登陆注册
10776200000004

第4章 非主流生物进化的机制

达尔文于1859年发表了他的《物种起源》,但他并不是提出生物进化的第一个人,也不是最后一个。达尔文的进化论只是故事的一部分,而不是故事的全部。我这里就介绍两种非主流生物进化理论。

1.“用进废退”

普遍公认提出生物进化机制的第一个人是拉马克(1744—1829),他是法国进化学家,进化生物学的主要奠基人。他的主要著作是《动物哲学》,发表于1809年,早了达尔文其书半个世纪。他提出了两个法则:一个是用进废退,一个是获得性遗传。他认为新物种是可以产生的,种的稳定性只有是相对的,生物进化的原因是环境条件对生物机体的直接影响。在新环境的直接影响下,生物习性改变、某些经常使用的器官发达增大,不经常使用的器官逐渐退化。经过这样不断地加强和完善适应性状,旧物种就逐渐变成新物种。

拉马克举长颈鹿为例,这种最高的哺乳动物生活在非洲内地,那里的土壤干枯贫瘠。长颈鹿不得不靠吃树叶为食,一直尽力才能勾到树叶。由于该物种长期保持着这个习惯,导致了它的前肢变得比后肢长,而它的脖子则延长到了这样的长度,即使不用后肢直立,它的高度也能达到6米。

拉马克第一次从生物与环境的相互关系方面探讨了生物进化的动力,他的“获得性遗传”也是达尔文理论的基础。拉马克认为生物天生具有向上发展的趋向,动物的意志和欲望变成新物种。这个理论并没有什么客观基础,只是的一种想象。

拉马克的理论在19世纪是很流行的理论。魏斯曼是个德国的遗传和进化学家。他做了著名的小鼠尾巴切割实验。他连续切割小鼠尾巴22代,发现它并未变短,他的实验让人们基本否定获得性遗传。自从拉马克发表《动物哲学》以来,生物进化在欧洲以为人普遍接受,把生物进化的概念说成是达尔文的贡献是主流的达尔文生物学家有意抬高自己的“图腾”,罔顾历史事实的说法。

2.生物巨变理论

不管是拉马克理论和前一文提到的达尔文和新达尔文理论,它们都有一个观点认为:新物种产生需要很长时间。这个过程在达尔文看来要几百万或几千万年,尽管这个数到了现在变得越来越小,那也要几万年。与此理论不同的另一派是生物巨变理论这一派认为新物种产生根本不需要很长时间,而是一代就生成,最先提出它的是荷兰植物学家Hugo De Vries。他认为新物种不像达尔文所讲的那样,通过微小变异(连续变异)而形成,而是可以不连续的方式很快接产生。他还认为自然选择在新物种产生中的作用并不重要,只是对突变起过筛选作用。

他在观察见月草(Evening Primrose)时,发现這種草常常會因為一次突變而成為新的品種,没有什么缓慢的中间体,所以他认为新生物就是由生物中的遗传物质巨变产生的。他的理論被稱為生物巨变理论。生物巨变理论在20世纪头30年是主流的进化理论,受到当时遗传学家广泛支持。

Hugo De Vries 还是提出基因是遗传物质的人,他管它叫pangene,到后来简化为基因(gene)。

目前生物学家普遍认同发现的新种都符合巨变的进化机制,明显的例子有两种:多倍体和两性生殖动物中变成孤雌生殖动物,它们都是一代就变成新的物种。

多倍体是人们发现许多新种的染色体数量,正好是旧种的倍数,如2倍,3倍。多倍体有可分为同源多倍体和异源多倍体。同源多倍体是自身染色体倍增所至,异源多倍体是两种不同的染色体的物种杂交而成。据估计,大部分的花卉及蕨类植物都是同过多倍体产生的,它发生在许多其他植物,动物和鱼类。人们很难像想单倍体的旧种是如何通过缓慢机制一段一段,或一条一条增加染色体变成多倍体的新种;而现实中,根本找不到比旧种带着多一段或一条染色体物种,所以说它们必然是一代就变成新种,这种观点被包括达尔文生理论家在内的生物学家普遍接受(Otto and Whitton 2000)。

第一个认识到染色体进化意义的是遗传学家理查德·古德史密特。他是美国加州大学伯克利大学的遗传学家。他的早期职业生涯是研究蛾的。在他多年的工作后,他认识到物种进化必须以一个非连续的方式产生,一个全新的生命突然出现了,他称之为“希望的怪物”(hopeful monster)。

