『壹』 生物如何進化
生物進化(或叫演化)的動力,來自自然選擇,遺傳漂變等。變異為進化提供材料,自然選擇篩選合適的變異,淘汰不合適的。這個只是很籠統的原理。
另外,進化在外部表現形式上(即地球的生命歷史)呈現明顯的進步性的規律,也就是書本上說的「由低等到高等,簡答到復雜」的規律性,而不是隨意的無規律的「演化」。
現在很多人開始反對「進化」而提倡「演化」,因為他們認為,生命的進化沒有表現出「由低等到高等,簡答到復雜」的規律性(即所謂的進步性)。他們甚至認為,這種說法是恩格斯為了迎合他哲學思想而錯誤的理解了達爾文的觀點。
實際上,有一點生物學常識的人,都會發現,地球生命的演化歷史,存在非常明顯的進步性,一句話歸納,主要表現在:繁盛的類群,總是那些比較年輕的類群,總是那些形態上離祖先比較遠的類群。或者說,變化小的類群,其繁盛程度最後總是會被變化大的類群超過。生物總體上,向著對環境的適應能力逐漸增強的趨勢發展,在現象上,體現為,進化程度最高的生物類群,出現最晚,卻總是最繁榮的。
例子很多:現存的種子植物中,被子植物是出現最晚(最年輕),離種子植物祖先差別最大,進化程度最高,且最繁盛的類群。而裸子植物相反。現存的維管植物中,種子植物是出現最晚,離維管植物祖先差別最大,進化程度最高,且最繁盛的類群。而蕨類相反。
動物中也很明顯:有翅昆蟲,是昆蟲中是出現最晚(最年輕),離昆蟲的共同祖先差別最大,進化程度最高,且最繁盛的類群。而無翅昆蟲相反。羊膜卵動物是陸生四足動物中是出現最晚(最年輕),離陸生四足動物的共同祖先差別最大,進化程度最高,且最繁盛的類群。而兩棲類相反。
更明顯的例子:真核生物是生物中出現最晚(最年輕),離真核原核共同祖先差別最大,進化程度最高,且最繁盛的類群。而細菌相反(出現時間早的多,發展時間長的多,但是卻沒有真核生物繁榮,變化也比真核生物小得多)。
總之,例子不勝枚舉。
『貳』 生物的進化過程是什麼
地球上的生命,從最原始的無細胞結構狀態進化為有細胞結構的原核生物,從原核生物進化為真核單細胞生物,然後按照不同方向發展,出現了真菌界、植物界和動物界。
植物界從藻類到裸蕨植物再到蕨類植物、裸子植物,最後出現了被子植物。
動物界從原始鞭毛蟲到多細胞動物,從原始多細胞動物到出現脊索動物,進而演化出高等脊索動物──脊椎動物。脊椎動物中的魚類又演化到兩棲類再到爬行類,從中分化出哺乳類和鳥類,哺乳類中的一支進一步發展為高等智慧生物,這就是人 。
(2)生物在其一生中如何變化擴展閱讀:
生物進化差異性產生原因:
多細胞生物既有時間上的分化,又有空間上的分化。在個體的細胞數目大量增加的同時,分化程度越來越復雜,細胞間的差異也越來越大,而且同一個體的細胞由於所處位置不同而在細胞間出現功能分工,頭與尾、背與腹、內與外等不同空間的細胞表現出明顯的差別。
胚胎發育不僅需要將分裂產生的細胞分化成具有不同功能的特異的細胞類型, 同時,要將一些細胞組成功能和形態不同的組織和器官,最後形成一個具有表型特徵個體。
『叄』 地球上的生物是怎樣變化的
生命的起源地球在宇宙中形成以後,開始是沒有生命的.經過了一段漫長的化學演化,就是說大氣中的有機元素氫、碳、氮、氧、硫、磷等在自然界各種能源(如閃電、紫外線、宇宙線、火山噴發等等)的作用下,合成有機分子(如甲烷、二氧化碳、一氧化碳、水、硫化氫、氨、磷酸等等).這些有機分子進一步合成,變成生物單體(如氨基酸、糖、腺甙和核甙酸等).這些生物單體進一步聚合作用變成生物聚合物.如蛋白質、多糖、核酸等.這一段過程叫做化學演化.蛋白質出現後,最簡單的生命也隨著誕生了.這是發生在距今大約36億多年前的一件大事.從此,地球上就開始有生命了.生命與非生命物質的最基本區別是:它能從環境中吸收自己生活過程中所需要的物質,排放出自己生活過程中不需要的物質.這種過程叫做新陳代謝,這是第一個區別.第二個區別是能繁殖後代.任何有生命的個體,不管他們的繁殖形式有如何的不同,他們都具有繁殖新個體的本領.第三個區別是有遺傳的能力.能把上一代生命個體的特性傳遞給下一代,使下一代的新個體能夠與上一代個體具有相同或者大致相同的特性.這個大致相同的現象最有意義,最值得我們注意.因為這說明它多少有一點與上一代不一樣的特點,這種與上一代不一樣的特點叫變異.這種變異的特性如果能夠適應環境而生存,它就會一代又一代地把這種變異的特性加強並成為新個體所固有的特徵.生物體不斷地變異,不斷地遺傳,年長月久,周而復始,具有新特徵的新個體也就不斷地出現,使生物體不斷地由簡單變復雜,構成了生物體的系統演化.
