中医药大学本科毕业论文
四川农业大学
生命科学课程论文
题目：人类科技对物种进化确有影响
姓名：张冰睿
学号：20150918
专业：财务管理
班级：201502
指导老师：周宇爝
【摘要】：人类本身只是万千生物中的一种，但人类作为一种衍生出文明的高度智慧生物，其所特有的行为和科学技术，在多年的使用下，对生物多样性，对生态环境，甚至对物种的进化都产生了重大的作用。本篇论文对人类的活动从外部的自然环境以及生物自身的内部进化两个方面进行实例分析，阐述人类科技对物种进化确有的影响以及人类应有的对科技的正确使用态度。
【Abstract】Humanity itself is just one of the myriad organisms, but as a human civilization highly intelligent creatures, are derived from the its behavior and science and technology, after years of use, the biodiversity, the ecological environment, and even have had a significant effect on the evolution of a species. This paper on human activities from the external natural environment as well as the two aspects of biological internal evolution is analyzed, the influence of human science and technology on evolution does and human should use right attitude towards science and technology.
【关键词】：生物进化；科学技术；生态环境；外部影响
【key word】Biological evolution. Science and technology; The ecological environment; External influence
目录
【摘要】 (2)
【Abstract】. ....................................... 错误！未定义书签。前言 ...................................................... 错误！未定义书签。一．人类活动对物种的影响 . (4)
1.对环境的直接影响——温室效应 (4)
2.对物种生存的直接影响 (6)
二．人类科技对动物生殖方式的的影响 (13)
1.转基因技术 (13)
2. 植物组织培养 (14)
3.细胞融合 (14)
4.克隆技术 (14)
三.人类如何正确影响物种进化 (16)
结语 (17)
参考文献 (17)
前言：毫无疑问，在沧海桑田的自然变迁面前，人类的影响是渺小的，但渺小并不等于无，人类活动对环境的影响，对地球来说无关痛痒，但往往会对我们自己和其他生物造成明显的影响。人类作为最高级的进化物种。具有很强的主现能动性，可以改造我们的生存的环境以使其更好地为我们服务。然而人类在为自己所创造的这一切欢呼的同时，也不可逆的改变了我们赖以生存的家园。一．人类活动对自然环境的影响
1. 温室效应
全球变暖进而影响物种是人类面临的一个重要而又棘手的热点问题,是在21世纪生物界面临的巨大挑战。它直接关系到物种的生存、生长及分布。
可以说近几十年来的全球变暖的主要原因是化石燃料的燃烧和土地植被的改变加剧了温室效应。
我们要从地球系统的能量平衡说起：
