登陆注册
5990500000022

第22章 历史—现代生物进化理论

我们这本书讲的是“进化”,地球上一切生物都在进化,一切事物都在进化,包括生物进化理论也在进化,那么,生物进化理论“进化”到现在到达什么程度了呢?不妨让我们来看看。

1.现代进化论流觞

首先,现代进化理论的由来有两点:

(1)拉马克进化学说的要点:①生物由古老生物进化而来的;②由低等到高等逐渐进化的;③生物各种适应性特征的形成是由于用进废退与获得性遗传。

(2)达尔文自然选择学说的主要内容,意义及局限性:①内容:过度繁殖,生存斗争,遗传和变异,适者生存;②意义:论证了生物是不断进化的,并且对生物进化的原因提出了合理的解释;③局限性:对于遗传变异的本质未作出科学的解释,对生物进化的解释也局限于个体水平,强调特种的形成是渐变的结果,不能解释物种大爆发现象。

基于以上两点,生物进化论也会不断“进化”。

2.现代进化论的基本观点

现代生物进化理论的基本观点是:种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质是种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节。现在我们具体阐述的就是:

(1)种群是生物进化的单位

种群是生物生存和生物进化的基本单位,一个物种中的一个个体是不能长期生存的,物种长期生存的基本单位是种群。一个个体是不可能进化的,生物的进化是通过自然选择实现的,自然选择的对象不是个体而是一个群体。这是因为:

①就原核生物和无性繁殖的真核生物来说,来自同一亲本的无性繁殖系是由遗传上相同的个体组成的,同一克隆内的个体之间没有遗传差异,自然选择作用的对象是无性繁殖系。

②对于有性生殖的生物来说,个体的基因型是终身不变的,无论它在自然选择中具有多大优势,其基因型也不可能一成不变地传给下一代个体,这是因为个体的基因组成来自父母双方。但是就一个种群来说,种群中全部基因的总和却可以在传宗接代过程中维持相对稳定,因此,自然选择作用的是种群,本质上是种群基因库。也可以这样理解:种群中个体的基因来自种群基因库,个体死亡后又通过其后代把基因归还给基因库。如果一个个体不能与种群中其他个体交配产生后代,这个个体在进化上就没有意义。种群也是生物繁殖的基本单位,种群内的个体不是机械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通过繁殖将各自的基因传递给后代。

(2)生物进化的原材料—突变和基因重组

可遗传的变异是生物进化的原始材料,可遗传的变异主要来自基因突变、基因重组和染色体变异,在生物进化理论中,常将基因突变和染色体变异统称为突变。

基因突变是指DNA分子结构的改变,即基因内部脱氧核苷酸的排列顺序发生改变。基因突变是普遍存在的。根据突变发生的条件可分为自然突变和诱发突变两类。不管在什么样的条件下发生突变,都是随机的,没有方向性。

染色体变异包括染色体结构的变异和染色体数量的变异,染色体数量的变异又包括个体染色体的增加或减少(非整倍数变化)和成倍地增加或减少(整倍数变化)两种类型。其中染色体结构的变异与非整倍数变异,由于破坏了生物体内遗传物质的平衡,所以一般对生物的生命活动是不利的,有时甚至是致命的,在生物进化过程中的意义不大。但染色体整倍数的变化没有破坏原有遗传物质的平衡,能够加强生物体的某些生命活动,对生物的进化,特别是某些新物种的形成有一定的意义,如自然界中多倍物种的形成。

基因重组是指染色体间基因的交换和组合。是由于减数分裂过程中,同一个核内染色体复制后发生重组和互换,结果就产生了大量与亲本不同的基因组合的配子类型。又由于在有性生殖过程中,雌雄配子的结合是随机的,进一步增加了后代性状的变异类型。基因重组实际包括了基因的自由组合定律和基因的连锁与互换定律。

突变和基因重组都是不定向的,有有利的,也有不利的。但有利和不利不是绝对的,这要取决于环境条件。环境条件改变了,原先有利的变异可能变得不利,而原先不利的变异可能变得有利。等位基因是通过基因突变产生的,并在有性生殖过程中通过基因重组而形成多种多样的基因型,从而使种群出现大量的可遗传变异。

变异是不定向的,变异只是给生物进化提供原始材料,不能决定生物进化的方向。生物进化的方向是由自然选择来决定的。

(3)自然选择决定生物进化的方向

种群中产生的变异是不定向的,经过长期的自然选择,其中的不利变异被不断淘汰,有利变异则逐渐积累,从而使种群的基因频率发生定向的改变,导致生物朝着一定的方向缓慢地进化。

引起基因频率改变的因素主要有三个:选择、遗传漂变和迁移。

选择即环境对变异的选择,即保存有利变异和淘汰不利变异的过程。选择的实质是定向地改变群体的基因频率。

选择是生物进化和物种形成的主导因素。已经发生的变异能否保留下来继续进化,或成为新物种的基础,必须经过自然选择的考验。自然选择决定变异类型的生存或淘汰。自然选择只保留与环境相协调的变异类型(有利变异),可见自然选择是定向的。经过无数次选择,使一定区域某物种的有利变异的基因得到加强,不利变异的基因逐渐清除,从而改变了物种在同区域或不同区域内的基因频率,形成同一区域内物种的新类型或不同区域内同一物种的亚种,或经长期的选择,使基因频率的改变达到生殖隔离的程度,便形成新的物种。选择决定着不同类型变异的命运,也就决定了生物进化与物种形成的方向。