地球上早期生命的形態與特性.地球上最早的生命形態很簡單,一個細胞就是一個個體,它沒有細胞核,我們叫它為原核生物.它是靠細胞表面直接吸收周圍環境中的養料來維持生活的,這種生活方式我們叫做異養.當時它們的生活環境是缺乏氧氣的,這種喜歡在缺乏氧氣的環境中生活的叫做厭氧.因此最早的原核生物是異養厭氧的.它的形態最初是圓球形,後來變成橢圓形、弧形、江米條狀的桿形進而變成螺旋狀以及細長的絲狀,等等.從形態變化的發展方向來看是增加身體與外界接觸的表面積和增大自身的體積.現在生活在地球上的細菌和藍藻都是屬於原核生物.藍藻的發生與發展,加速了地球上氧氣含量的增加,從20多億年前開始,不僅水中氧氣含量已經很多,而且大氣中氧氣的含量也已經不少.細胞核的出現,是生物界演化過程中的重大事件.原核植物經過15億多年的演變,原來均勻分散在它的細胞裡面的核物質相對地集中以後,外麵包裹了一層膜,這層膜叫做核膜.細胞的核膜把膜內的核物質與膜外的細胞質分開.細胞裡面的細胞核就是這樣形成的.有細胞核的生物我們把它稱為真核生物.從此以後細胞在繁殖分裂時不再是簡單的細胞質一分為二,而且裡面的細胞核也要一分為二.真核生物(那時還沒有動物,可以說實際上也只是真核植物)大約出現在20億年前.性別的出現是在生物界演化過程中的又一個重大的事件,因為性別促進了生物的優生,加速生物向更復雜的方向發展.因此真核的單細胞植物出現以後沒有幾億年就出現了真核多細胞植物.真核多細胞的植物出現沒有多久就出現了植物體的分工,植物體中有一群細胞主要是起著固定植物體的功能,成了固著的器官,也就是現代藻類植物固著器的由來.從此以後開始出現器官分化,不同功能部分其內部細胞的形態也開始分化.由此可見,細胞核和性別出現以後,大大地加速了生物本身形態和功能的發展.
生命的起源關於生命起源的問題,很早就有各種不同的解釋.近幾十年來,人們根據現代自然科學的新成 就,對於生命起源的問題進行了綜合研究,取得了很大的進展.
根據科學的推算,地球從誕生到現在,大約有46億年的歷史.早期的地球是熾熱的,地球上的一切元素都呈氣體狀態,那時候是絕對不會有生命存在的.最初的生命是在地球溫度下降以後,在極其漫長的時間內,由非生命物質經過極其復雜的化學過程,一步一步地演變而成的.目前,這種關於生命起源是通過化學進化過程的說法已經為廣大學者所承認,並認為這個化學進化過程可以分為下列四個階段.
從無機小分子物質生成有機小分子物質 根據推測,生命起源的化學進化過程是在原始地球條件下開始進行的.當時,地球表面溫度已經降低,但內部溫度仍然很高,火山活動極為頻繁,從火山內部噴出的氣體,形成了原始大氣(下圖).一般認為,原始大氣的主要成分有甲烷(CH4)、氨 原始地球的想像圖
(左)原始大氣(右)有機物形成
(NH3)、水蒸氣(H2O)、氫(H2),此外還有硫化氫(H2S)和氰化氫(HCN).這些氣體在大自然不斷產生的宇宙射線、紫外線、閃電等的作用下,就可能自然合成氨基酸、核苷酸、單糖等一系列比較簡單的有機小分子物質.後來,地球的溫度進一步降低,這些有機小分子物質又隨著雨水,流經湖泊和河流,最後匯集在原始海洋中.
