㈠ 生態學和進化生物學屬於什麼專業
都屬於生命科學專業。
進化生物學(evolutionary
biology)
研究生物進化過程和生物群落特徵的綜合學科,包括生態學、行為學和分類學等。
進化生物學是生物學最基本的理論之一,由查爾斯·達爾文提出的進化論。他第一次提出自然選擇是進化的一個機制。
進化生物學,包括進化遺傳學、進化基因組學(evolutional
genomics),進化論是實驗生物學的理論依據,基於系統論的生物系統泛進化論建立系統生物學的理論基礎,遺傳學與基因組研究是進化生物學的方法體系,尤其是系統遺傳學開創了對基因組自組織進化與生物體發育自組織化及其相互關系的細胞發生系統動力學研究,為進化生物學的發展開拓了新的途徑。
㈡ 生物學發展歷史
生物學大事年表
公元前5~前3世紀 中國古醫書《黃帝內經》(包括《素問》和《靈樞》兩部分),成書於公元前475~前221年間,對人體內臟的部位、大小、長短及功能已有一定認識,並指出人體的生理功能與生活條件及精神狀態有密切關系。對男女的生長發育過程及生理特徵也有比較切實的描述
中國古書《爾雅》將植物區別為草本和木本,並將相近的物種排在一起,以示同類;將動物分為蟲、魚、鳥、獸、畜,亦將其中相近的物種排在一起;還使用了「鼠屬」、「牛屬」、「馬屬」等名稱
公元前460~前370年 希波克拉底等建立希臘醫學並提出了健康與病態理論,認為人體中的黑膽汁、黃膽汁、血液和粘液是否處於平衡和有無特殊變化,決定著人的健康與性格
公元前384~前322年 希臘學者亞里士多德描述了 500多種動物並予分類,將動物分成有血動物和無血動物。前者又分成有毛胎生四足類、鳥類、鯨類、魚類、蛇類、卵生四足類;後者又分成軟體類、甲殼類、有殼類、昆蟲類,他還對一部分動物做了解剖和胚胎發育的觀察。著有:《動物志》、《動物的結構》、《動物的繁殖》和《論靈魂》,是最早的動物學研究成果
公元前372~前287年 希臘學者狄奧弗拉斯特闡明了動物和植物在結構上的基本區別,描述500多種野生和栽培植物,著有《植物志》和《論植物的本源》等
公元23~79年 羅馬博物學家老普林尼著《自然志》(又稱博物志)37卷,概述了當時所知的自然知識和技術
公元129~200年 羅馬醫生加倫把希臘解剖知識和醫學知識系統化,創立人體生理解剖學
公元533~公元544年 中國北魏農學家賈思勰著《齊民要術》,全面地總結了秦漢以來中國黃河中下游的農業生產經驗,其中含有豐富的生物學知識。如粟的品種分類,作物與環境的某些關系、一些作物的遺傳性和變異性、一些作物的性別以及人工選擇的某些成就等
公元1452~1519年 義大利文藝復興時期的藝術家、自然科學家和工程師列奧納多·達·芬奇由於藝術創作的需要,研究了人體解剖、肌肉活動、心臟跳動、眼睛的結構與成像以及鳥類的飛翔機制等。繪制了前所未有的精確的解剖圖,首次提出一切血管均起始於心臟
公元1530~1536年 德國植物學家O.布龍費爾斯撰寫並出版《草本植物志》,擺脫前人書本知識的束縛,根據自己的觀察,對植物做了生動逼真的描述
公元1543年 比利時醫學家A.維薩里所著《人體的結構》出版,首次否定加倫關於血液通過心臟中膈細孔而運行的論點,並作了其他修正,創立近代人體解剖學
公元1583年 義大利醫生、植物學家A.切薩皮諾以果實為基礎提出植物分類系統,完成巨著《植物》一卷
公元1596年 中國葯物學家李時珍《本草綱目》52卷刻印出版。它記述了豐富的動植物知識,訂正前人之誤,明確規定部、類、種三級分類程序。分植物為草、谷、菜、果、木五部,分動物為蟲、鱗、介、禽、獸、人六部。每部(除人之外)之下又各分若干類。類之下分種。對生物的形態、結構描述之仔細和以此為基礎的較准確的分類,均超過了前人
公元1609年 義大利物理學家、天文學家G.伽利略製造一台復合顯微鏡,並用於觀察昆蟲的復眼
公元1628年 英國醫生、解剖學家W.哈維所著《動物心血運動的研究》出版,建立血液循環理論
公元1660年 義大利解剖學家M.馬爾皮基觀察到蛙肺里連接動脈和靜脈的毛細血管,證實了哈維的血液循環理論
公元1665年 英國物理學家R.胡克在顯微鏡下觀察軟木切片,發現蜂窩狀小室,稱之為「細胞」
公元1668年 義大利醫生F.雷迪通過蠅卵生蛆的對比實驗,為反對自然發生說提供了第一個證據
公元1677年 荷蘭顯微鏡學家 A.van列文虎克用自製的、當時解析度最高的顯微鏡進行了廣泛觀察,發現了由種種活著的「小動物」組成的微生物世界,發現了人的精子
公元1682年 英國植物學家N.格魯編著的《植物解學》出版,其中也包括植物生理學的研究成果
公元1686年 英國博物學家J.雷所著《植物史》第一卷出版,以後繼續出版第二、三卷,在其中討論了種的定義
公元1727年 中國醫學家俞茂鯤在《痘科金鏡賦集解》中記載,人痘接種術起於明朝隆慶年間(1567~1572);《醫宗金鑒》(1742)介紹了痘衣、痘漿、水苗、旱苗四種方法。據俞正燮(1775~1840)在《癸巳存稿》 中記載,1688年(清康熙二十七年)俄國已派醫生來學「人痘法」
公元1735年 瑞典植物學家 C.von林奈所著《自然系統》第一版出版,把自然界的植物、動物、礦物、分成綱、目、屬、種。首先實現了植物與動物分類范疇的統一,其後又使用了國際化的雙名制
公元1771年 英國化學家J.普里斯特利用實驗證明,綠色植物可恢復蠟燭因燃燒而「損壞」了的空氣
公元1777年 法國化學家A.—L.拉瓦錫確認動物呼吸是一種緩慢的燃燒過程
公元1791年 義大利解剖學家L.伽伐尼證明用靜電刺激蛙神經,能引起與其連接的肌肉收縮;發現了神經的電傳導現象
公元1796年 英國醫生E.C.琴納最先在歐洲採用牛痘接種法防天花,實現了人體的主動免疫
公元1797年 德國胚胎學家C.F.沃爾夫在《發生論》中,根據植物器官與雞胚的發育,闡述了發育的漸成特性,主張後成論
公元1802年 法國生物學家 J.-B.de拉馬克和德國博物學家G.特雷維拉努斯分別採用「生物學」(Biology) 這個術語
公元1804年 瑞士化學家 N.-T.de索緒爾闡述綠色植物以陽光為能源,以二氧化碳和水為原料,形成有機物和氧的光合作用過程
公元1805年 法國動物學家比較解剖學家和古生物學家G.居維葉提出各器官形態結構與功能之間的相關理論。他用比較解剖學方法研究絕滅動物的化石遺骸,提出災變論
公元1809年 J.-B.de 拉馬克所著《動物哲學》出版。該書系統地論述進化思想,認為用進廢退和獲得性遺傳是物種進化的機制
