⑴ 生物進化論
進化論是用來解釋生物在世代與世代之間具有變異現象的一套理論,從古希臘時期起就曾經出現一些零星的思想,而當今進化學絕大部分以查爾斯·羅伯特·達爾文的進化論為主軸,在著《物種起源》時有詳細的論述,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。
定義進化論,又稱演化論。是指關於生物由無生命到有生命,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·達爾文的演化論為主軸,已為當代生物學的核心思想之一。
早期物種理論達爾文之前生物變化思想的發展和關於萬物互相轉化和演變的自然觀可以追溯到人類文明的早期。
例如,中國《易經》中的陰陽、八卦說,把自然界還原為天、地、雷、風、水、火、山、澤八種基本現象,並試圖用「陰陽」、「八卦」來解釋物質世界復雜變化的規律。
古希臘阿那克西曼德(約公元前6世紀)認為生命最初由海中軟泥產生,原始的水生生物經過蛻變(類似昆蟲幼蟲的蛻皮)而變為陸地生物。宗教學特創論中世紀的西方,基督教聖經把世界萬物描寫成上帝的特殊創造物。這就是所謂特創論。與特創論相伴隨的目的論則認為自然界的安排是有目的性的,「貓被創造出來是為了吃老鼠,老鼠被創造出來是為了給貓吃,而整個自然界被創造出來是為了證明造物主的智慧」。不變論從15世紀後半葉的文藝復興到18世紀,是近代自然科學形成和發展的時期。這個時期在科學界占統治地位的觀點是不變論。當時這種觀點被牛頓和C.v林奈表達為科學的規律:地球由於所謂第一推動力而運轉起來,以後就永遠不變地運動下去,生物種原來是這樣,現在和將來也是這樣。活力論到了18世紀下半葉,I.康德的天體論首先在不變論自然觀上打開了第一個缺口;隨後,轉變論的自然觀就在自然科學各領域中逐漸形成。這個時期的一些生物學家,往往在兩種思想觀點中入門徬徨。
例如林奈晚年在其《自然系統》一書中刪去了物種不變的詞句;法國生物學家G.-L.d e布豐雖然把轉變論帶進了生物學 ,但他一生都在轉變論和不變論之間徘徊。J.-B.d e拉馬克在1809年出版的《動物哲學》一書中詳細闡述了他的生物轉變論觀點,並且始終沒有動搖。
18世紀末—19世紀後期,大多數動植物學家都沒有認真地研究生物進化,而且偏離了古希臘唯物主義傳統,墜入唯心主義。
「活力論」雖然承認生物種可以轉變,但把進化原因歸於非物質的內在力量,認為是生物的「內部的力量」即活力驅動著生物的進化,使之越來越復雜完善。但活力論缺乏實際的證據,是一種唯心的臆測。拉馬克主義拉馬克主義,又稱用進廢退論,在活力論的影響下,最有名的活力論者就是法國生物學家拉馬克。19世紀後期出現的終極目的論或直生論,認為生物進化有一個既定的路線和方向而不論外界環境如何變化。後人把拉馬克對生物進化的看法稱為拉馬克學說或拉馬克主義,其主要觀點是:
(1)物種是可變的,物種是由變異的個體組成的群體。
(2)在自然界的生物中存在著由簡單到復雜的一系列等級(階梯),生物本身存在著一種內在的「意志力量」驅動著生物由低的等級向較高的等級發展變化。
(3)生物對環境有巨大的適應能力;環境的變化會引起生物的變化,生物會由此改進其適應;環境的多樣化是生物多化的根本原因。
(4)環境的改變會引起動物習性的改變,習性的改變會使某些器官經常使用而得到發展,另一些器官不使用而退化;在環境影響下所發生的定向變異,即後天獲得的性狀,能夠遺傳。如果環境朝一定的方向改變,由於器官的用進廢退和獲得性遺傳,微小的變異逐漸積累,終於使生物發生了進化。
拉馬克學說中的內在意志帶有唯心論色彩;後天獲得性則多屬於表型變異,現代遺傳學已證明它是不能遺傳的。
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