遗传漂变是指如果种群太小,含有某基因的个体在种群中的数量又很少的情况下,可能会由于这个个体的突然死亡或没有交配而使这个基因在这个种群中消失的现象。一般而言,种群越小,遗传漂变就越显著。

迁移是指含有某种基因的个体在从一个地区迁移到另一个地区的机会不均等,而导致基因频率发生改变。如一对等位基因A和a,如果含有A基因的个体比含有a基因的个体更多地迁移到一个新的地区,那么在这个新地区建立的新种群的基因频率就发生了变化。

(4)隔离导致物种的形成

①物种的概念

物种是指分布在一定的自然区域,具有一定的形态结构和生理功能,而且在自然状态下能够相互交配和繁殖,能够产生出可育后代的一群生物个体。

②隔离在物种形成中的作用

隔离是指将一个种群分隔成许多个小种群,使彼此不能交配,这样不同的种群就会向不同的方向发展,就有可能形成不同的物种。隔离常有地理隔离和生殖隔离两种。

地理隔离是指分布在不同自然区域的种群,由于地理空间上的隔离即使彼此间无法相遇而不能进行基因交流。一定的地理隔离及相应区域的自然选择,可使分开的小种群朝着不同方向分化,形成各自的基因库和基因频率,产生同一物种的不同亚种。分类学上把只有地理隔离的同一物种的几个种群叫亚种。

生殖隔离是指种群间的个体不能自由交配,或者交配后不能产生出可育的后代的现象。一定的地理隔离有助于亚种的形成,进一步的地理隔离使它们的基因库和基因频率继续朝不同方向发展,形成更大的差异。把这样的群体和最初的种群放一起,将不发生基因交流,说明它们已经和原来的种群形成了生殖屏障,即生殖隔离。如果只有地理隔离,一旦发生某种地质变化,两个分开的小种群重新相遇,可以再融合在一起。地理隔离是物种形成的量变阶段,生殖隔离是物种形成的质变时期。只有地理隔离而不形成生殖隔离,只能产生生物新类型或亚种,绝不可能产生新的物种。生殖隔离是物种形成的关键,是物种形成的最后阶段,是物种间真正的界线。生殖隔离保持了物种间的不可交配性,从而也保证了物种的相对稳定性。生殖隔离分受精前隔离和受精后隔离。教材中提到生物因求偶方式、繁殖期、开花季节、花形态等的不同而不能受精属于受精前生殖隔离。胚胎发育早期死亡或产生后代不能繁殖后代属于受精后生殖隔离。

③物种的形成

物种形成的形式是多种多样的,比较常见的方式是经过长期的地理隔离而达到生殖隔离,生殖隔离一经形成,原先的一个物种就演化成两个不同的物种。这种演化的过程是极其缓慢的。

不同物种间都存在生殖隔离,物种的形成必须经过生殖隔离时期,但不一定要经过地理隔离,如在同一自然区域A物种进化为B物种。但是在地理隔离基础上,经选择加速生殖隔离的形成,所以说经地理隔离、生殖隔离形成新物种是物种形成常见的方式。

(5)遗传在生殖发育和种族进化中的作用

在生物个体发育中,遗传可使子代与亲代相似,从而保持物种的相对稳定性。遗传在种族进化过程中的作用,是在一次次自然选择的基础上,不断积累生物的微小变异成显著有种变异,进而产生生物新类型或新的物种。

(6)现代生物进化理论的基本观点

种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种的形成。其中突变和基因重组产生生物进化的原始材料,自然选择使种群的基因频率发生定向的改变并决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件。

同类推荐
  • 永恒之阱

    永恒之阱

    是太阳带给这世界长存,使得寒冷与黑暗不再肆虐。然而太阳的永恒却将自己深陷在一个永远无法逃离的孤寂之中,如同一只巨大的陷阱。无论过去,现在,还是未来,燃烧的,是光明的救赎,是孤独的希望。谨以《永恒之阱》献给所有生存于此分此秒的孩子,及所有人类的朋友。
  • 猎狗布尔卡·托尔斯泰童话精选

    猎狗布尔卡·托尔斯泰童话精选

    托尔斯泰一生创作浩如烟海,除了三篇享誉世界的长篇小说外,他还创造了大量的短篇小说。而本书从这些短篇小说中,选取了适合青少年阅读的童话、寓言,集合成册,向青少年读者展示了泰戈尔不一样的文学世界。托尔斯泰一生主要是关心人,同情不幸人们的苦难,思索着怎么使人间冲忙人与人之间真诚的爱。他的这种伟大人格,贯穿在他每一步作品之中。阅读这些优秀作品,可以让孩子们学会如何去爱,去面对生活、面对自己的人生。
  • 王孝和的故事(代代读儿童文学经典丛书)

