B1)被殺光後,一個(A1,B2)的父親和一個(A2,B1)的母親生出來的孩子卻可能是(A1,B1),使得(A1,B1)東山再起。於是,人類會不斷自動修復其基因的多樣性,從而維持這種自我修復的能力。

表面上,這個理論好像也會意味着三性繁殖比兩性繁殖更有利,但其實在其中一種人死光後,那種人被重新生出、恢復原先的均衡分布的速度是指數級別(exponential)的,即是已經很快,所以三性繁殖不會有太多額外優勢。這可解釋為何雙性繁殖沒有被更多性別的模式取代和淘汰。

最後,我想探討一下基因編輯與上述兩個理論的關係。

在「變異說」下,如果把變異了基因編輯成不變異,只是促進了平均變異數目減少的過程。

不過,在「紅后說」下,如果基因編輯令某些基因座的某些基因(例如A1)式微甚至完全消失,則會削弱人類自我修復基因多樣性的能力(而根據上述分析,「紅后說」的可信性比「變異說」更高)。

無論在何種假說下,由於基因編輯的科學並未完全成熟,會否導致其他後果也未可知。

盧安迪  史丹福大學經濟學系博士生

 

(編者按:盧安迪著作《自由的國度2──STEM教育與美國》現已發售)

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