關於這方面的推測,已經得到了科學實驗的證實.1935年,美國學者米勒等人,設計了一套密閉裝置(下圖).他們將裝置內的空氣抽出,然後模擬原始地球上的大氣成分,通入甲烷、氨、氫、水 米勒實驗的裝置
蒸氣等氣體,並模擬原始地球條件下的閃電,連續進行火花放電.最後,在U型管內檢驗出有氨基酸生成.氨基酸是組成蛋白質的基本單位,因此,探索氨基酸在地球上的產生是有重要意義的.
此外,還有一些學者模擬原始地球的大氣成分,在實驗室里製成了另一些有機物,如嘌識、嘧啶、核糖,脫氧核糖,脂肪酸等.這些研究表明:在生命的起源中,從無機物合成有機物的化學過程,是完全可能的.
現在,已經有人模擬原始地球的條件,製造出了類似蛋白質和核酸的物質.雖然這些物質與現在的蛋白質和核酸相比,還有一定差別 ,並且原始地球上的蛋白質和核酸的形成過程是否如此,還不能肯定,但是,這已經為人們研究生命的起源提供了一些線索;在原始地球條件下,產生這些有機高分子的物質是可能的.
從有機高分子物質組成多分子體系 根據推測,蛋白質和核酸等有機高分子物質,在海洋里越積越多,濃度不斷增加,由於種種原因(如水分的蒸發,粘土的吸附作用),這些有機高分子物質經過濃縮而分離出來,它們相互作用,凝聚成小滴.這些小滴漂浮在原始海洋中,外麵包有最原始的界膜,與周圍的原始海洋環境分隔開,從而構成一個獨立的體系,即多分子體系.這種多分子體系已經能夠與外界環境進行原始的物質交換活動了.
從多分子體系演變為原始生命 從多分子體系演變為原始生命,過是生命起源過程中最復雜和最有決定意義的階段,它直接涉及到原始生命的發生.目前,人們還不能在實驗室里驗證這一過程.不過,我們可以推測,有些多分子體系經過長期不斷地演變,特別是由於蛋白質和核酸這兩大主要成分的相互作用,終於形成具有原始新陳代謝作用和能夠進行繁殖的原始生命.以後,由生命起源的化學進化階段進入到生命出現之後的生物進化階段.
關於生命起源的化學進化過程的研究,雖然進行了大量的模擬實驗,但是絕大多數實驗只是集中在第一階段,有些階段還僅僅限於假說和推測.因此,在對於生命起源,問題還必須繼續進行研究和探討.
蛋白質和核酸是生物體內最重要的物質.沒有蛋白質和核酸,就沒有生命.1965年,我國科學工作者人工合成了結晶牛胰島素(一種含有51個氨基酸的蛋白質).1981年,我國科學工作者又用人工的方法合成了酵母丙氨酸轉運核糖核酸(核糖核酸的一種).這些工作反映了我國在探索生命起源問題上的重大成就.
『肆』 生物進化的演變過程
一切生命形態發生、發展的演變過程。「進化」一詞來源於拉丁文evolution,原義為「展開」,一般用以指事物的逐漸變化、發展,由一種狀態過渡到另一種狀態。1762年,瑞士學者邦尼特最先將此詞應用於生物學中。
進化思想的發展 古代人們在栽培植物和馴養動物的生產實踐中,積累了關於生物的形態、構造和生活習性的知識,注意到生物機體的變化以及生物與環境的關系,逐步形成了樸素的生物進化思想。古希臘的亞里士多德通過對他那個時代有關動物的知識的系統整理,把540種動物按性狀的異同分為有血的和無血的兩大群,每群之下又分為若干類。他進一步提出生物等級即生物階梯的觀念,認為自然界所有生物形成一個連續的系列,即從植物一直到人逐漸變得完善起來的直線系列。中國戰國時期匯集的《爾雅》一書記載了生物類型的變化;漢初的《淮南子》一書,不僅對動植物作了初步分類,而且提出各類生物是由其原始類型發展而來的。