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。
生物都有繁殖過剩的傾向,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。孟德爾定律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。這本應彌補達爾文學說的缺陷,有助於進化論的發展;但當時大多數遺傳學家,都反對達爾文的自然選擇學說(摩爾根反對的是達爾文的性選擇學說Sexual selection)。缺陷達爾文的進化理論,從生物與環境相互作用的觀點出發,認為生物的變異、遺傳和自然選擇作用能導致生物的適應性改變。它由於有充分的科學事實作根據,所以能經受住時間的考驗,百餘年來在學術界產生了深遠的影響。但達爾文的進化理論還存在著若干明顯的弱點:
①他的自然選擇原理是建立在當時流行的「融合遺傳」假說之上的。按照融合遺傳的概念 ,父、母親體的遺傳物質可以像血液那樣發生融合;這樣任何新產生的變異經過若干世代的融合就會消失,變異又怎能積累、自然選擇又怎能發揮作用呢。
②達爾文過分強調了生物進化的漸變性;他深信「自然界無跳躍」,用「中間類型絕滅」和「化石記錄不全」來解釋古生物資料所顯示的跳躍性進化。
傳統進化論的這種觀點近年正越來越受到間斷平衡論者和新災變論者的猛烈批評。
當時的生物學家對接受這一點猶豫不決,因為自然選擇學說在當時存在著三大困難。
第一:缺少過渡型化石
達爾文
按照自然選擇學說,生物進化是一個在環境的選擇下,逐漸地發生改變的過程,因此在舊種和新種之間,在舊類和新類之間,應該存在過渡形態,而這只能在化石中尋找。在當時已發現的化石標本中,找不到一具可視為過渡型的。達爾文認為這是由於化石記錄不完全,並相信進一步的尋找將會發現一些過渡型化石。確實地,在《物種起源》發表兩年後,從爬行類到鳥類的過渡型始祖鳥出土了,以後各種各樣的過渡型化石紛紛被發現,最著名的莫過於從猿到人的猿人化石。在現在被稱為過渡型的化石已有上千種,但是與已知的幾百萬種化石相比,仍然顯得非常稀少。這有兩方面的原因。一方面,生物化石都是偶然形成的,因此化石記錄必然非常不完全;另一方面,按照現在流行的「間斷平衡」假說,生物在進化時,往往是在很長時間的穩定之後,在短時間內完成向新種的進化,因此過渡形態更加難以形成化石。
第二:地球的年齡問題
既然自然選擇學說認為生物進化是一個逐漸改變的過程,它就需要無比漫長的時間。達爾文認為這個過程至少需要幾億、十幾億年。但是當時物理學界的泰斗威廉·湯姆遜(即開爾文勛爵,一個神創論者)用熱力學的方法證明地球只有一億年的歷史,而只有最近的最多兩千萬年地球才冷卻到能夠讓生命生存。對於物理學家的挑戰,達爾文無法反擊,只能說「我確信有一天世界將被發現比湯姆遜所計算而得的還要古老」。我們今天已知道達爾文是對的,而湯姆遜算錯了,現在的地質學界公認地球有四十幾億年的歷史,而至少在三十億年前生命就已誕生。但是在當時,在地球的年齡問題上,人們顯然更傾向於相信物理學權威。
第三:無法解釋自然選擇
達爾文找不到一個合理的遺傳機理來解釋自然選擇。當時的生物學界普遍相信所謂「融合遺傳」:父方和母方的性狀融合在一起遺傳給子代。這似乎是很顯然的,白人和黑人結婚生的子女的膚色總是介於黑白之間。湯姆遜的學生、蘇格蘭工程師簡金(F. Jenkin) 據此指出:一個優良的變異會很快地被眾多劣等的變異融合、稀釋掉,而無法象自然選擇學說所說的那樣在後代保存、擴散開來,就象一個白人到一個非洲黑人部落結婚生子,幾代以後他的後代就會完全變成了黑人。達爾文雖然從動植物培養中知道一個優良的性狀是可以被保留下來的,但是他沒有一套合理的遺傳理論來反駁簡金。達爾文被迫做出讓步,承認用進廢退的拉馬克主義也是成立的,可以用來補充自然選擇學說。
