❶ 为什么自然界会不断进化
物竞天择 适者生存!!
遗传物质的变异是进化的内因,环境对遗传物质的变异起到诱发与筛选的作用,进化后的生物对环境又有反作用。 具体: 1 遗传物质的变异是进化的内因 自然界存在数亿种生物,它们形态各异,种类纷繁,生物的多样性,主要就是遗传物质不同造成的。同一物种遗传物质的相对稳定性保证了该物种的稳定性和连续性。而遗传物质的变异为生物进化提供了可能性。 1.1 基因突变和染色体畸变 中性学说在对生物大分子的量化分析后认为,基因随时会产生大量的中性突变。对于编码蛋白质的结构基因而言,当三联体密码中的 1 个核苷酸(尤其是第 3 位)发生置换往往不会使氨基酸类型发生改变。蛋白质的保守性替换又指出,即使改变了个别氨基酸残基,但该残基是在可变区域内这种变化也并不影响生命体的生存价值。此外,结构基因只是整体 DNA 序列中的小部分,还有大量不编码蛋白质的序列,如调节基因、重复序列、内含子、假基因和退化基因等。由此,木村资生( Motto.Kimura )等人结论生物进化在分子水平上起主导因素的是那些对生物生存即不有利,又无害的“中性”基因。但如何界定“绝对”的中性突变,仍然是一个复杂的问题。调节基因、内含子、重复基因、假基因等非编码蛋白质基因虽然不直接指导蛋白质的合成,但它们与各种环境因素相结合通过调节转录,翻译的过程来发挥作用。有研究表明:由猿到人的变化,主要是调节基因的变化,不是结构基因的变化 [1] 。许多实验证据也支持了 Gilbert 提出的关于内含子功能的假说,认为结构基因是通过内含子序列之间的重组,将外显子聚集在一起而产生的,即内含子是原初基因重新组合过程的残留物。此外,就目前人们的认识来看,内含子还具有影响基因的表达调控;调控 RNA 的剪接;编码特定的蛋白质;保护基因家族等功能 [2] 。同属于重复基因的 rRNA 和 tRNA 在蛋白质翻译中也具有各自的功能。假基因可通过接受邻近功能基因的片段或者由于功能基因移动而获得功能。假基因与功能基因之间发生外显子交换的例证已在小鼠 ψ a3 中有所发现 [3] 。一些单个核苷酸被置换后,也许不能改变氨基酸的类型,但它通过化学键对邻近核苷酸的作用是不容忽视的。它能改变邻近核苷酸的置换率。因此,我认为将一些基因突变定义为绝对中性是欠妥当的。 染色体畸变包括染色体结构和数目的变化,它与基因突变一样在进化中占有重要的位置。染色体畸变牵涉到 DNA 分子上较大范围内的变化,影响基因间的连锁和交换,改变基因表达的方式,产生生殖隔离机制,加速物种分化的过程等。 1.2 基因重组 病毒的进化很难用渐进突变累积来解释,病毒与宿主或其它病毒之间的基因重组引起的飞跃式突变起了很大的作用 [4] 。事实上,在微生物间由于转化、接合和转导引起的基因重组发生的频率比基因突变高达一万倍 [5] 。由此可见,基因重组是病毒及微生物进化的一种主要方式。对于高等生物来说通过食物摄入,有性生殖,微生物介导也能获得外源核酸,为基因重组提供必须的物质要素。张光明等人 [6] 提出微生物能有效介导基因重组,从原核生物到真核生物中广泛存在的转座作用可能是微生物介导的基因重组的一种重要方式。微生物先感染一种生物,携带上该种生物的遗传物质,再感染另一种生物,将所携带的遗传物质转移到另一种生物的基因组中。因为另一种生物本身已具有完善稳定的遗传机制,这种基因重组获得表达并固定下来的机率并不是很大,但不可否认基因重组在生物进化中起着重要作用。 2 环境对遗传物质变异的诱发与筛选作用 从生态学的角度来说,任何生物都生存在总体稳定又时时处于变化之中的生态环境中,与环境存在物质、能量、信息的交流。环境是生物进化的外因,它诱导遗传物质发生变异,又对其进行筛选,经过时间的积累达到生物的进化。这里指的环境包括生物环境和非生物环境,宏观环境和微观环境是指所有对研究主体有影响的外界因素。 