1、 地球的生命史 生命在地球上出現(xiàn)已經(jīng)38億年，期間絕滅的物種占物種總和的99.999%大繁榮適應(yīng)輻射大蕭條大絕滅生命史中的進(jìn)化事件第五章 動(dòng)物的遺傳和進(jìn)化第一頁(yè)，共四十頁(yè)。第二頁(yè)，共四十頁(yè)。第三頁(yè)，共四十頁(yè)。 生命史的幾個(gè)階段前生命的化學(xué)進(jìn)化階段1氨基酸、核苷酸等有機(jī)分子的非生物合成和積累；Miller模擬實(shí)驗(yàn)2有機(jī)單體分子在非生物體系中聚合成核酸、脂類(lèi)、蛋白質(zhì)等生物大分子；3生物大分子整合成為具簡(jiǎn)單生命特征的原球體protobionts；微球體004、團(tuán)聚體、為球體脂球體 (4)形成代謝與遺傳體系，進(jìn)化出原核細(xì)胞；第四頁(yè)，共四十頁(yè)。1953美國(guó)米勒第五頁(yè)，共四十頁(yè)。第六頁(yè)，共四十頁(yè)。生物學(xué)進(jìn)

2、化階段 異養(yǎng)細(xì)胞出現(xiàn)：地球無(wú)氧氣，行無(wú)氧呼吸糖解酵？ 直接消耗外部有機(jī)分子，并獲得能量。 自養(yǎng)細(xì)胞出現(xiàn)：含卟啉類(lèi)化合物，行光化學(xué)反響，將無(wú)機(jī)物變成有機(jī)物，同時(shí)產(chǎn)生ATP,前寒武紀(jì)藍(lán)細(xì)菌化石，疊層石005地球出現(xiàn)氧、臭氧層文化進(jìn)化與生物學(xué)進(jìn)化階段第七頁(yè)，共四十頁(yè)。第八頁(yè)，共四十頁(yè)。動(dòng)物進(jìn)化的例證1 比較解剖學(xué)例證: 同源器官 同功器官 痕跡器官2 胚胎學(xué)例證:胚胎的相似性 生物發(fā)生律3 古生物學(xué)例證等第九頁(yè)，共四十頁(yè)。第十頁(yè)，共四十頁(yè)。第十一頁(yè)，共四十頁(yè)。第十二頁(yè)，共四十頁(yè)。 達(dá)爾文的進(jìn)化論及各種進(jìn)化學(xué)說(shuō) 達(dá)爾文的進(jìn)化論及其意義科學(xué)家用這把利劍(進(jìn)化論)斬?cái)嗔藷o(wú)知、迷信和傲慢這些束縛人類(lèi)對(duì)億萬(wàn)年

3、來(lái)的生命的了解的鐐銬。?物種起源?的出版之日被自然科學(xué)史家視為自然科學(xué)的獨(dú)立日。達(dá)爾文完成了千百年來(lái)唯物主義哲學(xué)家和思想家未能完成的思想革命，毫不留情的把上帝從科學(xué)領(lǐng)域驅(qū)逐出去。第十三頁(yè)，共四十頁(yè)。第十四頁(yè)，共四十頁(yè)。達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說(shuō)形成的四個(gè)階段： (1)1836年10月(達(dá)爾文結(jié)束環(huán)球考察)以前： 自然神學(xué)自然觀時(shí)期; (2)1836年10月至 1838年9月： 由自然神學(xué)自然觀向演變論自然觀轉(zhuǎn)變; (3)1838年10月(馬爾薩斯人口論)到1844年： 自然選擇理論形成時(shí)期； (4)1844年至1858年： 自然選擇理論開(kāi)展為完整的進(jìn)化理論； 環(huán)球路線006第十五頁(yè)，共四十頁(yè)。 達(dá)爾文進(jìn)化

4、學(xué)說(shuō)的內(nèi)容 核心是自然選擇學(xué)說(shuō)theory of natural selection，綜合前人觀點(diǎn)。 變異和遺傳一切生物都能發(fā)生變異，一局部能夠遺傳給后代自然選擇 生物產(chǎn)生后代的數(shù)目要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于可能存活的個(gè)體數(shù)目繁殖過(guò)剩，只有具適應(yīng)環(huán)境條件的有利變異的個(gè)體有較大的生存時(shí)機(jī)并繁殖后代，使有利變異可以世代積累，不利變異被淘汰。第十六頁(yè)，共四十頁(yè)。 性狀分歧、種形成、絕滅和系統(tǒng)樹(shù)同種內(nèi)個(gè)體間在結(jié)構(gòu)習(xí)性上愈是歧異，愈有利適應(yīng)不同環(huán)境繁育更多后代 分布更廣歧異愈大 變種、亞種，乃至新種。地理隔離對(duì)性狀分歧和新種形成的促進(jìn)作用空間、食物等有限，自然選擇與生存斗爭(zhēng)的結(jié)果使優(yōu)越類(lèi)型個(gè)體數(shù)目增加，不優(yōu)越的類(lèi)型個(gè)體