近代科學誕生以前,進化思想發展緩慢,當時廣為流行的是神創論和物種不變論。這種觀點直到18世紀仍在生物學中占統治地位,其代表人物是瑞典植物學家C.von 林耐(1707~1778)。他所提出的分類系統雖然有助於揭示生物物種之間的歷史聯系,但他卻把物種看作是上帝創造的不可改變的產物。隨著生產和科學的發展,積累了許多新的與物種不變相矛盾的事實。在大量事實的影響下,甚至像林耐這樣堅定的神創論者,在晚年也不得不承認由於雜交的結果能產生新種。和林耐的觀點相反,法國學者G.L.L.布豐(1707~1788)相信物種是變化的,現代的動物是少數原始類型的後代。他把有機體與居住環境聯系起來,認為氣候、食物和人的馴養等因素可引起動物性狀的變異。1809年,另一位法國學者J.-B.de拉馬克(1744~1829)在其《動物學哲學》中,用環境作用的影響、器官的用進廢退和獲得性的遺傳等原理解釋生物進化過程,創立了第一個比較嚴整的進化理論。1859年C.R.達爾文發表《物種起源》一書,論證了地球上現存的生物都由共同祖先發展而來,它們之間有親緣關系,並提出自然選擇學說以說明進化的原因,從而創立了科學的進化理論,揭示了生物發展的歷史規律。
19世紀80年代以來,以A.魏斯曼(1834~1914)為代表的新達爾文主義,把種質論和自然選擇學說相結合,豐富了達爾文的進化理論。20世紀30年代以來,以T.杜布尚斯基(1906~1975)等人為代表的綜合進化論綜合了細胞遺傳學、群體遺傳學以及古生物學等學科的成就,進一步發展了以自然選擇為核心的進化理論。60年代末,日本學者木村資生等人提出中性學說,又在分子水平上揭示了進化的某些特徵,補充、豐富了進化論。
進化的進步性 地球上的生命,從最原始的無細胞結構生物進化為有細胞結構的原核生物,從原核生物進化為真核單細胞生物,然後按照不同方向發展,出現了真菌界、植物界和動物界。植物界從藻類到裸蕨植物再到蕨類植物、裸子植物,最後出現了被子植物。動物界從原始鞭毛蟲到多細胞動物,從原始多細胞動物到出現脊索動物,進而演化出高等脊索動物——脊椎動物。脊椎動物中的魚類又演化到兩棲類再到爬行類,從中分化出哺乳類和鳥類,哺乳類中的一支進一步發展為高等智慧生物,這就是人。
生物界的歷史發展表明,生物進化是從水生到陸生、從簡單到復雜、從低等到高等的過程,從中呈現出一種進步性發展的趨勢。一般說來,進化過程的進步具有如下特徵:
①在生物界的前進運動中,可以看到不同層次的形態結構的逐步復雜化和完善化;與此相應,生理功能也愈益專門化,效能亦逐步增高。
②從總體上看,遺傳信息量隨著生物的進化而逐步增加。
③內環境調控的不斷完善及對環境分析能力和反應方式的發展,加強了機體對外界環境的自主性,擴大了活動范圍。
生物進化的道路是曲折的,表現出種種特殊的復雜情況。除進步性發展外,生物界中還存在特化和退化現象。特化不同於全面的生物學的完善化,它是生物對某種環境條件的特異適應。這種進化方向有利於一個方面的發展卻減少了其他方面的適應性,如馬由多趾演變為適於奔跑的單蹄。當環境條件變化時,高度特化的生物類型往往由於不能適應而滅絕,如愛爾蘭鹿,由於過分發達的角對生存弊多利少,以至終於滅絕。對寄生或固著生活方式的適應,也可使機體某些器官和生理功能趨向退化。如有一種深海寄生魚,雄體寄生在雌體上,雄體消化器官退化,唯有精巢特別膨大,以保證種族繁衍。
有些研究者對進化的進步性表示懷疑,認為進步性不是進化的基本特徵,也不是進化的本質。科學研究證明,進化不全都引起進步,進化過程中也有退化,但從有機界總的進化過程看,進步性發展是進化的主流和本質。
進化的方式 生物界各個物種和類群的進化,是通過不同方式進行的。物種形成(小進化)主要有兩種方式:一種是漸進式形成,即由一個種逐漸演變為另一個或多個新種;另一種是爆發式形成,即多倍化種形成,這種方式在有性生殖的動物中很少發生,但在植物的進化中卻相當普遍,世界上約有一半左右的植物種是通過染色體數目的突然改變而產生的多倍體。物類形成(大進化)常常表現為爆發式的進化過程,從而使舊的類型和類群被迅速發展起來的新生的類型和類群所替代。