2.1 环境诱发遗传物质变异 就化学环境而言,生物体从环境中摄入各种物质,经分解、吸收作用后,送入细胞中,这些物质中的某些化学成分与元素可能会与遗传物质的组成物发生反应,或使遗传物质的结构发生变化。某些化学物质直接作用于生物体的表面,也可能引起表面细胞的破坏,并使遗传物质发生变异。 物理环境能引起遗传物质变异的最主要因素是射线。生物生活在地球上,无时无刻不受宇宙射线和地球上的放射性物质发出的射线的照射。科学家作了统计,一个人一年平均受的射线照射在人体中可把大约十亿个分子的化学键打开。 DNA分子在人体中所占比例很小,计算结果,每年每人平均损伤约200个DNA分子 [7] 。若生物偶然接触到能量更大的射线则引起突变的机率更大。 现在,许多科学家利用遗传工程技术,将 DNA上的某些片段人为的进行改变,培育出有利于生产经济的新品种。进行了转基因改造的动植物及微生物若被推广,则为该种生物的进化提供了一定的物质可能性。新品种与近源野生种的杂交,有可能使人为改造过的基因片段得到传播,并且固定下来。这在植物中更为常见。也可以说这是人为环境对生物进化的影响。微生物介导的基因重组而使生物进化,则是自然的生物环境使遗传物质发生变化。 获得性状是否能遗传一直是生物进化研究中争论的焦点。如果获得性状可遗传,就可以进一步说明环境可引起遗传物质变异。生物学家已发现了不少获得性遗传的实例。例如,当用一种酶把枯草杆菌的细胞壁去除后,在特定的生长条件下,它们可以继续繁殖,后代也是无壁的,并且这种状态可以稳定地遗传下去,只有把它们放在另外的一种生长条件下,细胞壁才会重新生长出来 [8] 。逆转录酶的发现,也证实了获得性是有遗传可能性的。“生命环境均衡论”的学者们认为 :如果生活的环境条件改变了,生活也就发生改变,那么,动植物将采取适应其生活的性状,并且在这种性状永存的情况下,遗传因子也与之相应发生变化。但是必须经过地质时代这样漫长的时间单位。越来越多的证据证明获得性是可遗传的,但并不能认为获得性遗传是生物进化的主要方式。因为在环境条件未发生剧烈变化的很长时期,生物进化的脚步并没有完全停止。生物进化是许多因素共同作用的结果,归根到底都必须是遗传物质发生了改变,只有这样变异才能一代一代延续下去,。环境只能是进化的外因。 此外,有些科学家认为多数突变是自发的,完全随机的,这种看法不全面。 DNA链处于细胞中,它必然生活在细胞内环境中。氨基酸残基的脱落、置换、加入无不伴随着肽键的断裂,这就需要能量和物质的交流,这一系列变化都与细胞内环境密切相关。 2.2 环境对遗传物质的筛选 在分子水平上环境对遗传物质的自然选择是有建设性作用的 .DNA链上的某一位点是处在其它基因位点的包围之中的,如果这一位点发生了变异要受到此位点周围其它基因的约束和干预。此外还要受到细胞核内环境中各种化学物质和染色体上组蛋白(只有真核生物具有)与非组蛋白的调控。总之,在一个新基因型进化初期,将选取提高个体适合度的有利突变。日本的太田(Ohta,1979)说,在分子水平上自然选择的主要作用是保持一个分子的现有机能,使它免受有害突变的影响 [8] 。 当遗传物质的变异通过了分子水平的自然选择后,还要接受更高级别的检验。不管 DNA上的突变位点是直接指导蛋白质合成,还是间接调控、影响转录和翻译的过程,绝大多数遗传物质的变异终究体现在蛋白质的变化上。多肽链上一个或多个氨基酸残基的变化可能影响蛋白质的空间构象及功能。多肽链在折叠时追求能量最低原则,完全折叠后的肽链要使它的空间构象有利于其功能的更好发挥。如果氨基酸残基的改变引起了蛋白质功能的变化,那改变后的蛋白质所发挥的功能将使生物体能更好地适应环境,提高其生存能力。以上就包括了细胞水平的自然选择,及蛋白质在发挥功能时与其功能相关的组织、器官水平的自然选择。这些选择将对由遗传物质变异引起的蛋白质变化进行筛选。 当遗传物质的变异最终体现在表型的差异上时,环境的作用就类似于达尔文所提出的自然选择理论了。只是根据现代生物进化理论,自然选择对象不是个体,而是种群。