地球所有能量的来源是太阳释放的短波辐射，到达地球后，一部分被地表（或大气层）反射（或散射）到宇宙中，一部分被地表吸收。通俗地说，就是地球晒了太阳就热了。
然后地表升温后会对外放出长波辐射，（知道热成像吧，就是“有温度”的物体都对外放热），放出的长波辐射一部分直接就散逸到太空中了，一部分就被大气层中的温室气体吸收，然后大气层就被加热。
之后就类似了，大气被加热后也放出长波辐射，一部分散逸到外太空，另一部分向下到达地面，重新加热地面，是为“温室效应”地球能量平衡图。
试想，如果没有温室效应，那么当太阳下山后，气温就会骤降。距离太阳最近的行星——水星，就是因为没有大气层，导致它夜半球平均温度只有-160摄氏度左右（110K），而日半球却能达到400多度（700K）。如果没有大气层的温室效应，地球的平均温度可能也只有-15度，并不适合生存。
接下来我们说说地球系统的碳平衡：
地球大气中主要的温室气体有水蒸气、二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、一氧化二氮（N2O）以及其他痕量气体等。在自然界中，种种气体的含量由于水循环、碳循环、氮循环等而保持相对恒定的量。而工业革命以来，人类大规模地使用化石燃料，将封存在地下（海底）的碳以二氧化碳的形式释放到大气中，而自然界来不及“消化”如此大量的碳，导致大气中二氧化碳含量增高。
碳循
环图。
图中
加粗
的黑
线表
示人
类活
动的
影响：
植被
破坏
（deforestation）和化石燃料的燃烧（Fossil fuel burning），大概有6 Gton C/y
因此，大气层吸收的长波辐射更多了，放出的也更多了，对地表的加热也就更多了。
这就是现在我们讨论的全球变暖的基本原理。
温室效应导致了全球气候变暖,产生了一系列的后果,如冰川消退、海平面上升、荒漠化等。全球变暖还给物种的生存带来了严重的影响,甚至加速了物种的灭绝。在地球的历史上,它曾经历过10个冷暖循环。在循环变暖的过程中,海平面比较高, 物种分布向极地、高海拔地区延伸;在变冷的过程中,海平面比较低,物种分布向赤道、低海拔地区移动。而在这个过程中,很多物种是很容易走向灭绝的。而且由于人为因素造成的全球变暖会比过去的自然波动要迅速得多,因此这些由人为因素造成的变化对物种的影响也会是巨大的。
2.温室效应对物种的现有影响
全球气候变暖将严重威胁生物多样性。因为生命体无法承受这种快速相加的巨大变化。
生境退化与丧失
生境是生物生活的空间及其全部生态因子的总和,各生态因子协同对物种产生作用。由于气候变化,一些脆弱的生态系统正逐渐退化甚至消失,栖息于其中的物种正受到生存威胁。全球气候变化改变了物种的地理分布范围,增加了某些物种有潜力分布的区域。当由于温度变暖改变了温度格局,而且物种总是更易分布在气候条件最适宜的地理区域,因此物种的分布也会因此发生变化。
●物种地理分布范围的变化
物种的分布是与一个区域内生态因子之间长期作用达到平衡的结果,气候的变暖打破了这种平衡,迫使许多物种向更高的纬度和海拔迁移。当物种无法再迁移时, 就会造成地方性的甚至是全球性的灭绝。温度是影响物种分布关键的因子之一,特定的物种分布在特定的温度带内。不同地区温度升高的幅度不均衡,就会对物种分布产生影响。并且温度升高还引起其它连锁环境因子改变,从而使物种重新分布。在一些情况下,物种的分布范围与种群大小有关。在物种的适应范围之内,动物种群的大小与分布范围呈正相关。对于某些受益于全球气候变暖的物种,它的分布范围会随着种群的壮大而扩展。
●生物物候期的变化
物候是生物长期生活于特定生境,经过适应后,其发育节律与自然周期相协调的现象,如植物的开花、鸟类的产卵等。物候的时间与气温因子有关,并且这些因子的长期改变会带来物候的变化,最后对物种的繁殖力、竞争力等产生影响。气候变暖造成了生物物候期的变化,而正是这种变化形成了生态紊乱。全球范围内,大于80% 物种的物候期每十年提前或延后了2.3～5.1天,仲夏之前开花的物种物候期提前, 仲夏之后开花的物种物候期延迟。物候期的提前或延迟,也同样会带来其它物种的入侵、群落组成与结构的变化等一系列问题。