漸進進化是達爾文進化論的一個基本概念。達爾文認為,在生存斗爭中,由適應的變異逐漸積累就會發展為顯著的變異而導致新種的形成。因為「自然選擇只能通過累積輕微的、連續的、有益的變異而發生作用,所以不能產生巨大的或突然的變化,它只能通過短且慢的步驟發生作用」。與達爾文的主張相反,早期遺傳學家如荷蘭的H.de弗里斯等相信,新種可由大的不連續變異即突變直接產生,並把這種方式看作是進化變化的主要源泉,認為自然選擇對生物的進化不起積極作用。現代進化論堅持達爾文的漸變論思想和自然選擇的創造性作用,強調進化是群體在長時期的遺傳上的變化,認為通過突變(基因突變和染色體畸變)或遺傳重組、選擇、漂變、遷移和隔離等因素的作用,整個群體的基因組成就會發生變化,造成生殖隔離,演變為不同物種。20世紀70年代以來,一些古生物學者根據化石記錄中顯示出的進化間隙,提出間斷平衡學說,代替傳統的漸進觀點。他們認為物種長期處於變化很小的靜態平衡狀態,由於某種原因,這種平衡會突然被打斷,在較短時間內迅速成為新種。
生物的進化既包含有緩慢的漸進,也包含有急劇的躍進;既是連續的,又是間斷的。整個進化過程表現為漸進與躍進、連續與間斷的辯證統一。
原始單細胞動物---1.(無脊椎)---腔腸動物---扁形動物---線形動物---軟體動物---環節動物---節肢動物---棘皮動物---2.(有脊椎)---原始魚類---原始兩棲類---原始爬行類---原始鳥類,原始哺乳類.
『伍』 動物的生命周期都要經歷哪四個階段
動物生命周期都要經歷出生、生長發育、繁殖、死亡四個階段。
四個階段如下:
1、出生:泛指一切生命的產生。人是縱向降生的,以此區別於橫向出生(畜生)的動物。
2、生長發育:指身體各器官、系統的長大和形態變化,是量的改變;發育是指細胞、組織和器官的分化完善與功能上的成熟,產質的改變。兩者密切相關,生長是發育的物質基礎。而發育成熟狀況又反映在生長的量的變化。
3、繁衍:使生物數量逐漸增加或增多;某種生命及生命系統的生育、連接和延續過程。是生命孕育後代的行為 ,可分為有性繁衍和無性繁衍。
4、死亡:即一個生命的消失。
根據化石研究,地球上最早出現的動物源於海洋。早期的海洋動物經過漫長的地質時期,逐漸演化出各種分支,豐富了早期的地球生命形態。在人類出現以前,史前動物便已出現,並在各自的活動期得到繁榮發展。
它們在不斷變換的生存環境下相繼滅絕。但是,地球上的動物仍以從低等到高等、從簡單到復雜的趨勢不斷進化並繁衍至今,並有了如今的多樣性。
(5)生物在其一生中如何變化擴展閱讀:
不同種類的無脊椎動物的生命周期存在差異。多數無脊椎動物是卵生動物,有些需要經歷多種幼蟲形態,例如蝶、蛾等昆蟲;有些則一孵出便是成體。
大多數無脊椎動物有著明顯的前端和後端,感覺器官靠近口部簇生,這種構造能幫助它們在向前運動時及時發覺新情況,並迅速採取應對措施,使運動更快、更敏捷。
脊椎動物最顯著的特徵是一條脊椎骨或脊柱支撐著身體。典型的脊椎動物體內有連接肌肉、四肢的復雜的感覺器官和大腦。內部復雜的骨架使脊椎動物可以長得相當大,而且適應性強。
脊椎動物在動物界中所佔的比重非常小,人類已知的脊椎動物約有4萬多種,分為魚綱、兩棲綱、爬行綱、鳥綱和哺乳綱。它們幾乎遍及地球上的每個角落。
動物有著各種行為,這些行為可以看作是動物對刺激的反應。行為學是研究動物行為的科學。比較有名的行為理論是康納德·洛倫茨提出的本能理論。
大多數已知出現在化石中的動物們多是在5億4千萬年前的寒武紀大爆發時的海洋物種。寒武紀大爆發對於進化來說是一個極大的挑戰。
『陸』 生物生長變化
生物生長變化
生物生長變化,我們都知道我們的生活中共充滿了為生物,很多都是肉眼不可見的,微生物在我們生活中無處不在,體內的有益菌,體外的各種細菌,都是微生物,以下分享生物生長變化。
生物生長屬於什麼變化
生長(growth):生物體由小到大的過程即生長。多細胞生物體的生長,要從細胞分裂和細胞生長兩方面來考慮。是指細胞繁殖、增大和細胞間質增加,表現為組織、器官、身體各部以至全身的大小、長短和重量的增加以及身體成分的變化,為量的改變。
單細胞生物的增殖也具有同樣的關系。在細菌學的領域里,個體數的增加也稱為生長。