自然选择的价值在于种群基因库中基因频率的变化状况。 前面提到过有些突变似乎是中性的,没有任何意义。但当环境条件改变时,很有可能这些突变就不再是“中性”的了 [9] 。这些储备突变在环境条件发生改变时才有机会表达。近年来一些实验表明,存在着以热休克蛋白 HSP90为代表的一些分子机制,能够在一定程度上隐藏基因突变造成的表型变化 [10] 。也就是说,环境可以选择一些突变,让其表达,而让另一些暂时隐藏起来。通过这些隐藏的后备突变,个体有更大的机会适应变化的环境。 3 生物进化后对环境的反作用 约在 27亿年前,出现了含有叶绿素,能进行光合作用,属于自养生活的原始藻类,如燧石藻、蓝绿藻等。这些藻类进行光合作用所释放的氧,进入大气后开始改变大气的成分 [11] 。大气中游离氧的出现和浓度不断增加,对于生物来讲有极重要的意义。生物的代谢方式开始发生根本改变,从厌氧生活发展到有氧生活。代谢方式的改变打打出进了生物的进化发展。约在10~15亿年前出现了单细胞真核植物,以后逐渐形成多细胞生物,并开始出现了有性生殖方式。由此可见,生物的进化对环境有着极强的反作用,引起环境发生改变。而改变了的环境条件对生物进化的方向又有指导意义。人类有极强的改造自然和利用自然的能力。人类对自然环境的影响比任何一种生物都大。 起源和灭绝也都是生物不适应环境,被环境所淘汰的结果. 其实它们和进化是一回事,只不过是结果不同.
❷ 生物是怎么进化来的,生物为什么要进化
进化依靠DNA复制时发生的错误。就是说不是百分之一百的‘’完美‘’复制。错误千奇百怪,有好有坏,好的被大自然选择,留了下来,人们直观的就看到生物在往好的方面进化。其实进化可以看成是无数生物的各种不同尝试,留下了几条能够存在下去的路。
不是生物有目的的要去进化,而是DNA复制时的错误使得生物能够有几率建立优势,更好的存在下去,所以这种不稳定的复制一直被保留了这来
❸ 生物为什么会进化
进化的方式
生物界各个物种和类群的进化,是通过不同方式进行的。物种形成(小进化)主要有两种方式:一种是渐进式形成,即由一个种逐渐演变为另一个或多个新种;另一种是爆发式形成,即多倍化种形成,这种方式在有性生殖的动物中很少发生,但在植物的进化中却相当普遍,世界上约有一半左右的植物种是通过染色体数目的突然改变而产生的多倍体。物类形成(大进化)常常表现为爆发式的进化过程,从而使旧的类型和类群被迅速发展起来的新生的类型和类群所替代。
渐进进化是达尔文进化论的一个基本概念。达尔文认为,在生存斗争中,由适应的变异逐渐积累就会发展为显着的变异而导致新种的形成。因为“自然选择只能通过累积轻微的、连续的、有益的变异而发生作用,所以不能产生巨大的或突然的变化,它只能通过短且慢的步骤发生作用”。与达尔文的主张相反,早期遗传学家如荷兰的H.de弗里斯等相信,新种可由大的不连续变异即突变直接产生,并把这种方式看作是进化变化的主要源泉,认为自然选择对生物的进化不起积极作用。现代进化论坚持达尔文的渐变论思想和自然选择的创造性作用,强调进化是群体在长时期的遗传上的变化,认为通过突变(基因突变和染色体畸变)或遗传重组、选择、漂变、迁移和隔离等因素的作用,整个群体的基因组成就会发生变化,造成生殖隔离,演变为不同物种。20世纪70年代以来,一些古生物学者根据化石记录中显示出的进化间隙,提出间断平衡学说,代替传统的渐进观点。他们认为物种长期处于变化很小的静态平衡状态,由于某种原因,这种平衡会突然被打断,在较短时间内迅速成为新种。
生物的进化既包含有缓慢的渐进,也包含有急剧的跃进;既是连续的,又是间断的。整个进化过程表现为渐进与跃进、连续与间断的辩证统一。
❹ 自然界中的生物是不断进化的生物进化的原因是什么
生物物在繁衍的过程中,会不断地产生变异,其中的许多变异是能够遗传的,这些不断发生的变异是生物进化的基础.然后过度繁殖为自然选择提供了动力,以生存斗争为手段,达到适者生存与不适者被淘汰的结果.