●对动物行为与生理的影响
动物的繁殖是其生活史中对气候变化最敏感的时期,微小的气候变化都可能对其繁殖成功率及后代产生影响。但是这种变化可能是正向的也可能是负向的。如果是负向的,温度升高就会对动物变得有害, 物种的繁殖机会和成功率就会降低。在美国加利福尼亚南部沿海地区2002年的一场严重干旱中,有4种旱地鸟
类棕顶猛雀、斑唧、加州唧和鹪鹩的繁殖量平均下降了97%,繁殖成功率也从前一年年每对成鸟繁育2.37只幼鸟下降到第二年的0.07只。而且,由于温度变化而导致的动物繁殖生境的改变也会影响到野生动物的繁殖欲望, 导致物种繁殖速率的下降。
物种灭绝速度增加
温度变化可以急剧加快物种的灭绝速度。对于许多物种来说,它们已经适应了非常独特的气候条件,任何微小的变化都可能意味着这些物种的永远灭绝,尤其是两栖类,它们对气候变化非常敏感。很多野生动植物病虫害对温度、降雨量和湿度非常敏感,气候变暖能够增加病原体生长率和存活率、疾病的传染性以及寄主的易受感染性,这些因素的共同作用对生物多样性产生了影响。另外,温度上升造成一些真菌疾病的爆发,定向的气候变暖也促进病虫害向更高纬度和海拔迁移,扩大了病虫害发生的地理范围。蚊子和其他病虫害出现在更高海拔,从而把携带的传染性病害带到这些地区。
2.人类活动对物种生存的影响
1)水圈污染
海洋为人类生存提供了丰富的资源和广阔的活动场所，为人类社会经济可持续发展创造了优越的自然条件，海洋环境不仅包括生态环境，而且包括生存环境。生存环境是人类生活及进行各种经济活动的场所。海洋各部分是相互联系的统一整体，可统称为海洋大环境。人们在不断进行海洋开发和向海洋索取的过程中，也自觉不自觉地在破坏海洋大环境。实际上类对于海洋大环境的破坏，不仅是由于海水污染而引起的海洋生态环境破坏，其他，
如河流大型水利工程建设，流域土地利用方式和植被的变化，以及人类在海岸带的许多活动，对于包括生存环境在内的海洋大环境均能带来不同程度的负影响，给人类实现可持续发展战略带来很大困难。
进入全球一体化以来，航运——尤其是海运，对繁荣世界贸易发挥了越来越大的作用，看看我们身边的一切吧——我们开着墨西哥工厂生产的大众甲壳虫汽车，加着伊朗和委内瑞拉石油提炼的汽油，车皮由来自巴西和澳大利亚的铁矿石加工而成，我们的午餐使用了阿根廷大豆压榨的豆油，吃着美国小麦做成的馒头，而我们日日夜夜加班生产的鞋子和衣服，一个月之后就会被摆放在西雅图、纽约、巴黎的货架上。
然而这些巨轮运来的并非只有货物，一些出人意料的访客搭乘了“顺风船”，借助人类的商业航线，来到了它们以前从不可能到达的地方，继而产生了许多无法预料的影响。
对航运船只来说，维持船身的稳定和平衡是一项很重要的工作。有的时候船卸载了货物，它的吃水会变浅，螺旋桨会露出水面，导致船只动力大打折扣；有的时候，船只不得不直面风暴，它的重心太高可能会被海浪拍翻；还有的时候船只不得不通过桥洞，而有的船上层建筑太高无法通过。为了解决这些问题，在巨轮里会有许多个压载水舱，通过使用水泵吸入和排出水来改变船的吃水深度：在空载的时候，吸入海水让船身下沉，使得螺旋桨可以完全没入水中；在遇到风暴的时候，吸入海水让船身重心降低，提高船只的稳定性；在经过桥洞的时候，吸入水让船只吃水变深，得以顺利通过桥洞。一
般来说，一艘船吸入的压载水可以达到货物载重的30%-40%，也就是说，一艘30万吨的VLCC油轮，往往可以吸入10万吨的压载水！