生長是極其復雜的生命現象,其奧妙至今尚未被完全揭示。從物理的角度看,生長是動物體尺寸的增長和體重的增加;從生理的角度看,則是機體細胞的增殖和增大,組織器官的發育和功能的日趨完善;
從生物化學的角度看,生長又是機體化學成分,即蛋白質、脂肪、礦物質和水分等的積累;從熱力學角度看,生長是能量輸入與能量輸出的差值。
最佳的生長體現在動物有一個正常的生長速度和成年動物具有功能健全的器官。為了取得最佳的生長效果,必須供給動銀陸物各種營養物質的一定數量及其比例適宜的飼糧。
肥育是指肉用畜禽生長後期經強化飼養而使瘦肉和脂肪快速沉積。人們對瘦肉的需求日益增加,生長肥育不但要有高的生長速度,而且要減少脂肪的沉積量。為達此目的,肥育期往往限制增重過快。
而種用畜禽,早期的生長發育影響終生的繁殖成績,合理飼養,保證具有良好種用體況更為重要。
微生物是怎麼生長的
我們都知道新鮮蔬菜被曬干後就不容易腐爛了,這是因為蔬菜的水分減少了,引起蔬菜腐爛的微生物就不容易生長。微生物的生長必須有水
但結合在分子內的水不能被微生物利用,只有游離的水才能被利用。採用「水活度」值這一概念來表示能被微生物利用的實際含水量,微生物所需要的水活度越高, 在乾燥的環境下就越不容易生長。
微生物細胞在合適的環境條件下,會不斷獲取外界的營養物質。這些營養物質在細胞內發生各種化學變化,有些被作為能源消耗了,有些變成了細胞自身的結構組織
如果變成細胞組織的物質多於被消耗掉的物質,細胞物質的總量就會不斷增加,細胞個體就會長大.在達到一定程度時,就會繁殖,即由一個細胞變成兩個,兩個變成四.....最後發展成一個群體。
微生物驚人的繁殖速度
微生物的生長繁殖速度是驚人的。我們知道,高等生物完成一個世代交替的周期要幾年甚至幾十年,而微生物完成世代交替只需要幾分鍾。細菌增殖的方式是二分裂法,即以2的n次方遞增,拿大腸桿菌來說,大腸桿菌在適宜溫度時20分鍾即形成一代,24小時則繁殖72代。
當然,因為地球上任何生物都要受到物質條件旦搏山及其他相關條件的制約,不可能無限繁殖,不過,也確實由於許多致病微生物有著驚人的繁殖速度,才使得我們的醫療手段在它們面前無能為力。
細菌如此,其他微生物也是如此。更有甚者是病毒,它們增殖的方法是復制,就像我們翻錄磁帶一樣。病毒在它們所寄生的細胞中,只需按照自己的模樣,利用細胞中的各種原料和酶無休止地復制後代個體,直到被寄生的細胞變成空殼為止。
至此,它們從這細胞中破殼而出,一次出來就是上億個細菌!然後再分別去感染臨近的其他細胞,復制新一代的個體。如此,在極短的時間內就可產生數量極多的後代,這也是高等生物自嘆不如的。
正是微生物有這樣神奇的本領,才得以在地球漫長的進行過程模中中保存下來,而許多較高等的生物卻只能在地球上走過短短的進化年代便銷聲匿跡了。
到哪裡獲取營養成分
營養是微生物生長的先決條件。
在自然界中,微生物從其生存環境中獲取生長所需的各種營養成分。在土壤中,各種有機質是異養微生物細菌、放線菌、黴菌生長所需的碳源和能源。
在茂密的叢林中,枯枝敗葉是各種土著微生物賴以生長的天然糧庫。許多大型真菌生活在草地上、樹幹上,甚至是腐木上,有些則是與樹木的根部共生,它們的營養方式為腐生、寄生,或二者兼而有之。
微生物也在相互「競爭"
面對飢餓或病毒,微生物會作出什麼反應呢。一部分微生物會形成孢子,將DNA (脫氧核糖核酸)封閉起來,使母細胞死亡,這確保了整個菌群的生存。一旦威脅消除,孢子萌發,菌群重新生長繁殖。
在此過程中,微生物還要選擇是否進入一種「競爭」狀態,即通過改變細胞膜,以更容易吸收來自鄰近其他死亡細胞的物質。如此一來,在生存壓力消失後,這些微生物可以更快地恢復正常生活。
雅各布教授認為,這是一個艱難的選擇,甚至可以說是一場賭博,因為只有當其他微生物進人到孢子休眠狀態時,形勢才對進人到「競爭」狀態的微生物有利。觀測顯示,只有約10%的微生物進人到「競爭」狀態。為什麼不是所有的微生物同時進人到「競爭」狀態呢?