公元1827年 俄國胚胎學家 К.М.貝爾發表《論哺乳動物卵的起源》,首次准確地描述了哺乳動物的卵。1828、1837年又出版了《動物胚胎學》這是最早的比較胚胎學著作
公元1828年 德國化學家F.沃勒發表《論尿素的人工製成》,第一次用非生命物質為原料合成原來由生物體產生的有機物尿素
公元1830年 中國醫學家王清任著《醫林改錯》。他根據對屍體的觀察,重新繪制臟腑圖,改正中國前人舊說,正確地區分了胸腔、腹腔的部位,指出隔肌之上只有心臟、肺臟;其餘內臟器官均在隔肌之下。記述了氣管、支氣管和細支氣管,糾正了「肺有二十四孔」之誤。提出「靈機記性在腦不在心」,還提出聽覺、視覺、嗅覺均與大腦有密切聯系的看法
公元1831年 英國植物學家R.布朗確認植物細胞內有細胞核
公元1838~1839年 德國植物學家M.J.施萊登和德國動物學家T.A.H.施萬通過先後分別發表《植物發生論》、《動植物結構和生長一致性的顯微研究》共同建立了細胞學說
公元1840年 德國化學家J.李比希所著《化學在農業和植物生理學上的應用》出版,推翻植物的「腐殖質」營養學說,創立礦物質營養學說
公元1848年 德國電生理學家E.H.杜布瓦-雷蒙測定了動物的肌肉與神經處於活動狀態時產生的電流
中國植物學家吳其浚的《植物名實圖考》記述了植物1714種,每物附圖,繪圖精審,有的可據以定科或目。它基本上按李時珍的系統進行分類,不同的是取消苔草類,增加群芳類。是中國19世紀的一部重要植物學專著
公元1849~1859年 法國生理學家C.貝爾納發現並驗證肝臟內的糖原生成作用,血管舒縮神經,胰液消化作用,箭毒與一氧化碳及其他毒物的作用性質,提出「內環境穩定」概念
公元1850年 德國生理學家 H.von亥姆霍茲發現肌肉收縮時形成一種酸(乳酸);測定了神經傳導速度
公元1851~1855年 法國化學家 J.-B.布森戈證實植物中的氮來自土壤中硝酸鹽;而碳源則是大氣中的二氧化碳
公元1852~1855年 德國生物學家R.雷馬克與德國病理學家R.C.菲爾肖分別明確指出細胞分裂的普遍性
公元1857年 法國微生物學家L.巴斯德證實乳酸發酵是由有生命的微生物引起的
公元1858年 德國病理學家R.C.菲爾肖著《細胞病理學》出版,提出了「一切細胞來自細胞」的概念,發展了細胞學說
英國生物學家C.R.達爾文與A.R.華萊 士聯合發表闡述生物進化思想的論文。《論物種形成變種的傾向;兼論自然選擇法所引起的變種和物種的存續》
公元1859年 達爾文所著《物種起源》出版
公元1861年 德國生物學家M.舒爾策證實植物與動物的生活物質和最低等生物的「肉漿」是同一種物質,並統稱之為原生質
公元1861~1864年 L.巴斯德通過實驗駁斥了F.A.普歇所支持的自然發生說
公元1862~1865年 德國植物學家 J.von薩克斯指出澱粉是光合作用的產物,以後又指出葉綠素包含在特殊的小體內(1883年命名為葉綠體)
公元1863年 俄國生理學家 И.М.謝切諾夫證實中腦和大腦里存在著抑制激發脊髓反射的機制——中樞抑制。開創了腦功能的研究
公元1864年 英國解剖學家R.歐文描述了1861年德國巴伐利亞索爾恩霍芬侏羅紀地層里的始祖鳥(Archaeopteryx) 的第一個較完整骨骼化石
公元1865年 奧地利修道士G.J.孟德爾宣讀並於次年發表《植物雜交的試驗》論文,報道他通過豌豆雜交試驗所發現的兩個遺傳規律。後被稱為遺傳學的「孟德爾定律」
公元1866年 德國生物學家E.海克爾所著《形態學概論》出版,在其中首次創用「生態學」一詞。該書還建議把原生植物和原生動物合並為原生生物Drotista,列為植物和動物之間的第三界
公元1869年 瑞士生理化學家J.F.米舍爾首次分離出核素(即核酸)
公元1875年 德國生物學家O.赫特維希指出受精是雄性原核與雌性原核的融合
公元1876年 德國醫生、微生物學家R.科赫發現炭疽病病原體,並創建了細菌的培養技術
公元1877年 德國水生生物學家K.A.默比烏斯提出了生物群落(biocoenosoe) 的概念
公元1879~1884年 德國細胞學家W.弗勒明闡述了動物細胞的有絲分裂過程
德國植物學家E.A.施特拉斯布格闡述了植物細胞有絲分裂過程
公元1880~1885年 L.巴斯德研製出雞霍亂病疫苗、炭疽病疫苗、豬丹毒疫苗、狂犬病疫苗等
公元1882年 R.科赫發現結核桿菌,並證明其傳染性
公元1883年 英國生物統計學家F.戈爾頓論述了人體測量、人口數量及其統計方法。為了有目的地改良人類的遺傳素質,他創建了「優生學」。他也是生物統計的奠基人之一
比利時胚胎學家 E.van貝內登發現馬蛔蟲受精卵的染色體為雌性原核與雄性原核染色體之和;最早發現染色體的減數現象
公元1883~1885年 德國胚胎學家W.魯、E.A.施特拉斯布格、O.赫特維希、A.魏斯曼等提出細胞核或染色體是遺傳物質(種質)的載體的設想
義大利神經解剖及組織學家C.高爾基創建了神經細胞的硝酸銀染色法並提出神經系統的網狀結構學說
公元1884年 俄國微生物學家И.И.梅契尼科夫發現吞噬細胞
公元1886年 德國微生物學家H.黑爾里格爾、H.維爾法特用實驗證明豆科植物能固氮
公元1887年 德國細胞學家T.H.博韋里確認生殖性細胞染色體減數現象的普遍性;提出染色體個體性 (cnromosome in-diviality)學說,導致後來從染色體「行為」來解釋孟德爾所發現的遺傳規律
公元1889年 西班牙神經組織學家S.拉蒙·伊·卡哈爾發現神經細胞的樹突和軸突
公元1890年 德國軍醫 E.A.von貝林發現動物感染某些疾病(如破傷風、白喉)後,其血清可產生相應的抗毒素。開創了醫學上的「血清療法」
公元1890~1897年 荷蘭醫學家C.艾克曼在今印度尼西亞發現腳氣病同食物中缺乏米糠有關,成為研究B族維生素的開始
公元1891年 德國動物學家H.亨金發現染色體配對及其分離的減數分裂過程;觀察到性染色體
德國生物學家H.A.E.德里施發表海膽卵的實驗將發育到兩細胞時期的受精卵依分裂面分開,結果每個分裂球都能發育為完整的、但體形較小的幼體
俄國微生物學家C.H.維諾格拉茨基發現細菌中的化能自養型細菌——硝化細菌
公元1892年 俄國微生物學家Д.И.伊萬諾夫斯基證實煙草花葉病是由病葉的過濾提取液——過濾性病毒感染的
德國動物學家A.魏斯曼所著《種質論》出版,主張種質可以世代連續相傳
公元1896年 德國化學家E.畢希納用無細胞酵母壓出液發酵產生了酒精,首次證明離開活細胞的「釀酶」仍具有活性
公元1897年 德國微生物學家F.A.J.勒夫勒與P.弗羅施證明口蹄疫由一種過濾性病毒引起