事實上,在達爾文逝世(1882年)前後,生物學界普遍接受拉馬克主義,而懷疑自然選擇學說。
如果達爾文知道奧地利遺傳學家孟德爾的實驗,就不會在遺傳問題上陷入絕境了。孟德爾在1865年就已經發現了基因的分離定律和獨立分配定律。生物遺傳並不融合,而是以基因為單位分離地傳遞,隨機地組合。因此,只要群體足夠大,在沒有外來因素(比如自然選擇)的影響時,一個遺傳性狀就不會消失(膚色的融合是幾對基因作用下的表面現象)。在自然選擇的作用下,一個優良的基因能夠增加其在群體中的頻率,並逐漸擴散到整個群體。
很顯然,孟德爾主義正是達爾文所需要的遺傳理論。可惜,孟德爾的發現被當時的科學界完全忽視了。具有諷刺意味的是,當孟德爾主義在1900年被重新發現時,遺傳學家們卻認為它宣告了達爾文主義的死亡,在他們看來,隨機的基因突變,而不是自然選擇,才是生物進化的真正動力。只有一些在野外觀察動植物行為的生物統計學家仍然信奉達爾文主義,因為他們所觀察到的生物對環境的奇妙適應性,是無法用隨機的突變來解釋的。
現代綜合進化學說定義現代綜合進化論(Modern Synthetic Theory of Evolution),又稱現代達爾文主義,或新達爾文主義。將達爾文的自然選擇學說與現代遺傳學、古生物學以及其他學科的有關成就綜合起來,用以說明生物進化、發展的理論。起因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,曾經不得而知,目前已發現大量的過渡物種化石,藉由孔夫子鳥及其他近期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,目前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。
目前確實沒有任何方法可以在短時間內進行任何微進化以外的動植物進化實驗,若是可以則進化論的體系將趨於完整,目前在證據上算是充分證明物種會進化,但沒有直接的證據。
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。形成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。現代進化論觀點1.種群是生物進化的基本單位
生物進化的基本單位是種群,不是個體。種群是指生活在同一區域內的同種生物個體的總和。一個物種通常包括許多分布在不同地點的種群。每個種群中的個體具有基本相同的遺傳基礎,但也存在一定的個體差異,所以種群一般具有雜種性,雜種性的存在意味著等位基因的存在。一個種群中能進行生殖的生物個體所含有的全部基因,稱為種群的基因庫。其中某一基因在它的群補等位基因中所佔的比率,稱為基因頻率。
種群的基因頻率若保持相對穩定,則該種群的基因型也保持穩定。但在自然界中種群基因頻率的改變是不可避免的,於是基因型也逐漸變化。
2.突變為生物進化提供材料
突變引起的基因頻率的改變時普遍存在的。誠然,突變發生的自然頻率是相當低的,但是,種群是由大量的個體組成,每個個體具有成千上萬基因,這樣,每一代都會產生大量的變異。
突變的結果可形成多種多樣的基因型,是種群出現大量可遺傳變異。這些變異是隨機性的,不定向的,能為生物進化提供原料。
3.自然選擇主導著進化的方向
突變的方向是不確定性的,但一旦產生,就在自然界中受到選擇的作用。自然選擇不斷淘汰不適應環境的類型,從而定向地改變種群中的基因頻率向適應環境的方向演化。
自然選擇不斷地調整著生物與環境的關系,定向地改變種群的基因頻率。那麼,自然界又如何將改變了的基因頻率在種群中相對固定下來,進而形成新的適應於環境的生物類型呢?