這是因為微生物不會向自己的.同伴隱瞞自已的意圖,也不會說謊或推諉,它們之間可通過發送化學信息來傳遞個體的意圖。個體微生物根據所面對的生存壓力、同伴的處境、有多少細胞處於休眠狀態以及有多少細胞處於「競爭」狀態,來仔細權衡,最終決定個體的狀態。
對環境的適應
我們知道,雞蛋只有在適合的溫度下才能孵化成小雞,這是因為在細胞中進行的生物化學反應是生命活動的基礎,而這些反應需要在一"定的溫度下進行。
對於大多數微生物來說,溫度太低,不能進行營養物質的運輸,也不利於各種生命過程的進行。在溫度適當升高時,細胞內的生物化學反應速度加快,就能加速微生物的生長。當溫度超過微生物所能忍受的極限時,就會導致其死亡。
當然,由於自然界的環境與生物種類的多樣性,有些微生物能夠在一般生物所不能生存的環境條件下生長,例如生活在南極和北極地區的嗜冷微生物、生活在高溫環境中的嗜熱微生物以及生長在熱泉和火山噴口地區的嗜高熱微生物等
從受精卵開始,要經過營養生長和生殖生長。
1.生殖、發育和生長
生殖是生物產生後代的過程,對有性生殖生物來講,受精卵的形成意味著下一代生命的開始。從受精卵分裂到性(成)熟生物體的形成是發育過程,所以,生長發育是生殖過程的繼續,是把受精卵時具有的生命可能性變成生物現實的過程。
發育過程包含著個體生長,生長發育是一個量變到質變的過程,在個體生長過程中,經過量的積累,到性(成)熟時實現質變,從而完成個體發育過程。動物的生長發育過程協調有序地進行是在神經—激素的調節下完成的。
2.個體發育、胚的發育和胚後發育
生物的個體發育是指受精卵經過細胞分裂、組織分化和器官的形成,直到發育成性(成)熟個體的過程。該過程可以分為二個階段,即胚的發育和胚後發育。
(1)胚的發育:
動物:受精卵發育成幼體的過程。如青蛙是從受精卵→蝌蚪。
被子植物:受精卵和受精極核在胚珠內發育成種子的過程(實質是受精卵發育成種子的胚)。
(2)胚後發育:
動物:幼體從卵膜內孵化出來或從母體內生出→發育成性(成)熟個體的過程。該過程在有些動物是變態發育,如青蛙的蝌蚪發育成成蛙的過程;有些是不完全變態發育,如蝗蟲的發育過程,有些是不變態發育,如牛、羊等。
被子植物:種子萌發後,經營養生長,發育成成體;再經生殖生長,發育成性(成)熟的個體的過程。
3.極核與極體、胚囊與囊胚之間的區別
極體是動物卵原細胞經減數分裂與卵細胞同時形成的子細胞,由於含細胞質少,缺乏營養物質,而不能發育,最終被母體吸收。
一個卵原細胞產生的三個極體,有兩個(由第一極體產生的)遺傳物質相同,另一個與卵細胞內的遺傳物質相同。極體、卵細胞所含染色體的數目均是本物種的一半。
極核是游離於被子植物胚囊中的兩個核,與精子結合後形成受精極核,將來發育成胚乳,供幼胚發育所需要的營養物質。胚珠內一個大孢子母細胞經減數分裂產生一個大孢子
由大孢子經三次有絲分裂產生8個細胞(含有這8個細胞的結構叫胚囊),其中一個是卵細胞,兩個極核,所以兩個極核與卵細胞的遺傳物質是一樣的,所含染色體的數目也均是本物種的一半。動物受精卵經卵裂形成囊胚腔的胚叫囊胚。
4.植物發育過程中各部分染色體與基因型的關系
為了便於記憶植物各部分染色體及基因型的情況,我們可以總結出如下規律進行理解與掌握,即「兩個除了」:
(1)從染色體數目看:(假定正常體細胞的染色體數目為2N),除了精子、卵細胞、極核(一個極核)內的染色體數目為N;除了受精極核及發育成的胚乳細胞染色體數目為3N,其餘細胞中的染色體數目都為2N。
(2)從基因型看:除了受精卵及發育成的胚,其基因型是由一個卵細胞和一個精子組成;除了受精極核及發育成的胚乳細胞其基因型是由一個精子和兩個卵細胞組成,其餘細胞的基因型都和母體相同。