公元1898年 中國思想家嚴復的《天演論》出版。《天演論》是英國赫胥黎《進化論與倫理學》一書的意譯,對中國思想界影響很大,介紹了「物競天擇,適者生存」的進化思想
公元1899年 德裔美國生理學家胚胎學家J.勒布在不同時期用不同溶液處理海膽卵,實現完全孤雌發育,得到正常的幼蟲
公元1900年 荷蘭的H.德·弗里斯、德國的C.E.科倫斯和奧地利的 E.von切爾馬克分別重新發現了孟德爾遺傳規律
奧地利免疫學家K.蘭德施泰納發現用不同人血液中的紅細胞和血清作交叉試驗,有時出現紅細胞的凝集現象。次年發現A、B、O三種血型
公元1901年 德·弗里斯的著作《突變論》兩卷於1901~1903年先後出版
公元1902年 英國醫生A.E.加羅德發現黑尿症(現稱苯丙酮尿症)是一種由於代謝途徑異常而致的遺傳性疾病
美國細胞學家C.E.麥克朗提出副染色體(X)決定性別的設想
德國化學家E.H.菲舍爾和另一位德國化學家F.霍夫邁斯特分別提出蛋白質分子結構的肽鍵理論
英國生理學家W.M.貝利斯和E.H.斯塔林提取出「腸促胰液肽」(secre-tin)並命名為「激素」(hormone)
И.П.巴甫洛夫首次提出「條件反射」的概念
公元1902~1903年 德國生化學家A.科塞爾和俄國出生的美國生化學家D.A.列文等從胸腺核酸中分析出胞嘧啶。在此前後(1879~1909)。他們和其他科學家合作分析出核酸的4種鹼基和兩種核糖
公元1902~1904年 美國生物學家、醫生W.S.薩頓和德國生物學家T.H.博韋里提出由於孟德爾式的遺傳同細胞中染色體的行為相平行,所以染色體是遺傳物質基礎的理論
公元1905年 美國細胞學家、胚胎學家、遺傳學家E.B.威爾遜和N.M.史蒂文斯各自獨立地以細胞學上的事實確定染色體同性別的關系。並指出XX為雌性,XY或XO為雄性
公元1906年 英國生理學家C.S.謝靈頓的《神經系統的整合作用》出版,該書系統地闡述了中樞神經系統的整合功能,深入地分析了脊髓的反射機制,提出了神經元和突觸活動的基本概念
公元1907年 丹麥植物學家A.M.盧茨發現四倍體植物
公元1908年 法國外科醫生,器官移植的先驅和實驗生物學家A.卡雷爾在美國成功地在體外培養溫血動物的細胞。此後,組織培養方法應用於生物學研究的許多方面
英國數學家G.H.哈迪和德國醫生W.魏因貝格各自獨立發現,在一個不發生突變、遷移和選擇的無限大的隨機交配群體中,其基因頻率和基因型頻率將代代保持不變,後稱哈迪-魏因貝格定律
公元1909年 丹麥遺傳學家W.L.約翰森提出了「基因」(gene)、「基因型」(genotype)、「表型」(phenotype)等遺傳學的基本概念
公元1910年 美國遺傳學家T.H.摩爾根發現伴性遺傳現象,第一次用實驗證明「基因」坐落在染色體上
公元1911年 出生於波蘭的美國生化學家C.芬克在英國從米糠中分離出具有活性的抗腳氣病的白色晶體,並將這類必需的微量營養物質命名為維生素
公元1912年 英國生化學家F.G.霍普金斯用實驗肯定了維生素的存在,並提出營養缺乏症的概念
德國生化學家O.瓦爾堡證明在細胞中有一種激活氧的呼吸酶,並發現氰化物能抑制這種酶的活性,提出呼吸作用需要鐵參加
公元1914年 美國生化學家E.R.肯德爾分離出純甲狀腺素
公元1915年 T.H.摩爾根和他的學生A.H.斯特蒂文特、C.B.布里奇斯出版了《孟德爾遺傳原理》:用果蠅為材料的大量實驗證明基因在染色體上呈線形排列,發現連鎖和交換現象,補充發展了孟德爾定律
德國化學家R.M.維爾施泰特發現在葉綠素分子中鎂離子間 4個氮原子相連,而氮則分別位於4個閉環的烴鏈上,從而提出了鎂在葉綠素分子中的地位同鐵在血紅素分子中的地位相當
英國微生物學家F.W.特沃特發現溶菌現象。1917年法國出生的加拿大人F.H.德埃雷爾將這種溶菌因素命名為噬菌體
美國營養學家E.V.麥科勒姆發現維生素A,1922年E.V.麥科勒姆等又發現維生素D,並證明其與軟骨病有關。他還把維生素分為水溶性和油溶性兩大類
公元1916年 德國植物學家H.溫克勒發現,番茄同龍葵嫁接後,在切斷處生長出的芽,是四倍體。這是一個用人工方法取得的體細胞異源四倍體(嵌合體)
公元1917年 丹麥植物學家O.溫厄提出。自然界的四倍體植物是由二倍體突變而成的理論
美國遺傳學家 D. F.瓊斯建立了使玉米高產的雙雜交育種法,這是根據1908年美國遺傳學家G.H.沙爾發現的由於自交變弱的品種,通過雜交可以恢復優勢的事實提出來的
公元1918年 ·德國胚胎學家H.施佩曼發現了胚胎誘導作用和在胚胎發育中的「組織者」 (organizer)效應
公元1918~1921年 中國植物學家鍾觀光(1868~1940)用了約四年時間採集植物標本,足跡遍及華北、長江流域及華南的11個省,採得標本約16000餘種,此後,在北京大學建立了用現代科學分類標記的標本館
公元1920年 德國生物學家 J.von於克斯屈爾發表《理論生物學》把環境概念引入生態學
公元1921年 出生於德國,後來到美國的動物學家、遺傳學家R.B.戈德施米特發表關於樺尺蛾(Biston betularia)的「工業黑化」 (instrial melanism)研究的第一篇文章。這是一項持續25年之久的、闡述自然選擇進化理論的研究
奧地利出生的美國生理學家O.勒維在德國用實驗證明,刺激迷走神經後,產生一種使心跳減緩的物質,稱迷走神經物質
中國生物學家秉志(1886~1965)在南京高等師范學校(原東南大學前身)創建中國第一個大學的生物系(不包括外國教會在中國辦的大學)
公元1922年 加拿大生理學家F.G.班廷和C.H.貝斯特提取出純胰島素
中國科學社委託動物學家秉志、植物學家胡先驌和楊銓(杏佛)三人籌建的第一個中國生物學研究機構——中國科學社生物研究所,於1922年8月18日在南京正式成立
公元1923年 阿根廷生理學家B.A.奧塞發現垂體前葉對糖代謝,特別是對糖尿病的影響,第一次發現垂體對激素的控制功能
瑞典物理化學家T.斯韋德貝里創立了第一台超速離心機
美國生化學家E.A.多伊西分離出雌性激素
公元1924年 蘇聯生化學家А.И.奧帕林的《生命起源》出版,提出生命的化學起源學說
波蘭出生的英國生物化學家D.基林發現細胞色素。1927年又提出生物氧化過程電子傳遞的初步設想
公元1925年 美國細胞學家 E. B.威爾遜著《發育和遺傳中的細胞》出版,這是他的《細胞學》(1896)的第三版,但在內容上作了重大修改和充實。該書總結了經典細胞學的研究,並努力在細胞水平上匯合胚胎學和遺傳學
中國生理學家蔡翹發現,在美洲袋鼠的中腦結構上,有一個視覺與眼球運動的功能部位一頂蓋前核,又稱「蔡氏區」