4.隔離是物種形成的必要條件
隔離使不同物種之間停止了基因交流,一個種群中所發生的突變不會擴散到另一個種群中去,使不同的種群朝不同的方向演化。隔離一般分為地理隔離和生殖隔離兩類。地理隔離是由於某些地理障礙而發生的。大河、大山、沙漠、海峽和遠距離都能將種群阻隔開來,使他們之間彼此不能往來接觸,失去了交配的機會。長期的地理隔離使兩個種群分別接觸不同的環境,各自積累了變異。另一方面,長期的地理隔離使相互分開的種群斷絕了基因交流,結果導致了生殖隔離。生殖隔離是指進行有性生殖的生物彼此之間不能雜交或雜交不育。生殖隔離又可分為受精前的生殖隔離和受精後的生殖隔離。生殖隔離一旦形成,原來的一個物種的種群就變成兩個物種的種群了。
編輯本段進化的形式從進化的觀點看,同時生存的不同生物種在時間的向度上可以回溯到一個共同
進化論
祖先。因此,按照祖裔關系可以將現時生存的和曾經生存過的生物相互聯結起來,這種表示祖裔關系的生物進化系統稱為種系發生。生物的種系發生可以形象地表示為一棵樹:如果從樹根到樹頂代表時間向度,主幹代表共同祖先,大小分枝代表相互關聯的進化線系,這就構成所謂種系發生樹或進化樹。所謂進化型式就是進化在時間與空間上的特徵,也就是種系發生的特徵,具體表現在進化樹的形態上:枝乾的延續和分枝方式、樹乾的傾斜方向和在空間上的配置、樹乾的中斷等等,它代表著種系發生中線系進化、種形成、絕滅等方面的特徵。
在譜系進化中有兩種性質不同的進化改變。一是形態結構及其功能由簡單、相對不完善到復雜和相對完善的前進性(進步的)改變,稱之為前進進化;前進進化的結果是造成生物的等級從低級到高級。另一種進化改變是線系分枝,叫做分枝進化;分枝進化的結果是產生新的分類單元和生物歧異度的增長。廣義的前進進化包括除分枝進化以外的各種進化改變,既包括前進的(進步的)進化改變,也包括非前進的甚至退化的改變。既無前進進化,又無分枝進化的情況稱為停滯進化,如活化石之類的情況。適應輻射在相對較短的地質時間內,從一個線系分枝出許多歧異的分類單元,叫做輻射。由於輻射分枝通常是向不同的方向適應進化的,所以又稱為適應輻射。趨同進化不同的線系各自獨立地進化出相似的特徵叫做「趨同進化」,簡稱「趨同進化」。形態結構的進化趨同往往是由於功能的相似,而功能的相似又往往是由於適應於相似的環境。平行進化(簡稱平行)是指兩個或多個有共同祖先的線系,在其祖先遺傳的基礎上分別獨立進化出相似的特徵。通常平行與趨同不易區分,一般說來平行進化既涉及同功又涉及同源;假若後裔間的相似程度大於各自的祖先之間的相似程度則可稱為趨同,若後裔之間的相似程度與其祖先之間的相似程度差不多則可稱為平行。大進化的模式 ①漸變模式。認為形態進化速度多少是恆定的、勻速的,形態進化是逐漸的;形態改變主要是線系進化造成的,大多發生在種的生存期間,與種形成無關,種形成(線系分枝)本身只是增加新的進化方向。②間斷模式。認為形態進化速度是不恆定、非勻速的,快速的「跳躍」與長期的停頓相交替,即在種形成期間進化加速,種形成後保持相對的穩定。進化的形態改變與種形成相關聯,即大部分形態改變是發生在相對較短的種形成時期,在可能長達數百萬年的種生存期內不會發生顯著的形態改變。兩種模式各有一些有利於自己的證據,但這些證據本身還需進一步研究才能證實。進化速率單位時間內生物進化改變數。衡量進化速率必須確定兩個尺度:時間尺度和進化改變數的尺度。時間尺度有兩種,即絕對地質時間和相對地質時間,一般應使用絕對時間尺度;只在不得已時,才使用相對時間尺度。進化趨勢從長的時間尺度來看生物進化呈某種方向性,但這並非說自然界存在著既定的進化軌道,這里說的方向性是統計學的趨向。因此,進化趨勢是任何因素(包括隨機的非隨機的因素)所造成的進化的統計學趨勢。小進化趨勢小進化趨勢是指在生物種的自然群體之內,自然選擇作用所造成的表型進化改變的趨向性。這種進化趨勢通常是適應局部環境的結果,進化改變發生在線系之內,所以也可稱之為線系進化趨勢,表現為線系在時間-進化改變坐標系內的傾斜。