5.營養生長與生殖生長
營養生長是指植物根、莖、葉等營養器官的生長。生殖生長是指植物的花、果實、種子等生殖器官的生長。營養生長是生殖生長的物質基礎,但營養生長和生殖生長都消耗有機物、爭奪著有機物,它們影響或改變著有機物在植物體內的分布部位。
所以,對於栽培的葉、莖、根類蔬菜和牧草等,應當採取措施促進營養生長,抑制生殖生長;對於收獲穀粒、菜籽、果實的植物,應當採取措施在營養生長的同時,促進生殖生長,或當營養生長達到一定水平後,控制營養生長,促進生殖生長。
6.羊膜的進化意義
兩棲動物還擺脫不了水的限制,兩棲動物的生殖和發育(初期)必須在水中,直接依賴外界水環境,所以,兩棲類動物不是真正的陸生脊椎動物。羊膜是從爬行動物開始出現的結構,羊膜內有充足的液體——羊水
保證了胚胎發育對水環境的要求,從而解除了個體發育中對外界水環境的依賴,羊膜為脊椎動物的完全陸生打下了基礎,同時羊膜內的羊水能緩沖震盪,防止內部的胚胎出現機械損傷。
『柒』 簡述生物進化歷程
生物進化實際上就是不斷創造,從生命早期的單細胞生物,到目前最復雜的人,這種天壤之別,只有創造才能將其實現。只要看看生物多樣性,這一生物進化的成果,就可以領略生物進化的啟示。根據今天地球上生物多樣性的分布情況,我們同樣可以發現能量、多樣性、適應性這三個關鍵因子在起主要作用。
(1)能量。隨著緯度的降低,溫度越來越高,能量越來越充沛,生物多樣性也在增加,從寒帶、溫帶、暖溫帶、亞熱帶、熱帶,生物多樣性是逐漸增加的,其中熱帶雨林的生物多樣性最高[19],這充分體現了能量是復雜系統創造力動力的作用、
(2)多樣性。多樣性是復雜系統創造力的條件。生物進化史,就是一幅生物圈這一復雜系統展示其非凡創造力的畫卷。縱觀生物進化歷程,可以發現有幾個趨勢值得關注。第一,生物個體結構復雜性和多樣性增長的趨勢。第二,從時間順序上看,生物圈的創造力不是勻速的,而是呈加速度方式發展,具體體現在兩個方面,一是具有復雜結構的生物類群在生命史上出現較晚,生物結構越復雜,進化出現的時間越晚;二是生物多樣性在生命史早期較為單調,越到晚期越豐富。
這說明生命簡單的時候,多樣性不高,創造力不強,而當多樣性逐漸發展積累到一定程度時,復雜性和多樣性會以爆發的形式出現,創造力極大增加。
(3)適應性。對於一個系統而言,適應則生存,不適應則消失或被改變。因此,達爾文將「自然選擇,適者生存」作為動物進化的動力。在人類社會中,民族也好,個體也好,越適應自然環境和社會,生存同樣才越容易。可是,如果自然進化的動力真是「適者生存」的話,就不可能進化出人類。因為,人類在早期既沒有尖爪利齒攻擊獵物,又無厚皮硬殼防護自身,也不像馬和鹿那樣擅長奔跑,根本不是很多猛獸的對手。而真正適應環境的是細菌和一些低等植物,它們才應該是自然選擇的對象,因為它們具有適應各種難以想像惡劣環境的能力,這是人類所無法相比擬的。可是進化的結果卻恰恰選擇了人,人成為地球的主宰。
可見,當一個物種完全適應某一個環境,或者說不管環境如何變化,這個物種都能完全適應的時候,那麼,這個物種就沒有必要產生重大變異來適應環境,這就是變形蟲幾十億年來,不管地球環境如何變化,其形狀基本不變的原因。但是人則不行,因為人很不適應環境,正是因為不適應,人類才加速改變,不斷創造。
從創造的角度來說,系統越適應,創造力越低。相反,系統對環境不適應,就能造成一種促進變化的壓力,系統變異會越多,創造力就越強,恰恰是不適應引發了創造。
綜上所述,可以得出這樣一個啟示,一個復雜系統的創造力與其所具有的能量和多樣性成正比,與其適應性成反比。