另一个例子更令人不可思议,那就是两性动物变成孤雌生殖动物。孤雌生殖动物是指一些动物母性不用公性交配就可以生出下一代。

在美国密歇根州底特水族馆一只雌性白竹鲨鱼,独养六年,没有接触过雄性鲨鱼。可在2002年的某一天,动物园管理人员惊讶看到这只雌性鲨鱼生两名小鲨鱼,这就是孤雌生殖。这只雌性鲨鱼是由她父母两性生殖产生的,而她却可在没有雄性存在情况下孤雌生殖。显然,她与其父母是不同的种(即使不是传统定义的种,因传统定义的种只使用于两性动物)。孤雌生殖发生至少70以上的物种,包括蛇和蜥蜴。大部分的这些孤雌生殖物种都是由两性繁殖动物产生。

我以上谈的这两个例子都是生物巨变的例子,不符合达尔文理论,但它们是得到包括主流生物学家都承认一代成种的例子。在主流理论家的书中,它们往往被一带而过,很多生物课上老师根本不提。李察德·道金斯(Richard Dawkins)是英国剑桥大学解释,是现代著名的达尔文理论家,他写过一本书叫<;地球上最伟大的表演>;(THE GREATEST SHOW ON EARTH),就是谈生物进化中的各种例子。这本书有450多页,他谈了很多化石,自然选择和同源器官的例子,但对的例子一代成种提都不提。他为什么对这些生物学中普遍认同进化现象闭口不谈,难道有什么难以启齿的苦衷?

多倍体并不是最近的发现,早在1917年Winge就报道过(Winge 1917)。即使是新达尔文派的理论家也认为多倍体的生物是一代进化。Haldane 是新达尔文理论的奠基人之一,他就说过多倍体的发现一定会让达尔文吃惊,是对他的理论的矫正(Bell 1959)。哈佛大学的恩斯特.迈尔是新达尔文理论的重要人物之一,他的书中多次提到多倍体产生的新物种是瞬间发生,不需要地理隔离和自然选择(Mayr 1988),这种观点几乎可见于每一本西方的生物教科书中。

参考文献

Bell,P.R.Ed.(1959).Darwin's biological work;some aspects reconsidered.p.101—149.Cambridge Eng.University Press.

“the most important correction which must be made to his theory of the origin of species”.

Mayr,E.(1988).Toward a new philosophy of biology :observations of an evolutionist.p.262.Cambridge,Mass.Belknap Press of Harvard University Press.

“To be sure there is also polyploidy,a process able to produce new species instantaneously,primarily among plants.”

Otto,S.P.and J.Whitton (2000).“Polyploid incidence and evolution.”Annu Rev Genet 34:401—437.

Winge,O.(1917).“The chromosomes:Their number and general importance.”C.R.Trav.Lab.Carlsberg 13:131—275.

同类推荐
  • 生物化学教学目标考评手册

    生物化学教学目标考评手册

    《生物化学教学目标考评手册》按单元列出教学目标、考评测试及科学素养读物。教学目标部分对生物化学课程的内容设定了三个不同程度的目标一一掌握、熟悉和了解。“掌握”的内容,要求学生能全面理解,重点记忆并能融会贯通;“熟悉”的内容,要求学生能理解和记住概念与特点;“了解”的内容,只扼要介绍有关知识概念或通过学生自学来认识和理解。
  • 物理中的奥秘

    物理中的奥秘

    《物理中的奥秘》是一本专门为青少年编写的物理科普读物,它以一个个新鲜生动、引人入胜的物理故事,如冰箱为何会爆炸、他能推动地球吗、他抓住了飞行的子弹、金属也有记忆力、水能削铁如泥吗……在讲故事的同时,讲述一些物理原理和物理知识,寓教于乐,读起来津津有味,从而提高青少年读者对物理科学的兴趣,为青少年打开一扇扇科学的窗口,在阅读故事中满足青少年的好奇心。本书可供初中以上文化程度的青少年读者阅读使用,也可供一般读者使用。
  • 神奇自然之谜总集(求知探索系列丛书)

    神奇自然之谜总集(求知探索系列丛书)

    《求知探索系列丛书:神奇自然之谜总集》共分八章,包括传说中失踪的古大陆、奇特的天文之秘、神秘的大自然、神奇的自然现象揭秘、神奇植物之谜、神奇的动物之谜、神奇的世界之*、世界奇观博览。
  • 西方科技十二讲

    西方科技十二讲

    《西方科技十二讲》从历史、社会、经济、哲学和文化的维度,来透视科学和技术,概述西方科学技术事业发展的历程,及其与社会经济互动的特点,以便帮助读者更深刻、更全面地理解科学技术,从而为全面提高公众,特别是大学生的科学素质做一点服务工作。全书可分为四个部分,第一部分主要是介绍西方科学事业发展的社会制度化历程。第二部分主要是将科学技术嵌套在国家经济系统中,介绍西方技术创新活动的发展。第三部分主要是介绍西方科学技术事业发展的政策、人才培养和科技共同体运行的机制。第四部分主要是介绍西方科学技术的学科发展的特点。
  • 自然:消灭的自然灾难