公元1926年 瑞典生化學家A.蒂塞利烏斯同T.斯韋德貝里共同建立電泳法
美國生物化學家J.B.薩姆納第一個取得純酶-尿素酶的結晶,並證明酶的蛋白質本質
T.H.摩爾根的《基因論》出版(1928年修訂)。系統地闡述遺傳學在細胞水平上的基因理論
在英國生理學家、葯理學家H.H.戴爾的建議下,德國葯理學家O.勒維在自己於1921年發現迷走神經物質的基礎上,進一步用毒扁豆鹼抑制乙醯膽鹼酯酶的作用,發現在刺激蛙心迷走神經後,有加強和延長乙醯膽鹼的效果,從而證明乙醯膽鹼是神經傳導的化學遞質。30年代H.H.戴爾作了一系列神經——肌肉的研究,證明乙醯膽鹼是內臟及橫紋肌上神經傳導的化學遞質,對突觸傳遞的化學學說的建立作出了貢獻
公元1927年 英國生態學家C.S.埃爾頓所著《動物生態學》一書出版強調應對種群進行獨立研究。他們的研究工作為種群生態學打下了基礎
美國遺傳學家H.J.馬勒發表了用 X射線照射果蠅的人工誘發突變的實驗報告
公元1928年 中國生物化學家吳憲及其合作者進行了一系列素食與葷食動物的比較研究,證明素食動物在生長、發育等方面差,植物蛋白的營養價值也低於動物蛋白等。他們還編制出中國最早的《食物成分表》
英國微生物學家A.弗萊明發現青黴素的抑菌和殺菌作用
荷蘭出生的美國植物生理學家F.W.溫特首次發現生長素
中國生理學家朱鶴年的研究表明,美洲袋鼠間腦的室旁核具有神經分泌的特徵
奧地利出生的美國生物學家 L.von貝塔蘭菲著的《現代發展理論》和在1932年著的《理論生物學》闡述了一切生物是時空上有限的具有復雜結構的一種自然系統
公元1929年 美國生化學家C.E.科里夫婦發現肌糖原、血乳酸、肝糖原和血糖之間的轉化,後稱科里循環
德國化學家A.布特南特提取出雄性激素的結晶
D. A. 列文發現核酸有脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)之分,但他提出的「四核苷酸結構假說」是錯誤的
德國生化學家C.H.菲斯克、Y.薩巴-羅、K.洛曼從肌肉提取液中分離出ATP,1935年K.洛曼又闡明了ATP的化學結構
中國植物學家李繼侗和殷宏章發現光照改變對光合作用速率的瞬間效應。並得出准確的曲線圖
中國古生物、古人類學家裴文中在北京西南約50公里的周口店龍骨山發現北京猿人第一個頭蓋骨及用火遺跡,對研究人類起源有重大意義。1927年,北平協和醫學院加拿大籍人類學家步達生曾鑒定在該處發現的臼窯化石為一人類新屬,並定名為北京猿人(Sinanthropus pekinensis)
公元1930年 英國遺傳學家、生物統計學家R.A.費希爾的《自然選擇的遺傳原理》一書出版,開始把孟德爾遺傳學與自然選擇理論結合起來
公元1931年 中國生物化學家吳憲提出蛋白質變性現象是由於蛋白質的結構發生了變化,是在蛋白質分子中緊緊纏繞的多肽鏈變為鬆散狀態的結果
公元1932年 德國物理學家M.克諾爾和E.魯斯卡創制了第一台電子顯微鏡模型。1933年魯斯卡改進的模型被認為是現代電子顯微鏡的原型
德國生化學家H.A.克雷布斯同助手K.亨斯萊特發現尿素合成的鳥氨酸循環
美國化學家H.C.尤里發現氘。開始了用重元素同位素標記代謝物,進行生物體內代謝途徑的研究
中國植物生理學家湯佩松發現在植物中細胞色素氧化酶的存在和作用
中國生理學家馮德培在肌肉放熱的研究中,發現了肌肉的「靜息代謝能」因肌肉拉長而增加的現象,被稱為「馮氏效應」。1936~1940年間,他在中國又開創了神經肌肉接頭這一重要研究領域,進行了一系列有關物理、化學反應的研究
公元1933年 美國遺傳學家T.S.佩因特發現果蠅唾腺細胞巨大染色體,為制詳細的染色體圖提供了材料
公元1934年 挪威生化學家J.A.福林發現苯丙酮尿症是由於缺乏苯丙氨酸羥化酶所致
加拿大出生的美國解剖學家R.R.本斯利從豚鼠肝細胞中分離出線粒體,開創了細胞器的研究
公元1935年 德國生化學家G.G.埃姆布登、O.邁爾霍夫和J.K.帕爾納斯等完成闡明糖原酵解過程的全部12個步驟
美國生化學家W.M.斯坦利分離並結晶出煙草花葉病毒
奧地利動物學家、個體生態學家K.Z.洛倫茨發表《痕跡》,發現動物的本能有些是遺傳的,而另一些則是早期生活留下的印痕
英國植物生態學家A.G.坦斯利提出了「生態系統」(Systems Ecology)的概念
匈牙利放射化學家兼生物化學家G.C.de海韋希製得人工放射性磷,開始了用放射性同位素示蹤方法進行生物化學的研究
公元1936年 德國微生物學家M.施萊辛格報道了噬菌體的化學成分約含有等量的蛋白質和DNA
美國化學家A.E.米爾斯基和L.C.波林發展了氫鍵理論,並提出氫鍵在蛋白質結構中起著使多肽鍵形成穩定構形的作用。當變性時,這種氫鍵被破壞,構形也隨之被破壞
公元1937年 俄國血統的美國遺傳學和進化論學家T.多布然斯基發表《遺傳學和物種起源》,把細胞遺傳學同進化論相結合,建立了「綜合進化論」
H.A.克雷布斯在英國提出代謝的公共途徑「檸檬酸循環」設想,1940年H.A.克雷布斯又用實驗作了證實
中國生理學家張錫鈞創立「迷走神經-垂體後葉反射」假說,開辟了神經對垂體內分泌調節作用的研究
公元1940年 英國植物生理學家R.希爾測到離體葉綠體的放氧反應
英籍奧地利裔病理學家H.W.弗洛里和英籍德國裔生化學家E.B.錢恩等成功地制備了濃縮的青黴素提取液
英國生物化學家A.J.P.馬丁和R.L.M.辛格建立色層析法,後來又發展為紙層析法
公元1941年 美籍德國血統的生化學家F.A.李普曼提出了具有高效傳遞化學能的高能磷酸鍵的概念
美國生化遺傳學家G.W.比德爾和生化學家E.L.塔特姆合作,提出「一個基因一個酶」的假說
美國生態學家R.L.林德曼發表了有關「食物鏈效率」和「能量金字塔」的研究報告,促進了生態系統的研究
中國昆蟲學家胡經甫著 6卷本《中國昆蟲名錄》出版。這是他歷時12年採集、研究的結果
公元1942年
㈢ 進化生物學 進化論的理論來源包括幾個方面互相之間有何聯系
生物進化論,簡稱進化論,是生物學最基本的理論之一。進化(Evolution),是指生物在變異、遺傳與自然選擇作用下的演變發展,物種淘汰和物種產生過程。地球上原來無生命,大約在30多億年前,在一定的條件下,形成了原始生命,其後,生物不斷的進化,直至今天世界上存在著170多萬個物種。生物進化論最早是由查爾斯·羅伯特·達爾文提出的,在其名著《物種起源》有詳細的論述。進化論有三大經典證據:比較解剖學、古生物學和胚胎發育重演律。