人工选择是生物进化原因的一个方面,人工选择的结果是符合人们需要的新品种,新品种不一定适应环境,如金鱼,也不是在自然界中发生的.
故选A
❺ 为什么动物会进化
因为环境是会不断改变的,当动物的生存环境一旦发生变化,则有些动物会因不适应新环境而被淘汰,而某些突变的新个体由于能适应新环境,根据自然选择学说,会逐渐被保留,并成为一种新的个体,从而有了动物的进化。
❻ 地球生命的进化,究竟是什么在推动着
我问你一个问题,你知道你是哪来的吗,很多人都说我是在妈妈的肚子里生出来的,这句话是完全正确的,但是如果把时间放到前,人类是怎么来的?达尔文的进化论非常的着名,达尔文提出人类是通过猿类进化而来的,曾经的猿类进化成了我们现在的人类。可是有一个问题让很多人一直疑惑。生命是在不断进化的,而推动这种进化的进程究竟是什么?
这是一个适者生存的世界,你适应它,你才能生存下来,也正是因为它推动了现代生物的进化,由于环境的改变,未来人们兴许还会朝着哪一个方向进化,不过,我们现在没有办法预测到底是朝哪一个方向。所有事情都不是一成不变的,它都是有变化的,人类也是一样。环境也是一样,地球也是一样。
❼ 生物到底是怎么进化的,为什么会进化呢
简单点说,“错误”导致进化
就像你在日常生活中在熟悉的事情上会经常出现一点点小错误一样,DNA在复制的过程中,DNA聚合酶也会随机出现一点点错误,导致突变产生。很多突变是中性的,对表型无影响,它们不受自然选择作用,从而是群体中存在大量的多态现象;但还有一小部分突变会影响到表型,其中绝大多数对表型造成影响的突变是负面的,极个别的是正面的,在自然选择的作用下,负面的突变在后代中被减少而正面的突变则增加,最终导致生物类群的进化。
当然,是基因频率改变的机制不仅仅是突变一条途径,但大同小异,一个群体,如果其等位基因的频率发生改变,而且改变如此之大,与原物种产生显着分歧,那么就进化成另一个物种了。
❽ 生物进化的原因是什么
因为生物的基因在复制的时候会出现一些小错误,不能完整地复制一遍,这就导致了变异。但基因整体上还是和原来的差不多,所以子女都很像父母,猪生不出牛来,这叫遗传。遗传和变异是高中生物里很普通的概念。
这个世界的环境从古到今一直在缓慢变化,变异是随机的,有的朝有利于适应新环境的方向变,有的朝不利于适应新环境的方向变。物竞天择,适者生存。在激烈的生存竞争中,利于新环境的比不利于新环境的更能获得食物,求得配偶繁衍后代。这些有优势的强者的后代在他们父辈基因基础再进行突变。这样,一代代繁衍下去,不利于新环境的终究被淘汰了,剩下的全是适应新环境的,这也是进化论的精髓所在。
举个例子,古代猿人聪明一点的肯定比不聪明一点的更具优势,长期积累下来,不聪明的基本被淘汰,所以现在人类智商远远超过了其他生物。
❾ 生物进化的原因
因为周围环境发生了变化。
在人类发展和进化中的重大事件有:直立行走——制造和使用工具——大脑进一步发达——语言的产生。直立行走是进化发展的基础。
生命的诞生
如果说海洋动物登上陆地历史不长,是由于生物大爆炸在5亿年前才发生,是可以理解的,但植物也很晚才来到陆地,这似乎就不好理解了。一种解释这仍然是因为氧气,氧气所形成的臭氧层能屏蔽可以穿透其它气体的紫外线,有了臭氧层,生命才能离开能防护紫外线的海水在陆地上直接面对太阳。地球大约在4亿年前形成了臭氧层,于是生命就在这个时候大规模地转移到陆地。
陆地和海洋的进化衔接,可以用今天仍然活着的古老的总鳍鱼来演示,一个纯粹的深海鱼类,却长着类似陆地动物的腿,显然,当时有很多鱼用腿走上了陆地,而这条鱼的祖先因为勇气不够又退回去了。我们就是那些勇往直前者的后代,我们身体中,都是勇敢者的基因。