大進化趨勢大進化趨勢是指在種系發生中線系分枝的主體的趨向性。大進化趨勢發生在種以上的分類單元的譜系進化中,所以又可以稱為譜系進化趨勢,表現為譜系中的偏斜。為解釋大進化趨勢發生的原因,不少學者提出過種種假說,但由於缺乏證據,能夠成立或有說服力的還很少見。進化是生物逐漸演變向前發展的過程。在這個過程中,生物由低級發展到高級,由簡單發展到復雜。今天地球上的各種生物,極少是和遠古時代的祖先一模一樣的。同樣,在未來,各種生物又會和今天不同,這就是進化的結果。進化的過程是極其緩慢的,要經過長期的自然選擇逐漸地演化。除了由低等進化到高等外,生物的種類也不斷地增多。今天的物種遠比5億年前的物種多得多,今後還會不斷地增加。
⑵ 生物的進化在科學界都有哪些理論
1、拉馬克的獲得性狀遺傳學說
1809年發表了《動物哲學》一書,系統地闡述了他的進化理論,即通常所稱的拉馬克學說。書中提出了用進廢退與獲得性遺傳兩個法則,並認為這既是生物產生變異的原因,又是適應環境的過程。
2、達爾文的自然選擇學說
查爾斯·羅伯特·達爾文,英國生物學家,進化論的奠基人。曾經乘坐貝格爾號艦作了歷時5年的環球航行,對動植物和地質結構等進行了大量的觀察和採集。出版《物種起源》,提出了生物進化論學說,從而摧毀了各種唯心的神造論以及物種不變論。
3、直生論
直生論一種反對自然選擇學說的進化理論。主張生物進化是有方向的,不論環境條件如何,生物總是沿著既定的方向進化;而決定進化方向的動力,完全來自生物體內部的潛在力量,與自然選擇無關。持這種觀點的學者又有各不相同的名稱。
4、生物進化的「突變論」
突變論是研究自然界和人類社會中連續漸變如何引起突變或飛躍,並力求以統一的數學模型來描述,預測並控制這些突變或飛躍的一門學科。它把人們關於質變的經驗總結成數學模型,表明質變既可通過飛躍的方式,也可通過漸變的方式來實現,並給出了兩種質變方式的判別方法。
5、新達爾文主義和綜合進化學說
新達爾文主義是對達爾文主義流行的修正學說。新達爾文主義在原則上仍然是達爾文的。通過孟德爾遺傳學所允許的對遺傳因子加以重新組合和重新分類來規定遺傳變異,自然選擇現在則成為生存或復制率差異的全稱,或更通常地用來指不同生物對幾代的祖先所做的貢獻的差異。
6、中性學說
1968 年,日本遺傳學家木村資生(1924--1995)根據分子生物學的研究資料,首先提出了分子進化的中性學說,簡稱「中性學說」或「中性突變的隨機漂變理論」。1969年美國學者J·L·金和T·H·朱克斯又用大量分子生物學的資料肯定了這一學說。
7、「間斷平衡」學說
間斷平衡論1972年由美國古生物學家N. 埃爾德雷奇和 S.J.古爾德提出後,在歐美流傳頗廣。
認為新種只能通過線系分支產生,只能以跳躍的方式快速形成;新種一旦形成就處於保守或進化停滯狀態,直到下一次物種形成事件發生之前,表型上都不會有明顯變化;進化是跳躍與停滯相間,不存在勻速、平滑、漸變的進化。
8、進化「四因說」
進化「四因說」認為,基因是遺傳的質料,基因組儲存了生命形成的原則(形式),個體在初生動因和次生動因的聯合驅動下,通過求生,推動著種族的延綿與分化。進化「四因說」學說對現代各種進化論進行了一種本質意義上的綜合。
⑶ 什麼是生物進化論
在生物進化研究中,要闡明兩個主要問題:一是進化歷程,二是進化機制。
至20世紀60年代中葉,主要是由古生物學家、胚胎學家和系統學家研究第一個問題,群體遺傳學家研究第二個問題。在研究生物進化歷程時,一般把物種作為進化單位,從化石、胚胎發育以及形態和生理性狀比較中,以確定生物進化系統發育樹。
在研究生物進化機制方面,本文重點介紹分子進化研究中的主要發現及其對原有進化論的影響。為了弄清分子進化論產生的背景,先簡要介紹與它有關的幾種進化學說。
1 歷史回顧
1.1 達爾文學說