達爾文(1809~1882)是英國傑出的生物學家,進化論的主要奠基人。達爾文學說是一個龐大的科學體系,但學說的中心是選擇,特別是自然選擇。而自然選擇又是在人工選擇的基礎上建立起來的。
(1)人工選擇學說。他認為,現在的許多家養動物和載培植物,都起源於野生類群。它們在人們有計劃的選擇下,使有益於人類的變異逐漸積累和增強,實際上是個優勝劣汰的過程。這一學說有三個要素:一是有變異存在;二是這種變異能夠遺傳;三是人類對變異可以選擇。三者缺一不可。
(2)自然選擇學說。首先,達爾文認為生物普遍存在著變異。一切生物都有變異特性,世界上沒有兩個完全相同的生物。變異可分為一定變異和不一定變異兩種。所謂一定變異是指同一祖先的後代,在相同的條件下可能產生相似的變異。如氣候的寒暑與毛皮的厚薄,食物的豐匱與個體的大小。所謂不定變異是指來自相同或相似親體的不同個體,在相同或相似條件下所產生的不同變異。如同一白色母羊所生羊羔中,可能有白、黑或其他顏色。同時,達爾文認為生物普遍具有高度的繁殖率與自下而上競爭能力。生物有著繁殖過剩的傾向,但由於食物與空間的限制及其它因素的影響,每種生物只有少數個體能夠發育與繁殖。達爾文還認為:生物在生存競爭中,對生存有利的變異個體被保留下來,而對生存不利的變異個體則被淘汰,這就是自然選擇或適者生存。適應是自然選擇的結果。在自然選擇過程中,只有適者才能生存,但適應對生存也只有相對的意義,一旦生活環境改變,原來的適應就可能變為不適應。最後,達爾文認為:通過自然選擇形成新物種。
近半個世紀以來,由於分子生物學、分子遺傳學和群體遺傳學的興起,結合生物學其他分支學科的新成就,對生物進行化問題,提出了新的見解的見解,即現代達爾文學說,或稱綜合性進貨機理學說。該學說認為生物化是在群體中實現的,其主要論點為:①突變(達爾文所說的不定變異,即基因突變或染色體畸變)。為生物進貨提供了原材料。②基因頻率與遺傳平衡。其因頻率就是該基因在一個種群中的數量。一個種群在一定條件下,後代與親代的基因頻率可保持不變,這種基因各代保持穩定的狀態為遺傳平衡。生物的進化是以種群為單位而實現的。③自然選擇與基因頻率的演變。種群的演變,標志著基因頻率的改變。引起基因頻率的改變主要由於突變和種群間的基因遷移,而這些因素必須在自然選擇的主導作用下才能定向改變種群的基因頻率。④適合度與選擇壓力。適合度是指生物生存和生殖並將基因傳給後代的能力。所謂選擇壓力是指自然選擇作用於某一種群效果的衡量標准。⑤隔離。新物種形成有三個階段:突變→選擇→隔離,由於地理隔離,在自然選擇的作用下形態、習性甚至結構進一步分化,就產生生殖隔離,進而形成新種。
我在加州大學柏克萊分校當物理科學的本科生和生物學的研究生時,我相信所讀課本中每一句話。我知道課本中會有錯字和與事實相違的小錯,我對它們超越證據的哲學觀也有懷疑,但我以為我受的教育大致上是真確的。
可是,當我即將完成細胞及發育生物學 (Cell and Developmental Biology) 博士學位的時候,我發現我所有的課本中,有關生物進化的部分,都有明顯誤導學生之處:就如脊椎動物胚胎非常相似的圖畫,顯示所謂從同一祖先而來的證據。但是身為一位發育生物學家,我知道這些圖是假的。它們不但扭曲了聲稱所代表的胚胎,還故意遺漏了最早期的胚胎,因為它們其實很不一樣。
我對胚胎圖的評價在1997年得到了證實。英國胚胎學家李察森 (Michael Richardson) 與合作者在《解剖與胚胎學》期刊 (Anatomy and Embryology)上發表了一篇論文,比較了課本中的圖畫和真實的胚胎。後來美國前衛的期刊《科學》(Science) 引用了他的話:「看來這成了生物學上最著名的假冒 (fakes)。」
㈣ 進化生物學研究的對象是什麼
進化生物學是研究生物進化的科學,不僅研究生物進化的過程,更重要的是研究進化的原因、機制、速率和方向、以及生物進化與地球關系等。主要內容有進化的起點:研究生命的本質和生命的起源;進化的歷程:研究動植物由低級到高級進化;進化的證據:直接和間接證據;進化的因素:變異、遺傳、選擇和隔離;進化的規律:方向、速度、動力和途徑;物種起源:物種結構 形成方式過程;人類的起源和進化:研究人和動物的本質區別;進化論的進化:介紹進化思想史。
㈤ 首次提出「生物學」這個科學名詞的科學家和創立生物進化論...
【答案】A
【答案解析】試題分析:19世紀初,法國學者拉馬克認為動物和植物都是有生命的物體,首次提出「生物學」一詞,從此,人們才將植物學和動物學統一稱為「生物學」。
達爾文是英國生物學家,進化論的奠基人。在探究生物進化奧秘的過程中,具有重要貢獻,19世紀,他提出了生物進化的自然選擇學說,被恩格斯贊譽為「19世紀自然科學三大發現」之一。
考點:生物學史
㈥ 進化生物學專業知識點總結
進化生物學專業知識總結
第一章 緒論
一、廣義進化:是指事物的變化發展,它包含了宇宙的演化即天體的消長,生物的進化,以及人類的出現和社會的發展。
二、生物進化:生物在於其生存環境相互作用過程中,其遺傳系統隨時間而發生一系列不可逆的改變,並導致相應的表型改變,在大多數情況下這種改變導致生物總體對其生存環境的相對適應。
第二章 生命及其在地球上的起源
一、生命的本質:作為生命實際是由核酸和蛋白質組成的,具有不斷自我更新的能力,以及多方向發生突變並可復制自身的多分子體系。可見,生命就其本質而言也是物質的,它是物質存在和運動的一種形式。
二、生命活動的基本特徵:
1、自我更新:生物體的自我更新是一個具有同化與異化兩種作用的新陳代謝過程。
2、自我復制:生物體內生物大分子的自我復制是生命活動的另一個基本特徵。
3、自我調控:生命是一個復雜的自我調控的開放體系。
4、自我突變:突變常常使一個基因變成它的等位基因,並引起一定的表型變化。
三、熵:所謂熵就是用來表示某個體系混亂程度的物理量。
四、生命起源的過程:
1、從無機小分子生成有機小分子。
2、從有機小分子發展成生物大分子。
3、由生物大分子組成多分子體系。
4、由多分子體系發展成原始生命。
第三章 細胞的起源與進化
一、超循環組織模式:所謂超循環組織就是指由自催化或自我復制的單元組織起來的超級循環系統。
二、階梯式過渡模式:在上述超循環的基礎上,逐漸發展出一個綜合的由非細胞到細胞演化的過渡理論。由原始的化學結構過渡到原始的細胞學說需六個步驟。
1、由不同的小分子聚合為雜聚化合物,這些雜聚化合物是進一步形成生物大分子的材料。
2、從無序的雜聚合物到多核苷酸,分子之間的選擇作用有助於渡過復雜性危機。
3、多核苷酸進一步自組合成為一種較為復雜的分子系統,這時的多核苷酸還沒有成為遺傳載體。