5、數(shù)目減少到一定程度就發(fā)生絕滅。性狀分歧、新種產(chǎn)生和中間類(lèi)型的絕滅 種間差異擴(kuò)大 系統(tǒng)樹(shù)相近種歸于一屬，相近屬歸于一科，相近科歸于一目，相近目歸于一綱時(shí)間和空間。 第十七頁(yè)，共四十頁(yè)。 達(dá)爾文后進(jìn)化理論的開(kāi)展達(dá)爾文學(xué)說(shuō)的第一次大修正 A.Weismann的“新達(dá)爾文主義主要是去除過(guò)濾了達(dá)爾文進(jìn)化論中除了“自然選擇以外的龐雜內(nèi)容，如拉馬克的“獲得性狀遺傳、布豐的“環(huán)境直接作用等，強(qiáng)調(diào)“自然選擇原理是達(dá)爾文學(xué)說(shuō)的核心。達(dá)爾文學(xué)說(shuō)的第二次大修正“現(xiàn)代綜合論(the modern synthesis)： 是由遺傳學(xué)家、生物系統(tǒng)學(xué)家、古生物學(xué)家等綜合了生物學(xué)各學(xué)科的成就和多種進(jìn)化因素而建立的現(xiàn)代進(jìn)化理論。

6、主要是對(duì)“自然選擇學(xué)說(shuō)本身以及相關(guān)概念如適應(yīng)概念、物種概念所作的修正第十八頁(yè)，共四十頁(yè)。達(dá)爾文學(xué)說(shuō)的第三次大修正古生物學(xué)大進(jìn)化的規(guī)律、進(jìn)化速度和趨勢(shì)、種形成和滅絕。分子生物學(xué)生物大分子的進(jìn)化規(guī)律、基因內(nèi)部的負(fù)載結(jié)構(gòu)。1 大進(jìn)化過(guò)程非“勻速和“漸變，而是“快速進(jìn)化和“進(jìn)化停滯相間的。2 大進(jìn)化與分子進(jìn)化的隨機(jī)性，自然選擇并非總是進(jìn)化的主因素。3 遺傳系統(tǒng)本身具有某種進(jìn)化功能，進(jìn)化過(guò)程本身可能具有內(nèi)因的“驅(qū)動(dòng)和“導(dǎo)向。第十九頁(yè)，共四十頁(yè)。進(jìn)化學(xué)說(shuō)的主題動(dòng)力 拉馬克主義和活力論者認(rèn)為生物內(nèi)部的“意志或“活力驅(qū)動(dòng)生物進(jìn)化。達(dá)爾文以后的“突變論者和某些現(xiàn)代遺傳學(xué)家認(rèn)為生物本身的遺傳機(jī)制是推動(dòng)進(jìn)化的主要因

7、素。達(dá)爾文學(xué)說(shuō)和現(xiàn)代綜合論認(rèn)為進(jìn)化的動(dòng)力來(lái)自生物的內(nèi)在因素(即突變)與環(huán)境選擇作用相結(jié)合。第二十頁(yè)，共四十頁(yè)。方向定向的？適應(yīng)局部環(huán)境的？隨機(jī)的、偶然的、無(wú)向的？有方向，不可逆的？圖00第二十一頁(yè)，共四十頁(yè)。速度漸變的，根本均速的 達(dá)爾文學(xué)說(shuō)，現(xiàn)代綜合論條約的，不勻速的 斷續(xù)平衡論，新災(zāi)變論恒定的 分子進(jìn)化中性論第二十二頁(yè)，共四十頁(yè)。分子進(jìn)化中性論基于對(duì)蛋白質(zhì)和核酸分子的進(jìn)化改變(表現(xiàn)為蛋白質(zhì)分子中的氨基酸替換和DNA分子中的堿基替換)的比較研究。顯著特點(diǎn)： 進(jìn)化速率相對(duì)恒定 進(jìn)化的保守性第二十三頁(yè)，共四十頁(yè)。生物大分子進(jìn)化速率相對(duì)恒定： 以核酸和蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變，即分子序列中核苷酸或氨