1859年,英國生物學家和生物進化論的奠基者達爾文,在其巨著《物種起源》中提出了生物進化的自然選擇學說。該學說的要點是群體中的個體具有性狀差異,這些個體對其所處的環境具有不同的適應性;由於空間和食物有限,個體間存在生存競爭,結果,具有有利性狀的個體得以生存並通過繁殖傳遞給後代,具有不利性狀的個體會逐漸被淘汰(達爾文把自然界這種留優汰劣的過程稱為自然選擇);由於自然選擇的長期作用,分布在不同地區的同一物種就可能出現性狀分歧和導致新物種的形成。
由於當時對群體變異的來源不清楚,人們對該學說褒貶不一。有人認為該學說揭示了自然選擇在物種形成中的創造性作用;有人則認為自然選擇作用於物種內的連續變異不足以導致新物種的形成,新物種的形成只能依靠物種內的非連續變異。
1.2 突變學說
人們對達爾文學說的爭論,促使荷蘭遺傳學家德·弗里斯(de Vries)提出了物種形成的突變學說(1903)。該學說受到當時的許多生物學家的歡迎,因為它是在對美洲物種夜報春花(Oenothera lamarchiana)試驗研究的基礎上提出的,似有過硬的試驗證據。首先,他在該物種的自然群體中觀察到幾種變型。然後,在多代繁育試驗中發現,該物種總能連續產生少數變型;這些變型或能真實遺傳,或能分離成該物種和自然群體中原觀察到的那幾種變型。由於某些變型與原物種差別很大,故定為新物種,而新物種的形成很易用單突變解釋。但後來證明,德·弗里斯所用的材料實為一永久雜種,他所發現的所謂新物種只不過是這一永久雜種的分離產物。
在德·弗里斯突變論的啟發下,摩爾根根據他試驗得到的許多突變體實受孟德爾基因控制,從而認為:在進化中,突變的作用大於自然選擇的作用——前者創造變異,後者只保留現存的有利變異;少數有利變異會在群體中逐漸占優勢,而進化是群體中更為有利的基因替換原有基因的過程。因此,摩爾根這一進化學說往往叫突變學說,但最好叫突變-自然選擇學說,因它沒有否定自然選擇在進化上的作用。
1.3 綜合進化學說
在本世紀20~30年代,英國學者費希爾(R. A. Fisher)、霍爾登(j. B. S. Haldance)和美國學者賴特(S.Wright),綜合了選擇論和基因論的成就,運用群體遺傳學的理論和方法,對突變、選擇和遺傳溧變引起群體等位基因頻率的變化,在數學上進行了深入的理論研究後得出:選擇對群體等位基因頻率的影響,要比突變有效得多。這一理論成果很快為許多實驗遺傳學家所接受。
綜合進化學說的主要論點有:突變是隨機的,是生物進化的原始材料,但由於對等位基因頻率變化的影響很小,在進化中作用很小;自然群體存在的遺傳變異足以對不同環境的自然選擇作出反應,自然選擇是影響生物進化的主要因素,決定著生物進化的方向;由於自然選擇,處在不同環境下的有利基因分別被固定,最終可使不同環境下的生物出現生殖隔離而形成新物種。由於綜合進化學說的基本觀點仍是自然選擇,所以又叫新達爾文學說。
2 分子進化學說
分子進化一般涉及兩方面內容:一是重建物種或基因的進化歷程,即重建分子系統發育樹;二是研究生物大分子(如 DNA和蛋白質)的進化機制。
2.1 試驗結果
利用不同的分子技術(如序列分析、電泳分析和DNA雜交),對蛋白質和核酸分析的主要發現有:
2.1.1 對於特定的蛋白質或基因,只要功能不變,每年每位點的進化速率((用氨基酸或核苷酸替換率表示)為一常數。分析的基本思路是,測定特定蛋白質(或核酸)不同物種自趨異以來的氨基酸差異數d;根據古生物學等可知道不同物種開始趨異的時間t。研究發現,d和t存在顯著的直線回歸關系,進而可求得特定蛋白或基因的進化速率。進化速率依蛋白質或基因的類型而定,如纖維蛋白肽、血紅蛋%B
⑷ 解釋一下生物進化論
生物進化論主要有這么三種類型。
1,最經典的物競天擇法:生物都會大量的繁殖,繁殖的後代並不是一樣的,因為其基因並不一樣,而且會有變異,在環境中,如果有一個基因控制的性狀在一種環境中是不利於它的生存的,這個個體的生存能力就會下降,這個基因也就漸漸沒了;如果這個基因控制的性狀有利於他的生存,他的生存能力就會上升,傳下更多的後代,也個基因也就會漸漸廣泛。比如哺乳動物基本都是紅綠色盲,因為哺乳動物祖先在中生代的時候只能在夜間才會出來活動,夜間視力越好生存能力越強,而夜視與色彩是矛盾的,所以能看到其他色彩的哺乳動物就被淘汰了。簡單來說就是大量繁殖、遺傳變異、自然選擇、適者生存。注意是適合的,不是強大的,叫我們來說肯定是有色彩更好嘛。