4、蛋白質合成被納入多核苷酸自我復制系統中。
5、分割結構的形成,是細胞演化的關鍵一步。
6、最後一步是原核細胞生命(微生物)的形成。
三、真核細胞的起源途徑:
四、真核細胞起源的意義:
1、為生物性分化和有性生殖打下基礎。
2、推動生物向多細胞化方向發展。
第四章 生物發展史
一、化石的概念及其形成的條件和原因
概念:化石就是經過自然界的作用保存於地層中的古生物遺體、遺物和它們生活的遺跡。 條件原因:1、生物死亡種群的大小。2、生物體組成部分的堅硬程度。3、生物屍體被掩埋的速度。4、掩埋的環境。5、石化的程度和速度。
二、生物界系統發展的規律:
縱觀生物界系統發展的歷史,不難看出生物進化的總趨勢是:進步性、階段性和多樣性。
1、生物進化的進步性,表現出由低級到高級、由簡單到復雜的進化趨勢。
2、生物進化的階段性,生物進化是一個連續發展的過程,在這一過程中又表現出明顯的階段性。
3、生物進化的多樣性,生物在進化過程中,多樣性是不斷增加的,特別是每次重大滅絕之後生物多樣性增加都很迅速。
第五章 生物表型的進化
一、形態結構進化的兩個方向:復雜化和簡化
復雜化和簡化是形態結構進化的兩個主要方向。復雜化是指形態結構由簡單到復雜、由低級到高級的進化方向。進化的結果使形態結構越來越復雜、精密,功能也越來越完善,完成特定功能的效率越來越高。
簡化是由結構復雜化向簡化的一種演變過程。
二、新功能起源的基本方式
1、功能的強化,功能強化按結構水平,分為兩種,即細胞與組織的功能強化和器官的功能強化。
2、功能的擴大:指結構和功能范圍的擴大,某一器官原來僅有一種或少數幾種功能,在進化過程中,該器官的功能得到擴大,由一種功能發展成具備多種功能。
3、功能的更替:指動物在進化過程中,由於環境的改變,原先次要的功能逐漸轉化為主要的功能,隨著功能更替,器官也發生相應的變化。
三、行為的進化:行為在這里主要指動物行為,行為的進化經歷了趨性、發射、本能、低級學習行為、高級學習行為等發展環節,動物越低等,低級行為成分佔的比例越大;反之,動物越高等,高級行為(學習行為)所佔行為總量的比例越高。
四、利他行為的進化
利他行為也稱利他主義,指的是一個個體的行為對接受者帶來好處的同時,對行為完成者帶來損失。利他行為在給行為表達者帶來眼前不利的同時也帶來了親緣選擇的好處,即幫助傳遞自身基因的好處,從而提高了自身內在適合度。利他行為給行為接受者所帶來的最直接的好處就是幫助其提高了存活能力和繁殖後代的能力。
第六章 生物的微觀進化
一、微觀進化:微觀進化是無性繁殖系或種群在遺傳組成上的微小差異導致的微小變化。微觀進化是進化的基礎,多種微觀進化匯集的結果即表現為宏觀進化。
二、種群:種群是隨機互交繁殖的個體集合,又稱為孟德爾種群,種群是有性繁殖的基本單位。
三、基因頻率:是指群體中某一等位基因在該位點上可能出現的基因總數中所佔的比例。
四、基因型頻率:是指某種基因型的個體在群體中所佔的比例。
五、遺傳平衡:指在一個大的隨機交配的群體里,基因頻率和基因型頻率在沒有遷移、突變和選擇等條件下,世代相傳,不發生變化的現象。
六、改變基因頻率的因素
1、突變對基因頻率的影響;2、在選擇作用下基因頻率的變化;3、遷移對基因頻率的影響;
4、遺傳漂變對基因頻率的影響
七、自然選擇的類型
1、正態化選擇;2、單向性選擇;3、分裂性選擇;4、平衡性選擇;5、性選擇
八、自然選擇的意義
1、自然選擇是一個創造性過程。
2、自然選擇是一個決定性過程。
九、適應:生物適應是指生物的形態結構和生理機能與其賴以生存的一定環境條件相適合的現象。
十、適應在進化中的作用
1、適應與種內進化有非常密切的聯系,他可以導致物種分化,使之產生一些新類型。
2、適應必然帶來種的繁殖和物種分布范圍的擴大,同時又因為環境變化的隨機性、不定向性,生物必須及時地對變化了的環境快速適應。
十一、微觀進化在生物進化中的意義
1、生物進化意味著基因頻率的改變。微觀進化正是通過基因頻率的變化積累產生的,這種累積的結果即導致種內進化。
2、微觀進化是生命體保持其連續性所必須的。
3、微觀進化使物種的基因庫更加豐富。
第七章 物種與物種的形成
一、物種:物種是生命存在的基本形式,體現了生物界統一性中的多樣性,連續性中的不連續性,不穩定性中的相對穩定。
二、物種形成的三個基本環節
1、可遺傳的變異是物種形成的原材料。
2、選擇影響物種形成的方向。
3、隔離是物種形成的重要條件。
三、物種形成的方式(詳見課本157頁)
1、漸進的物種形成。2、驟變式的物種形成。
第八章 生物的宏觀進化
一、特化式進化:特化式進化又稱特異適應,是指由於生物對各種不同生活環境的適應,從而出現的多方向的分化,表現在生物體形態結構、生理功能等方面並沒有質的提高和改變,其進化水平屬於同一等級。
二、表型趨異:是指後裔的平均表型相對其祖先表型的偏離。
三、譜系趨異:是指一個單源群內代表不同進化方向的線系之間,因種形成速率和滅絕速率的差異而造成的譜系不對稱性。
四、滅絕的生物學意義
1、滅絕是生物圈在更大的時空范圍內的自我調整,物種滅絕是生物在與環境相互作用的過程中,生物不能適應劇烈變化的環境而必然付出的代價。
2、滅絕對生物進化具有巨大的推動作用。滅絕在無情地將原有的一些適應類型推向滅亡的同時。又為嶄新的適應類型的誕生創造了機遇。
第九章 生物遺傳系統的進化
一、染色體數目的的進化與增減途徑
1、染色體數目的進化:染色體的數目具有種屬特異性,這種種屬特異性是進化的結果。染色體數目的變化有的表現為數目的增加,有的表現為數目的減少。前者如普通小麥的起源,後者如果蠅屬中染色體數目的進化。
2、染色體增減的途徑:一種是基本染色體組整倍的增減,形成整倍體;一種是染色體組內個別染色體的增減,使細胞內染色體的數目不成基數的完整倍數,導致非整倍體的產生。
二、染色體結構的改變及改變途徑
染色體結構的改變一方面是由於外界因子作用的結果,另一方面也可由生物體自身的生理生化過程、代謝失調、衰老以及物種間雜交等因素造成。改變途徑主要有缺失、重復、倒位和易位等。
三、新基因的起源
在進化中,一方面基因可獲得新的功能,另一方面又可有新的基因產生。形成新基因的常見途徑是基因重復、另外還有基因延長和外顯子改組。
四、結構域與進化
蛋白質中的域是蛋白質分子內的一些特定的區域,他們往往有相當明顯的邊界。具有特定功能的域稱為功能域,而三維結構上穩定且緻密的域稱為結構域。由於結構域是蛋白質的一種結構單位,有時還是一種功能單位,所以,他們就有可能作為不同蛋白質的模塊,即可在不同的蛋白質中存在並發揮其作用。結構域是研究進化的好素材。