现在，一艘远洋货轮从上海港出发了，它在上海海域吸入了一些压载水，这些海水中有大量的浮游生物，比如微小的水母、鱼虾蟹贝的幼苗。经过25天的航行，它终于抵达了目的地——德国汉堡，这艘船释放了它的压舱水，水里的浮游生物也随之进入了德国的海洋中。大闸蟹这种中国特有的甲壳动物很快的适应了德国的海洋环境，并且在发育成熟后，遵循着天性，从海洋中向淡水水域进发，它们沿易北河而上，在德国的河流、湖泊中安家。这里水质清澈，食物繁多，而且没有什么天敌，大闸蟹很快就泛滥成灾，它们大量捕食当地小鱼，在水坝上挖洞，让德国政府大为头疼。
或许在中国人看来，德国的大闸蟹入侵更像是一个笑话，但接下来的这些压载水生物入侵就没那么好玩了：亚洲沿海的脉红螺通过压载水来到黑海，把黑海的牡蛎吃了个一干二净；来自日本的有毒甲藻通过压载水来到澳大利亚，引发了大规模的赤潮；来自北美的梳妆水母把黑海的凤尾鱼养殖业摧毁殆尽；来自欧洲的斑马贝入侵了北美五大湖40%的水域；更有甚至，在一些美国港口，还在压舱水中发现了能传播霍乱的霍乱弧菌……
目前，每年都有超过100亿吨的压载水被各类船舶在世界各地来回搬运，超过1万种生物通过压载水在世界各地肆意入侵。为了遏制这一势头，主要的航运国家对压载水制定了非常严格的规定，有的要求船只压载水舱必须加装过滤系统，有的要求在压载水舱中使用紫外线灭活，还有的国家要求船只
在进入本国200海里之外必须更换压载水，更有甚至，要求船只经过一段海域之后就必须更换压载水，把当地海水留在当地。但还有许多海水未经过任何处理就被排放在异地，压载水造成的生态入侵依然在持续产生。
2)物种生存
丹麦奥胡斯大学的科学家们研究发现，如果没有人类对环境的破坏，北美和南美将出现更为丰富繁杂的哺乳动物多样性。他们指出，非洲之所以还有许多物种，不仅仅是因为气候适宜。
最主要原因是人类较少染指这一地区。人类是“邪恶高效的”超级捕食者。最新的《哺乳动物多样性世界分布图》显示，非洲的确是全球唯一拥有大型哺乳动物种类最多的地区。为了研究大型哺乳动物的多样性，研究人员修订了一幅展现全球各地大型哺乳动物的多样性分布情况的世界地图, 该分布图显示，北美和南美本应拥有高水平哺乳动物多样性，但事实上，这些地区的大型哺乳动物相对稀少、贫乏。丹麦奥胡斯大学科学家的研究表明，非洲丰富繁杂的哺乳动物物种，反映了人类活动是影响动物生存的首要因素, 依据物种的个体生态学以及当前自然环境的模板，研究团队对每个物种的自然分布进行了评估，并得出相关结论。奥胡斯大学科学家杰森·克里斯汀教授表示，“除北欧之外，全球还有很多地方的哺乳动物种类在急剧下降，这是一个全球现象。在绝大多数地方，哺乳动物现存的物种多样性，与其原本按自然法则演化所应有的多样性之间，存在相当大的赤字。”研究人员指出，非洲哺乳动物的生存，并不仅仅因为这里拥有最佳的气候环境，还因为这是唯一还未被人类活动摧毁的地区。研究团队负责人之一索伦?弗拜称：“如今的绝大多数游猎都发生在非洲，但依照自然法则，更多的大型
动物应该生存在其他地区，例如新大陆部分地区、德克萨斯及其毗邻地区以及阿根廷-南巴西附近区域。然而许多游猎的目的地之所以选择非洲，并非因为这块大陆天生就拥有特别丰富的哺乳动物多样性，而是因为人类较少染指这一地区。如今，山区的生物多样性水平之所以高，除单纯的自然因素外，更重要的原因是，在人类狩猎活动与栖息地毁灭中，山区扮演着动物们的避难所。例如欧洲的棕熊，它们目前只生活在山区，因为它们为了躲避人类猎杀，已经从早期宜居的低地逐渐移居山区。”从历史上来看，人类一直视自然界为可以无限开采的资源矿，直至近代才开始对濒临灭绝的物种开展保护运动。如今的一项食肉动物的全球调查显示，人类是“邪恶高效的”超级捕食者，打破了动物王国的生存法则。虽然人类仅是我们这个星球上众多肉食动物捕食者之一，但是相比其他动物而言，人类活动却对动物群族生存的影响最为深远。调查数据显示，人类对鱼类的猎食量是海洋捕食者，如鲨鱼和虎鲸