    自然:消灭的自然灾难

    本书介绍了可怕的洪水灾害、我国历史上的洪灾、凶猛的泥石流灾害、不期而至的血崩灾害、海冰灾害的危害、难测的火山灾害、地震的产生和危害等。
热门推荐
  • 宠妃无疆之凤霸天下

    宠妃无疆之凤霸天下

    “我讨厌这样的金丝笼。”“宵宵,是你来到我身边的,就不要怪我不会放你走。”“她想要天下,那就打下天下让她祸害。”本来以为皇宫不过是她的一个游玩场所,没想最后走不出来,那么她愿意为了他画地为牢。冰冷的皇宫原来有她才会温暖,寒碧霄,你只能是我慕千寒的,来了就别想走。一生一世一双人,一念一生执子手。原来缘分早就注定,只待今生相遇,彼此的默念,会如此的刻骨铭心,无疆霸图,为你袖手天下。
  • 诸天我为王

    诸天我为王

    历经无尽的时空,追寻强大的力量,打破世界的束缚,挣脱命运的枷锁。
  • 禁断的咒术师

    禁断的咒术师

    陨石坑的中心位置,躺着一个身穿白衣的女孩儿,已经晕过去了,看年纪,也就十五六岁的样子,脸上虽说占满了灰土,但是依旧掩盖不住她清秀姣好的容貌,雪白的长裙,掩盖不住她凹凸有致的完美身材,在摔烂的一些破口处,隐约露出一些雪白的肌肤,赤足没有穿鞋子。正当我看的发愣的时候,地下那些已经被陨石落地所冲散的亚煞之息重新汇聚起来,不断的向女孩的身体内涌去,透过她的五官,和身体的毛孔不断的侵入她的体内,女孩的身体开始不断的抽搐,而她的表情,似乎因为痛苦而变的扭曲,她用她因为痛苦而恢复的一点意识望向了我,似乎想说什么,但却只发出了一声歇斯底里的惨叫!感谢腾讯文学书评团提供书评支持!
  • 半城风沙

    半城风沙

    也许你永远也记不起曾经你视为神话的抗战故事,战争虽然可怕,但其中的人和事或许是让我感到不害怕的地方吧。跟随趁我年轻,走到抗战1937年抗战爆发的时候,我带你走进半城,从奶奶的故事开始了解一位英雄,徐风沙……
  • 思念如雨般的成长

    思念如雨般的成长

    每个人的成长中都会有一些美好与辛酸,或许这才是最完整的人生。倾听夏雨的开心往事,感受那些年最真诚的话语。
  • 大神,要点脸成不?

    大神,要点脸成不?

    游戏部门大神时不时撩你是怎么回事?频繁给公司女狼们发送“他是她的人”的信息是几个意思?当游戏大神和部门领导合二为一时,该懵逼还是懵逼的接受?某商场卫生间,一部掉落的手机揭开“她”的身份,以致他在游戏和现实中连环夹攻,把她逼到自己的怀里……游戏里,带她游遍侠客江湖,陪她一起摆平乌龙;生活中,给她当免费保镖,当她“救命”男朋友;只要她需要,他都在。不知不觉中,她接受了他这个游戏情侣,又从游戏走向现实,最终……么么哒,啪啪哒,一齐上。--情节虚构,请勿模仿
  • 第一贪官:和珅

    第一贪官:和珅

    《中国文化知识读本·第一贪官:和珅》以优美生动的文字、简明通俗的语言,图文并茂的形式,讲述了和珅的一生。
  • 末世兑换系统

    末世兑换系统

    周朝重生了,回到了十五年前大黑暗灾厄爆发的前夜,还顺便携带了兑换系统重生。兑换系统里只有想不到的,没有不存在的!火影忍者的写轮眼、斩瞳里的帝具、漫威中的超能力、终结者的强大科技、无数小说的一流功法、超强武技、巅峰血脉……“兑换系统,妈妈再也不用担心我出门被丧尸咬了!”
  • 杀江湖

    杀江湖

    那年,我手提人头过闹市,一刀封喉斩春秋!
  • 盛气凌人!校草的假装女友

    盛气凌人!校草的假装女友

    因学长男友的背叛,让平凡的文学系大三女生江瑾悦成了校园论坛上的话题女主。加之身世显赫的恶魔校草的霸道一吻,更是让她风波不断。“做我的女友,保证你不会再被其他同学用另类的眼光看待。”他仿若撒旦般魅惑的声音愈来愈近,她单纯的心思微微动摇。大野狼杠上了乖乖牌,陷害与被陷害,当假戏撞上了真情,究竟鹿死谁手还是一起沦陷?【点进来入坑的朋友就不要走了嘛,本文轻松诙谐,小虐怡情,放心食用√】