第十章 分子進化和分子系統學
一、分子進化的特點
1、分子進化速率的恆定性。2、分子進化的保守性。
二、分子進化保守性的體現
1、生物大分子在進化過程中結構上的變化速率較慢,氨基酸的平均變化速率為10-9數量級。
2、生物大分子內部功能區結構變化較慢,而且功能越重要的區域變化速率越慢。
3、蛋白質中某些氨基酸或核苷酸的變化速率較慢,越重要的氨基酸變化越慢。
4、結構和化學性質相近的氨基酸之間的替換,比結構和化學性質不同的的氨基酸之間的替換更容易發生。
三、分子進化的中性突變理論
其主要觀點是分子水平上的進化大都不是通過達爾文的自然選擇,而是由選擇中性或近中性突變基因的隨機固定實現的。
中性突變理論的本質是分子突變從嚴格的意義上講是選擇中性的,即對生物本身來講既無利也無害,他的命運幾乎取決於遺傳上的隨機固定,所以在分子進化的過程中,突變壓和隨機固定起著重要作用。只有進一步導致形態和生理上的差異後自然選擇才能發揮作用。
四、分子系統樹的概念
生物大分子的進化速率是相當恆定的,它的變化量應該和該分子所經歷的時間呈正相關,即生物大分子的改變是進化時間的函數,其數學表達式為:Kaa=Kaa/2T.由此式可以看出,不同生物的某一同源大分子之間的差異與所比較的生物從共同祖先分歧後的時間呈正比。由此可以確定不同生物在進化過程中的地位、分歧時間以及親緣關系,建立該分子的系統樹。
第十一章 人類起源與進化
一、人類的雙重屬性
人類是生物界進化發展的結果,是自然界的產物,因而人類不可避免地具有自然屬性,即人的生物學屬性。另一方面,人的社會進化始終伴隨著人類的生物學進化。因此,人類又表現出社會性的一面,人屬於一定的社會或一定的文化系統。人的社會屬性和生物學屬性產生兩種不同的人的概念,即社會人的概念和自然人的概念。
二、從猿到人體質形態和行為特徵的主要變化
人類起源於猿類,經過一系列中間過渡類型演變成現代人。在這一過程中,人類的體質形態和行為特徵等方面發生了很大的變化。這些變化主要表現在身體結構的改變、前後肢分工、直立行走、使用和製造工具、語言的產生以及智力的產生和發展。
三、人類起源發展的幾個階段
南方古猿階段、能人階段、直立人階段、智人階段
㈦ 達爾文什麼時間提出了生物進化論
達爾文進化論是19世紀中葉後期,達爾文創立了科學的生物進化學說,以自然選擇為核心,第一次對整個生物界的發生、發展,作出了唯物的、規律性的解釋,推翻了特創論等唯心主義及形而上學在生物學中的統治地位,使生物學發生了一個革命變革。除了生物學外,他的理論對人類學、心理學及哲學的發展都有不容忽視的影響。
㈧ 請介紹下進化生物學evolutionary biology
研究生物進化過程和生物群落特徵的綜合學科,包括生態學、行為學和分類學等。
進化生物學是生物學最基本的理論之一,由查爾斯·達爾文提出的進化論。他第一次提出自然選擇是進化的一個機制。研究一個物種的進化歷史以及他與其它物種間的關系的學科叫做系統分類學(phylogeny)。研究生物進化史的方法很多,例如現在使用分析生物高聚物例如DNA序列和蛋白質序列的方法,以及在通過與古生物學化石的比較進行研究。生物學家通過很多方法來分析生物進化的關系,包括利用分子生物學建立親緣關系樹,利用動植物種類史、表現型分類法和遺傳分類學等等。就目前生物學家所了解的生物進化的主要事件,已經總結成生物進化時間表。
㈨ 進化理論是在什麼時候得到學界的普遍認同的
進化理論在20世紀初得到學界的普遍認同的。
進化論簡介:
定義
進化論,又稱演化論(theory of evolution)。是指關於生物由低級到高級,由簡單到復雜逐步演變過程的學說。隨著進化論的發展,產生了現代綜合進化論,而當今演化學絕大部分以查爾斯·羅伯特·達文的演化論為主軸。進化論已為當代生物學的核心思想之一。其進化論有三大經典證據:比較解剖學、古生物學和胚胎發育重演律。 進化論除了作為生物學的重要分支得到重視和發展外,其思想和原理在其它學術領域也得到廣泛的應用,並形成許多新興交叉學科,如演化金融學、演化證券學、演化經濟學等。
達爾文理論
1858年7月1日C.R.達爾文與A.R.華萊士在倫敦林奈學會上宣讀了關於進化論的論文。後人稱他們的自然選擇學說為達爾文·華萊士學說。
主要觀點
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達爾文在1859年出版的《物種起源》一書中系統地闡述了他的進化學說。達爾文自己把《物種起源》稱為「一部長篇爭辯」,它論證了兩個問題:
第一,物種是可變的,生物是進化的。當時絕大部分讀了《物種起源》的生物學家都很快地接受了這個事實,進化論從此取代神創論,成為生物學研究的基石。即使是在當時,有關生物是否進化的辯論,也主要是在生物學家和基督教傳道士之間,而不是在生物學界內部進行的。
第二,自然選擇是生物進化的動力。生物都有繁殖過盛的傾向,而生存空間和食物是有限的,所以生物必須「為生存而斗爭」。在同一種群中的個體存在著變異,那些具有能適應環境的有利變異的個體將存活下來,並繁殖後代,不具有有利變異的個體就被淘汰。如果自然條件的變化是有方向的,則在歷史過程中,經過長期的自然選擇,微小的變異就得到積累而成為顯著的變異。由此可能導致亞種和新種的形成。
理論缺陷
一般對進化論的批判在於認為其缺乏足夠的化石證據解釋不同物種之間的「過渡」,但事實上最大的瓶頸卻是以實驗實際重現一次復雜動物或植物的進化。
理論上,若鳥類為爬行動物進化而來,從爬行動物至鳥類必然出現「過
進化樹
渡物種」,但爬行動物為冷血動物,鳥類的體溫卻常維持比一般生物更高的溫度,中間的過渡物種如何平衡這樣的生理差異,尚不得而知,藉由目前已發現大量的過渡物種化石,及孔夫子鳥和其他發現的化石證據顯示不但鳥類和恐龍曾經並存很長一段時間,且有部分恐龍是溫血動物,有種解釋是鳥類和恐龍的祖先是在更早的時間點就進化出溫血機制的蜥蜴(過渡物種),再藉由這種溫血蜥蜴進化出部分溫血的恐龍而後進化出鳥類。諸如此類的「進化先後」及「過渡物種」的問題有很多,且大部分沒有得到解決。主要原因在於大部分寓言中的過渡物種都沒有找到化石,包括與人類祖先關系密切的南猿和古猿及古類人猿和直立行走的猿人之間的過渡化石。
根據模擬,生物進化中由「有機物到單細胞原核生物」和由「簡單的多細胞生物到復雜的進行了細胞分化的多細胞生物」兩個瓶頸難以被突破。而且,有一篇研究報告《生物沒有時間等待》指出,撇開這兩大問題不談。由單細胞生物開始以「基因的有利突變」方式進化至比靈長類低的生命形式需要進120億年的時間,所以此報告認為進化過程不可能是則地球上全部完成的,這個觀點因「現代綜合進化論」的遺傳應用的根本缺陷而產生,否定獲得性狀可以遺傳的「現代綜合進化論」無法解釋一致性持續突變及相關的進化速率問題。
