进化“四因说”——重塑进化论
进化理论的发展历史有图

进化理论的发展历史一、从进化思想到进化学说进化学说产生与发展是一漫长的过程。
这一过程可以分为两大阶段,即进化思想形成、发展阶段(从古希腊时期,中国西周至春秋战国时期,一直到18世纪)和进化学说产生、发展阶段(18世纪以来)。
所谓进化思想,即是指对自然界的朴素的认识,认为自然界是变化的、可相互转化或演变的。
进化学说则是指系统地阐述生物由来、变化、发展的原因及规律的理论或假说。
从进化思想发展到进化学说是一个漫长的历史过程,可以具体地区分出如下几个时期,即古代演变论的自然观形成与发展时期,中世纪创世说和不变论占统治地位时期,18~19世纪进化学说产生时期,19世纪末以来进化论修正与发展时期(图4-1)。
1、古代的自然哲学——进化思想的萌芽古代哲学思想中包含着一种近代人称之为演变或蜕变(transmutation)的概念,即认为自然界万物相互转变(由一种形式变化为另一种形式),认为今日的复杂的生物来自某种较简单的祖先,可以一直追溯到最原始的生物类型(一种传衍的概念)。
这可以说是进化思想的萌芽。
例如古希腊最早的自然哲学家之一、米利都的阿纳克西曼德(Anaximande of Miletus,BC 550年)就表达过一种生命起源观点。
他认为生命最初是从海中软泥产生的,由海中软泥产生出来的原始生物经过蜕变而产生出陆地植物。
2、中世纪西方的宗教哲学——反进化思想宗教的“创世说”(creationism)。
基督教圣经中的《创世记》把世界万物描绘成创世主上帝的特殊创造物。
从创世论的基本思想延伸出两个教条,即对自然界中生物对环境的适应的“目的论”(teleology)的解释和物种不变论(fixitism)。
创世说认为世界是一下子被创造出来的,而且一旦被创造出来就永远不变了:陆地、山川、海洋以及各种生物永远不变地存在着和存在下去,自然界无变化,无发展。
3、自然神学宗教扼杀不了科学,神学家企图调和宗教与科学之间的矛盾。
它包含这样的观点:整个自然界是按上帝制定的自然法则调节和安排的、和谐、完美的世界,一切自然现象都从属于使整个自然界保持和谐、秩序、平衡和完美的目的;生物是上帝直接的创造物,生物结构是按照它的功能要求而设计的,因而结构是严格对应于它的功能的;每一种生物都是绝对完美地适应其生存环境的;如果一种生物发生了变异,那也是为了适合于在新环境下生存的目的。
柏格森的创化论

柏格森“创造进化论”的解说【10哲学冯锦亮201031040104】创造进化论是柏格森对进化论的解释和批判,他从研究生命进化的关键——内在生命开始,指出“生命之流”或“生命冲动”是生物总体进化的推动原则和基础,同时又是产生生命的繁多种类和多样性显现方式的源泉。
进化论理论发展的关键人物是达尔文。
他在《五种起源中》提出,既存的所有生物样式都是依照生物进化的法则,从较早期、较原始的样式演变而来的。
生物的进化乃是自然选择的结果。
根据达尔文的进化论,生物是从低级到高级、水生到陆生、简单到复杂分阶段不断地向前发展的。
而在柏格森那里,生命进化并不总是体现为一种分阶段的、不断向前发展的进化,而是向不同方向发展,它能战胜僵死物质。
柏格森的这些观点是对机械的和决定论的批判。
柏格森将生命冲动解释为一种创造性力量,它不仅使新的生命形式成为可能,还构成进化过程的源泉,具有直觉的植物和具有智力的动物只不过是生命冲动的不同印记而已。
虽然以工具性行为目标的直觉和智力为解决生命问题提供了两种可能性,但直觉离生命更近,因为智力以分析为基本结构,致使生命停留在僵死、不变和物质的立场上,他不能把握生命的真正本质。
体现生命基本特征的绵延、连续性和变化等以及生命的动力和创造性只有通过直觉才能把握。
直觉虽然以智力为基础,但他超出了概念的范围和限制,能直接地洞察到生命的冲动和绵延。
关于我们自由的意识,关于我们创造性的意识将成为理解宇宙本性的关键。
宇宙不是封闭的,他始终处于变化之中,物质是它的堕落,生命则是它创造性向前运动的表现。
柏格森还批评了传统形而上学以及达尔文和斯宾塞的进化论,认为他们误将真正的时间理解为绵延,还误解了生命的创造原则,他指出,只有无限的冲撞、纯粹自由和上帝才是生命的真正原则。
进化基本上不是用适应环境就可以说明的【在达尔文那里,适应就是进化的结果】;适应只能说明进化的迂回曲折,那就好比是一条经过丘陵地通往城镇的道路的迂曲。
但是这个比喻并不十分恰当;在进化所走的道路的尽头没有城镇,没有明确的目标。
生命科学发展史之主要生物进化学说