不过,生命真正的登陆,不只是靠鱼长腿,还依赖于地球核心的动力,因为生命星球上的充满水分的气候,必然要侵蚀地貌,如果没有造山的机制,那么地球上有过的山脉早就被磨平了,平地就意味着没有河流。而没有河流的陆地,生命是不可能深入的。然而地球有一个造山的发动机,这就是转动的热核,核心的岩浆通过层层地幔向上传导热量,由它而引发的造山运动从来没有停止,这种造山运动几乎每隔一亿年就把地球的面貌彻底地修改一次。最近的一次最大规模的造山运动,离我们只有4千万年,它造就了地球上最高的喜玛拉雅山脉和辽阔的青藏高原,同时也影响了至少半个地球的生态和人类文明的布局。
地球上的山脉和河流都是年轻的,生命的气候对地球表面的磨损要求地球不停地去修复,保持地表上永远的高低不平,从而使生命在使用地球的陆地之后,还能享受到由河流所贯穿的通向陆地深处的生命链,我们的地球在40多亿岁的高龄,依旧蕴藏着沧海桑田的生机。
从地心传递的整个地球的活力对生命的存在、进化,都有着其它的和我们类似的星球不可比拟的优势,金星上也有高山,甚至比地球上的山脉还高,但它们是几十亿年前形成的,只是气候干燥没有被磨损掉,其它的岩石行星也都是这种苍老,不知这是一种巧合,还是必然,总之一个没有生命存在的星球,它的表面物理动态也近乎于停滞。
地球的活力不只是制造山脉和河流,它甚至改变整个大陆的形状,当地心的热核一旦觉得热散得不舒服,就会把陆地拱开,就像一个婴儿踢被子一样,这个踢的过程,就是大陆漂移,在最近的两亿多年中,地球的大陆曾经从远古的3块,在一亿年前合成一块,接着又分开成今天这样。
这种漂移不管是分,是合,都给生命的进化模式带来巨大的影响。今天的大陆,据考察是自有生命登陆以来板块分割得最多的状态,而每块大陆显然都有不同的生物种类,实际上,由孤立导致的生物多样性似乎比其它因素导致的多样性更加明显,而我们的祖先——灵长类,就是在大约6000万年前,相继在大陆板块相互漂移得最远的时候诞生的。
生命的登陆
地球充满活力,是因为地球的旋转,这种旋转保护生命自远古存在并一直推动生物进化到智能文明,但是,今天的智能文明,却并不需要地球旋转得太快,因为过快的旋转所引发的太多的地震、火山或者狂风都会给人类带来灾害。
我们运气很好,地球有一颗卫星——月亮。它的质量只有地球的80分之一,但它的引力足以成为一个给地球这个转轮安置的无形刹车,不断给地球的自转减速,在以往的40多亿年里,月球至少使地球自转速度减慢了一半,而月球也随着地球的转速减慢放松了对它的束缚,逐渐地离地球远去,远到当人类出现之后,从地球上看它的表面直径和太阳的表面直径正好吻合,这给人类观测太阳的活动规律,带来极大的方便。
由月球造成的海洋潮汐每时每刻都抚摸着陆地,正是这个把小小贝壳推动的力量,亿万年来,亿万次的摩擦,终于使地球的转速逐渐地从每天10个小时的昼夜交替,减慢成24个小时。
月亮留给我们足够做美梦的温馨长夜,它赠给人类的最珍贵的礼物是地球有史以来最稳定的地壳。
月球离地球只有38万公里,因此人类可以看到它的表面轮廓,但无论人们怎样想象月球上的神话,月球却是一颗死星球,月球和地球在同样的距离得到太阳的光辉,然而由于月球比地球小得多,它们的命运就完全不同。
类似月球的卫星
但宇宙是复杂的,像月球这样的小天体如果遇到一些特殊的外在条件,它们的表面会发生难以想象的事情,在太阳系大行星的周围,有很多类似月球这样的卫星,它们虽然离太阳很远,但却由于它们靠近引力巨大的行星,于是它们出现了和我们的月亮完全不同的情况。
木星是太阳系里最大的行星,质量比地球大300多倍,拥有16颗卫星,其中有4颗和月亮差不多大,它们应该和月亮的表面状态相似,但情况完全不同。其中的木卫1离木星最近,于是,木星的巨大引力搅动了它内部的热能,这些热能源源不断地从核心喷出,形成火山,火山的岩浆早已多次覆盖了这颗星球的表面,从现在的情形看,火山依然在猛烈地喷发,不知道它已经喷了多少岁月和将要再喷多久,然而,一个天体上有复杂的物理和化学动态,对于我们研究生命起源是非常宝贵的。