    王孝和的故事(代代读儿童文学经典丛书)

    本书为儿童文学小说。共产党员王孝和积极组织工人参加罢工斗争。由于叛徒的出卖,王孝和被国民党反动军警逮捕,备受重刑,威武不屈,以监狱与法庭为战场揭露国民党的罪恶。在牺牲前,他号召战友们“为正义而继续斗争下去”。
  • 寻找快乐岛

    寻找快乐岛

    这是一个有趣好玩的故事,充满了想象与温情。猎犬黑虎和小兔比比一起去冒险。糊里糊涂登上了偷猎者的游船。没想到这艘船是属于一个名叫吞剑人的偷猎者和他的搭档——狡猾的狐狸眨巴眼的。他们在世界各地搜捕野生动物,这次的目的地是美丽的绿岛。吞剑人会说动物的语言,他诱骗野生动物,说要带他们去寻找快乐岛,其实是把他们卖给制药厂、皮革加工厂。猎犬黑虎和小兔比比和船上的猩猩水手通力合作,将吞剑人变成了狐狸,关进了动物园的铁笼子里,供人们观看。最后,他们开着那艘游船,找到了一个真正的快乐岛。
  • 呀,小狐狸

    呀,小狐狸

    狐狸爸爸为了照顾狐狸妈妈和四个刚出生的小狐狸,频频到农场偷鸡,它的行为激怒了农场主,遭到无情的射杀。失去丈夫的狐狸妈妈不得不负起独自抚养小狐狸的重任,教它们捕捉老鼠、智取松鼠、学习新技能。而丢鸡的事仍在发生,彻底惹怒了农场主,他带着雇佣和猎狗来到狐狸的藏身处,转瞬间三只小狐狸被杀死,唯一幸存的一只被带回,用铁链拴起来关在院子里。狐狸妈妈每晚都会带着食物来看小狐狸,并且不停的啮咬铁链,可一天又一天,铁链依然没有断,在这种万般无奈和绝望的情况下,狐狸妈妈到底要该怎么办呢……
热门推荐
  • 炽焰妖君

    炽焰妖君

    我若成魔,世间无佛。我若成妖,那便屠杀众神,毁了这天地!做唯一的生灵。我叫秦域——这是我的故事。
  • 风华绝代:废材三小姐

    风华绝代:废材三小姐

    她本是杀手界的传奇,不料执行任务时出现意外一朝穿越,她风府的废材三小姐,废材转眼成了天才,本以为这一世要孤独一生,但他却已强硬的方式闯入她的世界。
  • 火影续传之永夜梦生

    火影续传之永夜梦生

    第四次忍界大战的结束,意味着试探结束后的真正较量,即将展开。远古的布局终于到了收尾之时,本应死亡的人,再度降临。本是寻常小角色,转身间,却成了超级大BOOS。有人在隐藏,有人在忍耐。且看这荒岛走出的神秘少年,如何一步步从棋子,变为棋手。
  • 传奇斗士

    传奇斗士

    一场传奇的战争换来的却是南宫燕对斗士的向往,在他的心目中没有任何愿望,只有挑战所有的斗士,拥有一段传奇的人生,但在在这艰辛的征程中他能否坚持到最后,最终他能否成为传奇斗士?
  • 听说你也17岁

    听说你也17岁

    17岁那天,高考结束那天,他与她的青春从17岁展开,开向未来。这一路注定不是一路鲜花一路歌,成长伴随着荆棘与疼痛,长进我们的身体和心智。他与她又将如何面对这条成长的路,如何选择成长成何种形状。
  • 混沌之战神传说

    混沌之战神传说

    幸运值爆满,传说级人物。神一般的存在。。。。具体内容请看小说内容
  • 圣级魔导

    圣级魔导

    大梦不曾醒,一觉一千载!平凡宅男穿越一千年以后,用无数记忆中的经典在这个时代书写了一篇篇英雄史诗!你有数百年科技发展,我有几千载历史支撑!
  • 魔幻爱情学院

    魔幻爱情学院

    16岁高一女学生慕雪晴居然穿越了,并且还有个腹黑男不时折腾自己,天哪!这种生活到底什么时候才能结束?终于,等她明白了事情的一切真相后,却发现噩梦才刚刚开始……
  • 末日成神之路

    末日成神之路

    “阿雅,我想成为神!”“可以,不过机率很······”“不用告诉我机率,现在该怎么做!”“哦,先从楼上跳下去吧。”“······”
  • 星月无边,狂傲冷妃倾天下

    星月无边,狂傲冷妃倾天下

    第一世,她功成身退却因一场车祸遗憾终生,她死前并未瞑目,可想她的不甘;第二世,可以只手遮天,在江湖里算得上是数一数二的人物,她想证明自己,却被自己心腹捅了一刀;这一世,她在这个地方再次叱咤风云,因为她的前世教训,她身边的人都是亲手培训的,轻韵楼,是她心血,她从未想过要有个男人陪伴她,支撑她。她也从未想过她会爱上腹黑的他。他对她却是温柔的,伤害她的人他不会放过。他们携手走上巅峰,且看怎么将心交于对方……