自然科學概念生物進化（自然科學概念）01簡介主要學說思想發(fā)展進化特征目錄03020405進化方式最新成果進化內容目錄0706基本信息生物進化(Biologicalevolution)是指一切生命形態(tài)發(fā)生、發(fā)展的演變過程?！斑M化”一詞來源于拉丁文evolution，原義為“展開”，一般用以指事物的逐漸變化、發(fā)展，由一種狀態(tài)過渡到另一種狀態(tài)。1762年，瑞士學者邦尼特最先將此詞應用于生物學中。后來，達爾文的物種起源理論也是基于這一理論而誕生。簡介簡介從遺傳學角度來講,睿智的先祖?zhèn)?譬如達爾文、赫胥黎、?？藸柤捌渌锟茖W家,已經(jīng)為我們確立了遺傳法則在人類進化演變中所占據(jù)的主導性地位。人類的直立行走,以及其他種種生理能力運動、消化、血液循環(huán)、神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉力量、骨骼結構,甚至是精神能力,這一切都得益于人類的遺傳。盡管如此,還是遺漏了一種遺傳,它超越了科學家們所能研究和想象的范疇。對于這種非凡的遺傳現(xiàn)象的存在,他們深感無力無望,更是無法昭示于世人。只要大膽地敞開感官意識這扇大門,就能輕而易舉地獲得這股鮮活能量。那么,此時的你還猶豫什么呢?古人認為每件雕刻品都是種觀念或情感的具體化,都是根據(jù)這樣一個原則創(chuàng)作出來的,精神態(tài)與身體表達之間存在著完美的一致。而今我們承認精神狀態(tài)與人的身體狀況存在著直接的一致,而且只是一直是這樣被闡述的,以至于我們如今知道,每一種境況都是結果,而這一結果,是一個源于某個理念的原因的產(chǎn)物

。思想發(fā)展古代觀念物種起源近代觀念思想發(fā)展古代觀念古代人們在栽培植物和馴養(yǎng)動物的生產(chǎn)實踐中，積累了關于生物的形態(tài)、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(huán)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(tǒng)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(xù)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(zhàn)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(fā)展而來的。近代科學誕生以前，進化思想發(fā)展緩慢，當時廣為流行的是神創(chuàng)論和物種不變論。這種觀點直到18世紀仍在生物學中占統(tǒng)治地位，其代表人物是瑞典植物學家C.von林奈（1707～1778）。他所提出的分類系統(tǒng)雖然有助于揭示生物物種之間的歷史聯(lián)系，但他卻把物種看作是上帝創(chuàng)造的不可改變的產(chǎn)物。隨著生產(chǎn)和科學的發(fā)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，甚至像林奈這樣堅定的神創(chuàng)論者，在晚年也不得不承認由于雜交的結果能產(chǎn)生新種。近代觀念與林奈的觀點相反，法國學者G.L.L.布豐(1707～1788)相信物種是變化的，現(xiàn)代的動物是少數(shù)原始類型的后代。他把有機體與居住環(huán)境聯(lián)系起來，認為氣候、食物和人的馴養(yǎng)等因素可引起動物性狀的變異。1809年，另一位法國學者拉馬克(1744～1829)在其《動物學哲學》中，用環(huán)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(chuàng)立了第一個比較嚴整的進化理論。其意義在于：否定了神創(chuàng)論和物種不變論，奠定了科學生物進化論的基礎，即生物都不是神創(chuàng)造的，而是由更古老的生物進化而來的。物種起源1859年，C.R.達爾文發(fā)表《物種起源》一書，論證了地球上現(xiàn)存的生物都由共同祖先發(fā)展而來，它們之間有親緣關系，并提出自然選擇學說以說明進化的原因，從而創(chuàng)立了科學的進化理論，揭示了生物發(fā)展的歷史規(guī)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(fā)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征，補充、豐富了進化論。