而木卫2则是一个在零下170度的寒冷太空中,居然可能拥有液态水的天体,——外面是冰,里面是水,它的冰层有被木星潮汐力撕扯后重新冻结的痕迹,这也许会证明除了核聚变能以外,引力能也可以创造液态水,那么这也许意味着在远离恒星的地方也会有生命,因为液态水被认为是生命存在的最直接的条件。
木星的成份基本都是氢气,超新星制造的重元素在宇宙所占的比重毕竟很少,所以大部分还都是像氢气这样的古老物质。土星是最典型的氢气的产品,因为它的比重比水还轻,但它的美丽的光环却是重元素,土星的光环基本上是由岩石和冰块组成,巨大的土星和它的稀薄的光环的物质比例,大概就代表了太阳系里宇宙的原始物质和超新星制造的重元素的之间的比例关?/ca>
参考资料:http://www.pge.net.cn/ks/kyk/www/public/show.php?ArticleID=33667
达尔文主义
Darwinism
英国生物学家C.R.达尔文创立的以自然选择为中心的生物进化理论,即通常所指的进化论。达尔文运用大量地质学、古生物学、比较解剖学、胚胎学等方面的材料,特别是他在环球航行期间以及研究家养动植物时所获得的第一手材料,令人信服地证明了现存多种多样的生物是由原始的共同祖先逐渐演化而来的,揭示了自然选择是生物进化的主要动因,从而使进化论真正成为科学。自然选择的主要内容包括变异和遗传、生存竞争和选择等。变异是选择的原材料,在生存竞争中,有利的变异将较多地保存下来,有害的变异则被淘汰。有利变异在种内经过长期积累,导致性状分歧,最后形成新种。生物就是这样通过自然选择缓慢进化的。英国生物学家A.R.华莱士与达尔文同时提出了类似思想,并于1889年第一次把达尔文的学说称为“达尔文主义”。达尔文主义的着名代表人物还有T.H.赫胥黎和E.H.海克尔。
达尔文主义第一次把生物学放在完全科学的基础上,它的产生不仅是生物学的伟大革命,也是人类思想史上的伟大革命,具有巨大的哲学意义。它用自然选择的进化学说合理地说明生物的多样性和适应性,从而有力地打击了唯心主义的特创论和目的论利用生物的多样性和适应性长期宣扬的上帝有目的地创造生物的观点,这是唯物主义世界观的伟大胜利。马克思、恩格斯高度评价达尔文的进化论,并把它引为自己学说的自然史基础。唯心主义者则试图利用达尔文主义宣扬他们的哲学思想和社会政治观点,产生了社会达尔文主义、庸俗进化论等流派。围绕达尔文主义所展开的哲学斗争,一直延续至今。
在达尔文时代,细胞学说刚刚建立,遗传学尚未成为科学,因而达尔文主义没有也不可能揭示生物遗传、变异的机制。此外,达尔文还过分强调了生物的缓慢进化。19世纪末叶以来,出现了把达尔文的自然选择学说与遗传学相结合的趋势,各门生物科学的新成就使达尔文主义发展到一个新的阶段(见新达尔文主义、综合进化论)。
新达尔文主义
neo-Darwinism
http://www.cle.com:8080/cp/?article=284/%E6%96%B0%E8%BE%BE%E5%B0%94%E6%96%87%E4%B8%BB%E4%B9%8919125.html
C.R.达尔文的自然选择理论和A.魏斯曼的种质学说相结合的一种生物进化理论。新达尔文主义产生于19世纪末,创立者是德国生物学家魏斯曼。美国遗传学家T.H.摩尔根、英国遗传学家J.A.汤姆逊也是有影响的新达尔文主义者。1896年,G.J.罗马尼斯首次将这种理论称为“新达尔文主义”。