2,遺傳漂變。有一些基因對生物的生存其實影響並不大,但是有些基因卻因為某種原因不見了,或者頻率大幅下降了,這個就是遺傳漂變。遺傳漂變的原因有很多,比如各種意外死去的。甚至可能一個更適合環境的基因出現後,但是他意外死了,比如掉河裡了之類的,這樣的也屬於遺傳漂變的范圍。
3,意外引起的」爆發式進化「以前的爆發式進化不好說原因,但之後的是有的,可以是人選育或者轉基因之類的操作,也可以是自然因素導致的。比如輪蟲將斑馬體內的一個基因轉移到了獅子體內,這讓一個獅子自己變異是不可能變出來的,就這么有了,這也屬於爆發式的。還有像霜凍等引起的多倍體之類的。
現在認為的生物進化就是一個種群的某種基因的頻率發生了變化,那就是發生了變化。應該來說,翻譯成為進化其實是不合適的,因為其實並沒有一個准確的方向,變成的也不見得就是好的、就是合適生物生存的,現在更多人傾向於使用演化這個詞而不是進化。
⑸ 什麼是生物進化論
進化論是用來解釋生物在世代與世代之間具有變異現象的一套理論,從古希臘時期起就曾經出現一些零星的思想,而當今進化學絕大部分以查爾斯·羅伯特·達爾文的進化論為主軸,在著《物種起源》時有詳細的論述,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。進化論是指關於生物由無生命到有生命,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·達爾文的演化論為主軸,已為當代生物學的核心思想之一。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。 生物都有繁殖過剩的傾向,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。
⑹ 什麼叫「生物進化論」
生物進化論,簡稱進化論[1],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。
⑺ 進化論指的是什麼
又稱生物進化論。研究生物進化、發展規律及怎樣運用這些規律的科學,是生物學的重要組成部分。法國博物學家拉馬克首先提出進化論一詞,英國博物學家達爾文寫的《物種起源》奠定了進化論的科學基礎。恩格斯把達爾文的進化理論譽為19世紀自然科學的三大發現之一。生物進化論認為,地球上最初的生命來源於非生命物質,現存著的各種生物來源於共同的祖先。在漫長的進化過程中,通過變異、遺傳和自然選擇,物種數量由少到多,生物的結構和功能由低級到高級、由簡單到復雜。
進化論主要研究:(1)地球上的生命是怎樣產生和發展的。(2)生命產生和發展的證據。(3)生物進化的因素。(4)生物進化的方向和途徑,以及怎樣運用進化發展規律來改造生物。(5)進化論的產生和發展歷史,在生物進化問題上的不同學派及其主要論點。
達爾文進化論的創立促進了生物學的發展。孟德爾遺傳定律的提出和被證實,染色體遺傳理論的確立,對突變的研究,都為生物進化提供了新的依據。由於細胞遺傳學,特別是群體遺傳學的建立,促使現代達爾文主義的產生和發展,它認為基因突變和染色體結構的變異是進化的原始材料。生物群體通過突變、選擇和隔離而漸次分化,並發展成新種。
⑻ 什麼叫做生物進化論
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,其在著《物種起源》時有詳細的論述。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。
⑼ 什麼是生物進化論,進化到底是什麼
進化指種群內基因頻率的變化,現代進化論認為種群是生物進化的基本單位,突變重組為進化提供原材料,自然選擇提供進化方向,隔離為必要條件,生殖隔離的形成確定新物種的形成