8、基酸的替換數(shù)作為進(jìn)化改變量的測(cè)度，進(jìn)化時(shí)間一年為單位，那么生物大分子隨時(shí)間改變率幾乎是恒定的。 比較不同物種同源大分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)計(jì)算分子進(jìn)化速率氨基酸或核苷酸每個(gè)位點(diǎn)每年的替換數(shù) ： K=d / 2tN K：進(jìn)化速率 d：氨基酸或核苷酸替換數(shù) N：大分子氨基酸或核苷酸總數(shù) t：大分子發(fā)生分異的時(shí)間2t為進(jìn)化時(shí)間， 是分異時(shí)間的2倍第二十四頁(yè)，共四十頁(yè)。生物大分子進(jìn)化的“保守性： 功能重要的大分子或大分子的局部在進(jìn)化速率上明顯低于功能不重要的大分子或大分子局部。 生物大分子進(jìn)化的保守性說(shuō)明大分子進(jìn)化并非完全隨機(jī)的。 一些研究資料說(shuō)明：生物大分子進(jìn)化中一級(jí)結(jié)構(gòu)的改變替換只與進(jìn)化經(jīng)歷的時(shí)間相關(guān)，而與

9、表型進(jìn)化速率不相關(guān)。如：杰克遜港鯊。第二十五頁(yè)，共四十頁(yè)。不同生物大分子的進(jìn)化速率第二十六頁(yè)，共四十頁(yè)。遺傳密碼的通用性說(shuō)明： 自然界所有生命形式都是相互關(guān)聯(lián)的。親緣關(guān)系越是相近的物種，他們的DNA或蛋白質(zhì)大分子越是相似，反之差異就大。 第二十七頁(yè)，共四十頁(yè)。 新災(zāi)變說(shuō)1977年Fisher 和Arthur首先提出。認(rèn)為集群絕滅具有周期性，否認(rèn)生命史上各集群絕滅是由不同復(fù)雜原因引起的偶發(fā)性事件的說(shuō)法，認(rèn)為集群絕滅可能是由單一因素應(yīng)起的，并且絕滅機(jī)制也大致相同。集群絕滅的周期性還沒(méi)有得到證實(shí).第二十八頁(yè)，共四十頁(yè)。 小進(jìn)化小進(jìn)化的單位種內(nèi)個(gè)體、種群小進(jìn)化的主要因素基因突變;遷出和遷入;自然選擇自

10、然選擇的作用19世紀(jì)英國(guó)黑化蛾加拉帕各司群島地雀圖008第二十九頁(yè)，共四十頁(yè)。 大進(jìn)化大進(jìn)化的單位種和種以上類(lèi)群物種是根本單位漸進(jìn)種量子種第三十頁(yè)，共四十頁(yè)。大進(jìn)化的形式輻射,適應(yīng)輻射單源群趨同,不同單源群平行,同一或不同單源群同向進(jìn)化.漸變形式與斷續(xù)平衡形式第三十一頁(yè)，共四十頁(yè)。人類(lèi)起源與進(jìn)化 分類(lèi)系統(tǒng)： 哺乳動(dòng)物綱 靈長(zhǎng)目 人猿超科 人科 人屬 智人種第三十二頁(yè)，共四十頁(yè)。 哺乳動(dòng)物綱 靈長(zhǎng)目 人猿超科 長(zhǎng)臂猿科 大猿科 人科 長(zhǎng)臂猿 猩猩 大猩猩 黑猩猩 人屬 人 智 人 科 人 屬 化 化 石 石第三十三頁(yè)，共四十頁(yè)。第三十四頁(yè)，共四十頁(yè)。第三十五頁(yè)，共四十頁(yè)。第三十六頁(yè)，共四十頁(yè)。第三十七頁(yè)，共四十頁(yè)。 小 結(jié) 地球生命史分為：化學(xué)進(jìn)化、生物進(jìn)化、文化進(jìn)化與生物進(jìn)化三個(gè)階段。達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說(shuō)的主要內(nèi)容；三次大修正；進(jìn)化的主題；分子進(jìn)化中性論；小進(jìn)化和大進(jìn)化。 人類(lèi)在自然分類(lèi)系統(tǒng)中的地位，人類(lèi)的形態(tài)學(xué)特征及人類(lèi)的生物進(jìn)化，人科譜系和現(xiàn)代智人種的起源。第三十八頁(yè)，共四十頁(yè)。 思考題1 簡(jiǎn)述生命史的幾個(gè)主要階段2 達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說(shuō)的主要內(nèi)容是什么？并加以解釋。3 什么是分子進(jìn)化中性論? 舉例解釋何為分子進(jìn)化速率.4 何為小進(jìn)化？簡(jiǎn)述小進(jìn)化的單位和主要因素5 何為大進(jìn)化？舉例說(shuō)明大進(jìn)化的形式有哪些？有何區(qū)別？6