19世纪下半叶,细胞学取得了长足的进步,陆续发现了细胞核、染色体以及有丝分裂、减数分裂等重要事实。在这些成就的基础上,魏斯曼通过自己的实验研究,认真探讨了遗传和进化问题。他做了着名的小鼠尾巴切割实验,发现连续切割22代,小鼠尾巴并未变短,他由此否定获得性状遗传(见拉马克主义)。魏斯曼提出,生物体由种质和体质所组成。种质即遗传物质,专司生殖和遗传;体质执行营养和生长等机能。种质是稳定的、连续的,不受体质的影响,它包含在性细胞核主要是染色体里。获得性状是体质的变化,因而不能遗传。魏斯曼认为,进化是种质的有利变异经自然选择的结果。1917年,摩尔根提出“基因论”,把魏斯曼的种质发展为染色体上直线排列的遗传因子、即基因。新达尔文主义是进化学说发展中承上启下的一个重要阶段。魏斯曼把遗传学和自然选择学说结合起来,开创了进化论研究的新方向。他首次区分种质和体质,指明了遗传的物质基础及其连续性,在遗传机制上补充了达尔文的观点。这是新达尔文主义的重要贡献。然而,魏斯曼把种质和体质绝对对立起来,具有一定的局限性。
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达尔文主义·新达尔文主义·现代达尔文主义
http://www.chinawuli.com/view.asp?id=352
文/马铁山 郝改莲
1 达尔文主义
�亦即达尔文学说,它是达尔文在他的《物种起源》等着作中,从分类学、形态学、胚胎学、生物地理学、古生物学等方面,列举事实证明不同生物之间有一定的亲缘关系;古代生物和现代生物之间有着共同的祖先;现代生物是远古少数原始类型按照自然选择的规律逐渐进化的产物。它是一个庞大的生物进化体系。在达尔文学说的科学体系中,最主要的是自然选择学说,其主要内容可以概括为:过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。随后,英国的赫胥黎、德国的海克尔等称赞并接受达尔文主义,同时也在不同方面发展了达尔文的进化学说,成为达尔文主义学派。
�达尔文进化学说,回答了拉马克所不能解释的许多问题,是当时最完满的进化理论。该学说在思想方面、学术内容方面和科学方法方面作出了极其重要的贡献。但是在许多方面也引起了争议。首先,达尔文关于生存斗争的论述包括多个方面,即生物跟无机自然条件的斗争;跟同一物种的斗争——种内斗争;跟不同物种的斗争——种间斗争。但他主要指的是繁殖过剩所引起的种内斗争。显然,达尔文的这种认识是不全面的。事实上,生命自然界各类生物之间,既包括冲突,也包含和谐;既包含对抗,也包含合作。达尔文则过分强调“斗争”这个侧面,而忽略了其他方面的种种联系。其次,他把繁殖过剩所引起的生存斗争当作生物进化的主要动力是不恰当的。事实上,没有繁殖过剩,物种也会变异,旧种也会绝灭,新的更发达的种也会取代它们。第三,达尔文的某些主张仍然得不到现代科学的支持。达尔文同意生物在环境条件影响下获得的新性状可代代遗传。达尔文的这种获得性遗传(拉马克提出)假说作为科学上的一个普遍规律,仍然得不到充分的证明。
�2 新达尔文主义
�新达尔文主义是德国动物学家魏斯曼提出的,魏斯曼、孟德尔、德弗里斯和摩尔根等都是有影响的新达尔文主义者。他们组成了新达尔文主义学派。魏斯曼(August NeoDarwinism Weismann,1834~1914)反对达尔文的获得性遗传的思想,但同时又接受了达尔文自然选择的一般概念,并把这种选择机制推广到种质,提出了“种质论”,即生物体是由种质和体质组成的。种质是生殖细胞,体质是体细胞,因此,新物种的形成是由种质产生的,二者不能转化。环境条件只能引起体质的改变而不能引起种质的变化,因此获得性是不能遗传的。孟德尔(Gregor Johann Mendel,1822~1884),奥地利遗传学家,他提出了“遗传因子说”,即控制生物性状的遗传物质是以自成单位的因子存在着。他们可以隐藏不显,但不会消失。在减数分裂形成配子时,成对因子互不干扰彼此分离;通过因子重组再表现出来。孟德尔的观点说明了支配遗传性状的是因子,而不是环境。这与达尔文获得性遗传的说法显然不同。德弗里斯(Hugo De Vries,1848~1935),荷兰植物学家,他提出了“突变论”,他认为进化不一定像达尔文所讲的那样,通过微小变异(连续变异)而形成,他说变异可以是一种不连续的,由突变引起而直接产生新种。显然,在德弗里斯看来,自然选择在进化中的作用并不重要,只是对突变起过筛作用。摩尔根(Thomas hunt Morgan,1866~1946),美国细胞遗传学家。他提出了“基因论”,他认为基因在染色体上呈直线排列,从而确立了不同基因与性状之间的对应关系。这样也就可以根据基因的变化来判断性状的变化了。摩尔根认为,生物的基因重组是按一定的频率必然要发生的,它的发生与外界环境没有必然的联系。并认为,这种变异一经发生就以新的状态稳定下来。因此获得性状是不遗传的。