生物進化過程生物進化的一般序列進化的進步性：地球上的生命，從最原始的無細胞結構狀態(tài)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，然后按照不同方向發(fā)展，出現(xiàn)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，最后出現(xiàn)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(xiàn)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(fā)展為高等智慧生物，這就是人

。主要學說主要學說（1）拉馬克的獲得性狀遺傳學說（2）達爾文的自然選擇學說（3）直生論（4）生物進化的“突變論”（5）新達爾文主義和綜合進化學說（6）中性學說（7）“間斷平衡”學說（8）進化“四因說”表1主要進化理論的比較進化特征進化特征生物進化生物界的歷史發(fā)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(xiàn)出一種進步性發(fā)展的趨勢。一般說來，進化過程的進步具有如下特征：1.在生物界的前進運動中，可以看到不同層次的形態(tài)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(huán)境調控的不斷完善及對環(huán)境分析能力和反應方式的發(fā)展，加強了機體對外界環(huán)境的自主性，擴大了活動范圍。復雜性的進化

生物進化的道路是曲折的，表現(xiàn)出種種特殊的復雜情況。除進步性發(fā)展外，生物界中還存在特化和退化現(xiàn)象。特化不同于全面的生物學的完善化，它是生物對某種環(huán)境條件的特異適應。這種進化方向有利于一個方面的發(fā)展卻減少了其他方面的適應性，如馬由多趾演變?yōu)檫m于奔跑的單蹄。當環(huán)境條件變化時，高度特化的生物類型往往由于不能適應而滅絕，如愛爾蘭鹿，由于過分發(fā)達的角對生存弊多利少，以至終于滅絕

。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。進化方式自然選擇漸進式爆發(fā)式斷續(xù)平衡論進化方式自然選擇自然界的生物，通過激烈的生存斗爭，適應者生存下來，不適應者被淘汰掉，這就是自然選擇。漸進式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(fā)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(xù)的、有益的變異而發(fā)生作用，所以不能產(chǎn)生巨大的或突然的變化，它只能通過短且慢的步驟發(fā)生作用”?，F(xiàn)代進化論堅持達爾文的漸變論思想和自然選擇的創(chuàng)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(fā)生變化，造成生殖隔離，演變?yōu)椴煌锓N。20世紀70年代以來，一些古生物學者根據(jù)化石記錄中顯示出的進化間隙，提出間斷平衡學說，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的漸進觀點。他們認為物種長期處于變化很小的靜態(tài)平衡狀態(tài)，由于某種原因，這種平衡會突然被打斷，在較短時間內迅速成為新種。爆發(fā)式對化石的研究發(fā)現(xiàn)，在進化史上，相當長的時間內處于進化較為沉寂的時期，新種的化石很少；有時大量的物種化石集中出現(xiàn)在較短的地質年代，如寒武紀大爆發(fā)。寒武紀是古生代的第一個紀。研究證據(jù)表明，寒武紀大約是從距今5.44億年前至距今5.05億年前。地球上最早的生命大約是在距今38億年前出現(xiàn)的。在從38億年前到6億年前這長達32億年的時間里，生物進化的速率是十分緩慢的。最早的原核生物可能出現(xiàn)在35億年前。最早的真核生物可能出現(xiàn)在20億年前，從那時直至距今6億年前，地球上的生物幾乎都是單細胞生物。