由於達爾文的經典進化論具有極大的局限性,二十世紀的科學家對達爾文進化論進行了大刀闊斧的增加與修改,逐漸形成了現代進化論體系。
孟德爾理論
1865年奧地利植物學家G.J.孟德爾從豌豆的雜交實驗中得出了顆粒遺傳的正確結
論。他證明遺傳物質不融合,在繁殖傳代的過程中,可以發生分離和重新組合。
20世紀初遺傳學建立,T.H.摩爾根等人進而建立了染色體遺傳學說,全面揭示了遺傳的基本規律。但把遺傳學說用在進化論上,會導向種族、血統決定論,所以當時大多數遺傳學家,都反對含有進化意義的達爾文自然選擇學說(摩爾根反對的是達爾文的性選擇學說Sexual selection)。確實,孟德爾的理論對達爾文進化論來說是一種很大的挑戰。
現代理論
20世紀20~30年代首先由R.A.費希爾、S.賴特和J.B.S.霍爾丹等人將生物統計學與孟德爾的顆粒遺傳理論相結合,重新解釋了達爾文的自然選擇學說,形成了群體遺傳學。
以後C.C.切特韋里科夫、T.多布然斯基、J.赫胥黎、E.邁爾、F.J.阿亞拉、G.L.斯特賓斯、G.G.辛普森和J.W.瓦倫丁等人又根據染色體遺傳學說、群體遺傳學、物種的概念以及古生物學和分子生物學的許多學科知識,發展了達爾文學說,建立了現代綜合進化論。
現代綜合進化論徹底否定獲得性狀的遺傳,強調進化的漸進性,認為進化是群體而不是個體的現象,並重新肯定了自然選擇的壓倒一切的重要性,繼承和發展了達爾文進化學說。
現代進化理論認為,進化是生物種群中實現的,而突變、選擇、和隔離是生物進化和物種形成過程中的三個基本環節。
根據新的觀察發現,遺傳變異來源於DNA損傷,而DNA損傷修復中有一種直接跨過DNA損傷進行合成的特殊的DNA聚合酶被稱為跨損傷合成聚合酶,如果修復中DNA遺傳信息產生變異,則必然與此酶蛋白遺傳信息相關。
遺傳與變異是矛與盾的對立面,遺傳存在於DNA復制,屬於遺傳復制經驗總結的中心法則不能越界論定變異方面的如DNA損傷中蛋白質信息逆傳遞問題,「現代綜合進化論」對獲得性狀遺傳的「徹底否定」不成立。與環境適應性相關的進化速率的漸進與躍變、進化的群體性等各方面,更符合生物史地質史的是獲得性狀可以遺傳的拉馬克進化觀。
進化論經過多年的發展,逐漸形成了較為成熟的現代生物進化理論。
其主要內容如下:
種群是生物進化的基本單位
所謂種群,是指生活在同一地點的同種生物的一群個體。例如,一個池塘中的全部鯉魚是一個種群,一片草地的所有蒲公英也是一個種群。種群中的個體並不是機械地集合在一起,而是彼此可以交配,並通過繁殖將各自的基因傳遞給後代。因此,種群也是生物繁殖的基本單位。
一個種群所含有的全部基因,叫做這個種群的基因庫。每一個種群都有它自己的基因庫,種群中的個體一代一代地死亡,但基因庫卻在代代相傳的過程中保持和發展。
種群中每個個體所含有的基因,只是種群基因庫的一個組成部分。不同的基因在種群基因庫中所佔的比例是不同的。某種基因在某個種群中出現的比例,叫做基因頻率。怎樣才能知道某種基因的基因頻率呢?這往往要通過抽樣調查的方法來獲得。
突變和基因重組產生進化的原材料
從達爾文的自然選擇學說可以看出,生物在繁衍後代的過程中,會產生各種各樣可遺傳的變異,這些可遺傳的變異是生物進化的原材料。現代遺傳學的研究表明,可遺傳的變異主要來自突變(廣義的突變包括基因突變和染色體變異)和基因重組。
自然選擇決定生物進化的方向
種群中產生的變異是不定向的,經過長期的自然選擇,其中的不利變異被不斷淘汰,有利變異則逐漸積累,從而使種群的基因頻率發生定向改變,導致生物朝著一定的方向緩慢地進化。因此,生物進化的方向是由自然選擇決定的。
除了自然選擇以外,還有一些因素也會影響基因頻率的變化。例如,在一個種群中,某種基因的頻率為2%,如果這個種群有50萬個個體,含這種基因的個體就有1萬個。如果這個種群只有50個個體,那麼就只有1個個體具有這種基因。在這種情況下,可能會由於這個個體偶然死亡或沒有交配,而使這種基因在種群中消失。這種現象叫做遺傳漂變。一般種群越小,遺傳漂變越顯著。又如,在一個種群中,如果含有A基因的個體比含有a基因的個體更多地遷移到另一個地區,那麼,這個種群中A基因和a基因的頻率就會發生相應的變化。可見,遺傳漂變和遷移也是造成種群基因頻率發生變化的重要原因。
隔離導致新物種的形成
曼徹斯特地區的樺尺蠖,雖然種群基因頻率發生了很大的變化,但是並沒有形成新的物種。那麼,什麼是物種,新的物種是怎樣形成的呢?
在自然界中,新物種的形成要有隔離的存在。隔離就是將一個種群分隔成許多個小種群,使彼此之間不能交配,這樣,不同的種群就會向不同的方向發展,才有可能形成不同的物種。隔離的種類很多,常見的有地理隔離和生殖隔離。
地理隔離是指分布在不同自然區域的種群,由於高山、河流、沙漠等地理上的障礙,使彼此間無法相遇而不能交配。
例如,東北虎和華南虎分別生活在我國的東北地區和華南地區,這兩個地區之間的遼闊地帶就起到了地理隔離的作用。經過長期的地理隔離,這兩個種群之間產生了明顯的差異(如圖),成為兩個不同的虎亞種。
生殖隔離是指種群間的個體不能自由交配,或者交配後不能產生出可育後代的現象。
生殖隔離的形式很多。如動物因求偶方式、繁殖期不同,植物因開花季節、花的形態不同,而造成的不能交配都是生殖隔離。有些生物雖然能夠交配,但胚胎在發育的早期就會死去,或產生的雜種後代沒有生殖能力,如馬和驢雜交產生的後代騾就是這樣,這些也是生殖隔離。這就是說,不同物種的個體之間存在著生殖隔離。
共同進化和生物多樣性的形成
不同物種之間、生物與無機環境之間在相互影響中不斷進化和發展,這就是共同進化。
例如,某種蘭花與吸食花蜜的蛾類的結構相適應;獵豹與斑馬、狼與羊等捕食者與被捕食者之間存在相互選擇的關系。
㈩ 進化生物學的介紹
進化生物學(evolutionary biology) 研究生物進化過程和生物群落特徵的綜合學科,包括生態學、行為學和分類學等。進化生物學是生物學最基本的理論之一,由查爾斯·達爾文提出的進化論。他第一次提出自然選擇是進化的一個機制。進化生物學,包括進化遺傳學、進化基因組學(evolutional genomics),進化論是實驗生物學的理論依據,基於系統論的生物系統泛進化論建立系統生物學的理論基礎,遺傳學與基因組研究是進化生物學的方法體系,尤其是系統遺傳學開創了對基因組自組織進化與生物體發育自組織化及其相互關系的細胞發生系統動力學研究,為進化生物學的發展開拓了新的途徑。