的14 倍。研究人员还指出，当人类猎杀动物的数量比率远远超过其他捕食者时，人类的狩猎活动才具有特定的毁灭性。如果只是猎杀成年动物，人类活动仅令动物数量减少，并没有毁掉动物繁殖再生补充自身物种数量的能力。然而在人类猎杀物种时，包括了动物幼仔，这就摧毁了其再生繁殖力，这对动物生存产生了深远影响，如物种大灭绝、食物链和生态系统的中断。人类在陆地上猎杀大型食肉动物，如熊、狼和狮子的数量，是这些动物猎食其他野生动物数量的9 倍。最为严重的是，通过猎杀具有繁殖能力的成年动物和其他食肉动物，人类打破了整个自然界的生存法则。加拿大维多利亚大学科学家克里斯·达利蒙特教授认为，
“我们人类邪恶高效的杀生技能、全球经济系统以及资源管理优先考虑的是当下的短期福利，这使得人类超级捕食者不断涌现。人类的猎杀行为影响相当深远，这个我们赖以生存的星球正担负着人类掠夺优势的沉重负担。”
二．人类科技对动物生殖方式的影响
现代生物技术主要对生物体遗传物质进行操作和修饰，修饰后的生物不仅自身性状发生变化，还会对环境存在潜在的影响，这两种因素综合起来对生物的进化产生了深远的影响。现代进化理论认为，由于基因突变和基因重组的产生，使得生物多样性的增长，它是生物进化的内在动力，自然选择发挥约束和限制作用，是生物进化的外在因素，决定生物进化的方向。现代生物技术作为一种高新技术，是70 年代初伴随着DNA 重组技术应用而诞生的，其中，以重组DNA 为核心技术的转基因技术发展最快，也带动了细胞工程、克隆动物技术的发展。三十多年来，现代生物技术的飞速发展为医疗业、制药业、农业、畜牧业、环保业的发展开辟了广阔的前景，极大地改善了人们的生活。但是不可否认，生物技术这一前沿科学正以极其隐蔽的姿态和极其迅猛的速度改变着生物和它的进化历程，
1..转基因技术
将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体性状的可遗传的变异，这一技术称之为转基因技术。经转基因技术修饰的生物体被称为“转基因生物”。根据“经济合作与发展组织”（OECD）的
数据，2000 年全世界转基因农作物的种植面积达4420 万hm2，发展速度非常迅猛。所涉及到的性状包括抗虫、抗病毒、抗干旱、抗寒、抗除草剂、品质改良等。转基因生物大规模释放到环境中，将可能造成无法弥补的生态灾难，对生物的进化产生深远的影响。主要表现在几个方面：（1）已发现众多的植物物种既是一种作物，也是一种杂草，加入一个或少数几个基因，可能激活生物体原有的某些基因，加上基因之间的相互影响，可能潜在地导致一种栽培植物演变成杂草。（2）转基因植物与性亲和性物种杂交，并通过杂种及其后代的产物对环境产生影响，进而影响生物进化。（3）抗除草剂作物可能导致农田及其附近耕地中杂草种群的转移，从而减少杂草物种的多样性和生态系统的复杂性。（4）抗逆性生物对其生长地可能构成生态入侵，对土著种产生显著影响，可能使土著种濒危甚至灭绝。（5）转基因动物具有普通动物不具备的优势特征，如果逃逸到环境中，会通过改变物种间的竞争关系破坏原有的自然生态平衡。
2.植物组织培养
植物组织培养是指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱发产生愈伤组织，或潜伏芽等，或长成完整的植株，统称为植物组织培养。（1）植物组织培养细胞处在不断分生状态，容易受培养条件和外界压力（如射线、化学物质等）的影响而产生诱变，从而产生突变体，育成新品种。例如植物抗病虫性、抗寒、耐盐、抗除草剂毒性、生理生化变异等的诱发，为生物进化提供丰富的变异材料。（2）由于自然灾害和生物之间的竞争以及人类活动对大自然的影响，已有相当数量的植物物种在地球上消失或正在消失。具有独特遗传性状的生物物种的绝迹是一
种不可挽回的损失。利用植物组织和细胞法低温保存种质，可给保存和抢救有用基因带来了希望，使遗传多样性增加，同时也便于种质资源的交换和转移，使生态系统多样性增加，为生物进化提供内在动力