�新达尔文主义学派尽管提出了“种质论”“基因论”“突变论”等,但也有许多地方引起了争论。首先,新达尔文主义是在个体水平上研究生物进化的,而进化是群体范畴的问题。因此,这一学说在解释生物进化时,在总体上具有一定的局限性。其次,新达尔文主义学派中的多数学者,漠视自然选择学说在进化中的重要地位,因此他们不可能正确地解释进化的过程。
�3 现代达尔文主义
�也称综合达尔文主义,是以乌克兰遗传学家杜布赞斯基《遗传学和物种起源》(1937年出版)一书的问世为标志的。杜布赞斯基在此书中提出的“综合理论”是现代达尔文主义的理论基础。综合理论的基本内容包括:(1)种群是生物进化的基本单位;进化机制的研究属于群体遗传学的范围。(2)突变、选择、隔离是物种形成及生物进化中的3个基本环节。他认为,突变是普遍存在的现象,突变不仅能产生大量的等位基因,还可以产生大量的复等位基因,从而大大增加了生物变异的潜能。随机突变一旦发生后就受到选择的作用,通过自然选择的作用,使有害的突变消除,而保存有利的基因突变。其结果便造成基因频率的定向改变,这才使新的生物基因类型得以形成。群体的基因组成发生改变以后,如果这个群体和其他群体之间能够杂交就不能形成稳定的物种,也就是说,物种的形成还必须通过隔离才能实现。这是他早期提出的综合理论,又称“老综合理论”。1970年,杜布赞斯基又发表了他的另一本书《进化过程的遗传学》。在这本书中,他又对以上综合理论进行修改,他认为在大多数生物中,自然选择都不是单纯的起过筛作用的。在杂合状态中,自然选择保留了许多有害的甚至致死的基因,其原因就在于自然界存在着各种不同的选择机制或模式。这一思想相对于“老综合理论”成为他的“新综合理论”。
�杜布赞斯基以上的综合理论,综合了自然选择学说与基因论两种观点,吸取了达尔文学说的精华,又提出了自然选择模式概念,从而丰富和发展了达尔文的选择性,他又引入了群体遗传学的原理,弥补了新达尔文主义基因论的不足。他用分子生物学和群体遗传学的原理和方法,阐明了生物进化过程中内因(生物的遗传变异)和外因(环境的选择)、偶然性(遗传变异)和必然性(选择)的辩证关系。尽管如此,在进化理论研究的一些重要问题上,杜布赞斯基的综合理论还不能作出有说服力的解释。如生物体新结构、新器官的形成等比较复杂的问题,单纯用突变、基因重组、选择和隔离的理论是不能完全解释的。如果离开了生活方式的改变,离开了习性与机制变异的连续作用,离开了与其他器官的相互影响,很难做出令人满意的回答。此外,这一学说把实验方法理解为研究生物进化问题的惟一手段也是不恰当的。
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化石(fossil) 保存在岩层中的古生物遗体、遗物和活动遗迹。化石一词源自拉丁文fossillis,意为挖掘。化石是古生物学的主要研究对象,它为研究地质时期的动、植物生命史提供了证据。中国古籍中早已有关于化石的记载,如春秋时代的计然和三国时代的吴晋,都曾提到山西省产“龙骨”,“龙骨”即古代脊椎动物的骨骼和牙齿的化石;《山海经》也有“石鱼”(即鱼化石)的记述;南朝齐梁时期陶弘景有对琥珀中古昆虫的记述;宋朝沈括对螺蚌化石和杜绾对鱼化石的起源,已有了正确认识。迄今,发现最早的细菌化石为距今35亿年前的澳大利亚瓦拉翁纳群中的丝状细菌化石。