從寒武紀開始，地球上突然出現(xiàn)種類繁多的多細胞動物，人們稱這種現(xiàn)象為“寒武紀大爆發(fā)（Cambrianexplosion）”，也叫“寒武紀大爆炸”。斷續(xù)平衡論也稱為間斷平衡說。該學說認為化石的不連續(xù)性是歷史的真實反映，這正說明生物的進化是不連續(xù)的，新物種是短時間內迅速出現(xiàn)的，然后是長時間的進化停滯，直到另一次快速的物種形成出現(xiàn)。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(xù)的，又是間斷的。整個進化過程表現(xiàn)為漸進與躍進、連續(xù)與間斷的辯證統(tǒng)一。進化內容進化的基本單位進化的原材料自然決定方向隔離產(chǎn)生新物種進化內容進化的基本單位種群是生物生存和生物進化的基本單位，一個物種中的一個個體是不能長期生存的，物種長期生存的基本單位是種群。一個個體是不可能進化的，生物的進化是通過自然選擇實現(xiàn)的，自然選擇的對象不是個體而是一個群體。種群也是生物繁殖的基本單位，種群內的個體不是機械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通過繁殖將各自的基因傳遞給后代。進化的原材料基因庫和基因頻率基因庫是指一個種群所含的全部基因。每個個體所含有的基因只是種群基因庫中的一個組成部分。每個種群都有它獨特的基因庫，種群中的個體一代一代地死亡，但基因庫卻代代相傳，并在傳遞過程中得到保持和發(fā)展。種群越大，基因庫也越大，反之，種群越小基因庫也越小。當種群變得很小時，就有可能失去遺傳的多樣性，從而失去了進化上的優(yōu)勢而逐漸被淘汰。基因頻率是指某種基因在某個種群中出現(xiàn)的比例。基因頻率可用抽樣調查的方法來獲得。如果在種群足夠大，沒有基因突變，生存空間和食物都無限的條件下，即沒有生存壓力，種群內個體之間的交配又是隨機的情況下，種群中的基因頻率是不變的。但這種條件在自然狀態(tài)下是不存在的，即使在實驗條件下也很難做到。實際情況是由于存在基因突變、基因重組和自然選擇等因素，種群的基因頻率總是在不斷變化的。這種基因頻率變化的方向是由自然選擇決定的。所以生物的進化實質上就是種群基因頻率發(fā)生變化的過程。基因頻率的計算方法設二倍體生物種群中的染色體的某一座位上有一對等位基因，記作A1和A2。自然決定方向種群中產(chǎn)生的變異是不定向的，經(jīng)過長期的自然選擇，其中的不利變異被不斷淘汰，有利變異則逐漸積累，從而使種群的基因頻率發(fā)生定向的改變，導致生物朝著一定的方向緩慢地進化。隔離產(chǎn)生新物種物種物種是指分布在一定的自然區(qū)域，具有一定的形態(tài)結構和生理功能，而且在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖，能夠產(chǎn)生出可育后代的一群生物個體。隔離隔離是指將一個種群分隔成許多個小種群，使彼此不能交配，這樣不同的種群就會向不同的方向發(fā)展，就有可能形成不同的物種。隔離常有地理隔離和生殖隔離兩種。地理隔離是指分布在不同自然區(qū)域的種群，由于地理空間上的隔離即使彼此間無法相遇而不能進行基因交流。一定的地理隔離及相應區(qū)域的自然選擇，可使分開的小種群朝著不同方向分化，形成各自的基因庫和基因頻率，產(chǎn)生同一物種的不同亞種。分類學上把只有地理隔離的同一物種的幾個種群叫亞種。生殖隔離是指種群間的個體不能自由交配，或者交配后不能產(chǎn)生出可育的后代的現(xiàn)象。一定的地理隔離有助于亞種的形成，進一步的地理隔離使它們的基因庫和基因頻率繼續(xù)朝不同方向發(fā)展，形成更大的差異。把這樣的群體和最初的種群放一起，將不發(fā)生基因交流，說明它們已經(jīng)和原來的種群形成了生殖屏障，即生殖隔離。如果只有地理隔離，一旦發(fā)生某種地質變化，兩個分開的小種群重新相遇，可以再融合在一起。最新成果最新成果新的研究表明，生物在進化過程中，少數(shù)幾代能夠從人類導致的不利環(huán)境中生存下來，比如氣候變化、過渡捕撈等等。這是因為生物會進化。瑞典優(yōu)密歐大學的生物學家托馬斯-卡梅倫表示：“該發(fā)現(xiàn)顛覆了人們以前的觀念，即進化的發(fā)生速度十分緩慢，往往需要數(shù)百甚至上千年的時間。實際上，進化速度很快，往往與生態(tài)變化聯(lián)系在一起?！毖芯咳藛T在實驗室設定了雜亂的生活