3.细胞融合
细胞融合技术是一种新的获得杂交细胞以改变细胞性能的技术，这项技术在克服远缘杂交不亲和的障碍，培育作物新品种方面取得重大突破。从20 世纪70 年代开始，已经有许多种细胞融合成功，有植物间、动物间、动植物间甚至人体细胞与动植物间的成功融合。现有新的杂交植物，如“西红柿- 马铃薯”、“蘑菇- 白菜”等。细胞融合技术使得生物体染色体成借增加，个体更大，生存状态更强，加速了物种的进化。
4.克隆技术
克隆动物技术对生物进化的影响哺乳动物克隆的方法主要有胚胎分割和细胞核移植两种。其中，细胞核移植是发展较晚，但富有潜力的一门新技术。细胞核移植的原理是基于动物细胞的细胞核的全能性。）1996 年，英国爱丁堡罗斯林研究所成功地利用细胞核移植的方法培养出一只克隆羊———多利，这是世界上首次利用成年哺乳动物的体细胞进行细胞核移植而培养出的克隆动物，以后又有人相继克隆出牛、羊、鼠、兔、猴等动物。从而为大规模复制动物优良品种和生产转基因动物提供了有效方法。克隆动物技术对生物进化的影响表现在以下方面：（1）利用克隆技术可以大量复制珍稀动物，挽救濒危物种，增加生态系统多样性，调节大自然的生态平衡，为生物进化提供内在动力。（2）克隆动物在遗传上是全等的，一种特定病毒或其它疾病的感染，将会带来灾难，使物种绝灭。（3）在实践中，克隆动物的成功率还很低，一部分个体
表现出生理或免疫缺陷，另一部分个体具有奇异的能力，如果逃逸到自然中，由于缺少天敌，会通过杂交及其后代对生态系统产生破坏，进而影响生物进化。（4）如果无计划克隆动物，会扰乱物种的进化规律，干扰性别比例，这种对生物界的人为控制会带来许多意想不到的危害。
除此之外，在理论上，人可以复制“克隆人”，这意味着以往科幻小说中的独裁狂人克隆自己的想法是完全可以实现的，并引发了一场由克隆人所衍生的道德问题和伦理问题的讨论。根据现代遗传学的观点，越是复杂和高等的生命对环境的适应能力也就越强，人作为最高等的生物，为了适应多样性的环境，变异力显得格外重要，富人可能利用克隆技术，大量复制自己，他们会占据地球有限的空间，这对地球上的生物来说无疑是一场灾难。“克隆人”技术对生物进化的影响是不可预料的，因此，我们可以这样说：“达尔文的《进化论》指出人类从哪里来，“克隆人”技术将指明人向哪里去。
人类应如何正确使用科学技术
在现代生物技术运用之前，生物的进化都是被动的，受到自然选择力量的左右。在自然的选择下，生物缓慢地向着更高能量利用率的方向进化，生物在进化漫长历程中积累形成的遗传及基因缺陷，某种程度上就是生物优胜劣汰，不断进化的结果，当人类通过将外源基因转入生物体时，可能会出现需要修复的基因原封不动，而正常的基因却被人为改变的状况，生物基因库遭到重创，对生物的进化产生不可预料的影响。鉴于现代生物技术产品能够产生的巨大商业利润，世界上许多生物技术公司都投入大量资金用于转基因生物的开发。这些公司在全世界只宣扬转基因作物的优越性，不愿提及转基因生物可能带来的巨大
环境和生态危险，以及对生物进化的潜在影响，各国应加强合作，加强对生物安全问题的研究，共同应对现代生物技术对生物进化的影响。
结语：人类的活动、人类文明的发展对生物的进化的的确确产生了许多重大影响以至于对生物的进化也有着不可磨灭的影响，其中对自然环境甚至有着负面的作用。当然，人类活动对生物的发展还有促进作用。如生物新品种的培育，增加了许多优良品种，提高了生物的种类和品质；耕作技术的改革，出现了许多反季节、反地域的作物，扩大了生物的生存空间；还有克隆技术及一切生物技术等，都促进了生物发展。总之，只要人类理智对待生物问题，消除不利影响，扩大有利影响，新的生态平衡就会出现
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