生命科学发展史之主要生物进化学说通过五堂课的生命科学发展史的学习,我深深感觉曾经认为的科学与人文的隔阂在缩小,作为一位文科生,实际上对生命科学了解不多,但深入浅出的讲解和与熟悉的历史结合起来的上课内容让我对慢慢了解了更喜欢上了生命科学,喜欢上了那么多的生物进化学说。
在历史长河中先后出现的进化学说不可尽数,其中起到重要作用的更多达数十种。
下面是一些简单的介绍和我的一些拙见。
首先主要的生物进化学说有:1、神创论神创论认为,自从上帝创造万物以后,地球上的生命没有发生任何变化。
某些信徒相信世界是上帝有目的地设计和创造的,由上帝制定的法则所主宰,是有序协调、安排合理、美妙完善且永恒不变的。
完全无视地球轨道的变化的现实数据。
这种信仰后来不仅成为犹太人和穆斯林的共同信仰,而且是各种样式的基督教的共同信仰。
2、布丰的“物种可变”布丰是第一个提出广泛而具体的进化学说的博物学家,他收集了不少有关自然科学的材料,编写了《博物学》。
在书中,他提出了进化论点,认为物种是可变的,特别强调环境对生物的直接影响,当物种生存环境改变,尤其是气候与食物性质的变化,可引起生物机体的改变。
3、居维叶的“灾变论”他反对生物进化论,但他正确地提出了物种自然绝灭的概念,并论证了现存种类与绝灭种类之间在形态上和“亲缘”上的相互联系,在客观上为生物进化论提供了科学的证据。
“他根据各大地质时代与生物各发展阶段之间的“间断”现象,提出了“灾变论”。
地球上的绝大多数变化是突然、迅速和灾难性地发生的。
是自然界的全球性的大变革,造成生物类群的“大绝灭”,而残存的部分经过发展与传播又形成了以后各个阶段的生物类群。
他的这一科学假设也基本上与现代地质、古生物学的结论相一致。
4、拉马克进化思想拉马克第一个系统地提出了唯物主义的生物进化的理论。
他认为地球有悠长的历史,而且地球表面不是固定不变的,而是经历了不断的逐渐的变化;生物进化的动力,一是生物天生具有向上发展的倾向,二是环境条件的变化,环境条件的多样性是生物多样性的原因。
河北大学生科专业生物进化论重点

1.拉马克首先提出生物进化的学说。
两法则:用进废退、获得性遗传。
达尔文提出自然选择2.生物进化是生物与其生存环境相互作用的过程中,其遗传系统随时间而发生的一系列不可逆的改变,并导致其相应的表型的改变。
在大多数情况下,这种改变导致生物总体对其生存环境的相对适应。
3.物种的概念(陈世骧)物种是由种群组成的生殖单位(与其他物种在生殖上隔离),在自然界占有一定的地位。
物种形成的环节:遗传变异(基础),自然选择(主导因素),隔离(条件)渐变种形成的4种模式:异域种化,同域种化,边域种化,临域种化异域种化同一物种由于地理隔离分别演化为不同的物种。
同域种化同一物种在相同的环境,由于行为改变或基因突变等原因演化为不同的物种边域种化一个小族群由于某种原因和原来的大族群隔离,隔离时小族群的基因经历剧烈变化,当小族群再跟大族群相遇时已经形成不同物种。
临域种化两个种化中的族群虽分开但相邻,从一极端到另一极端之间的各族群都有些不同,但彼此相邻的两族群之间仍能互相杂交,而两边最极端的族群因差异太大形成不同的种。
4.隔离(isolating):自然界生物种间彼此不能自由交配或交配后不能产生正常可育后代的现象。
隔离导致遗传物质交流的中断,使群体岐化不断加深直至新种形成。
5.智人:黄种人,白种人,黑种人,棕种人6.人的双种属性:社会属性,自然属性7.人与动物的根本区别:人有社会属性8.人的衍化阶段:南方古猿,能人,直立人,早期智人,晚期智人南方古猿是已知的最早的一类人科成员:直立行走。
能人是现在找到的最早的人属成员:能制造工具脑容量增大、牙齿缩小、语言、抽象思维。
直立人是最早的人种成员,能使用火,离开了热带森林。
早期智人和晚期智人属于同一个种和不同的亚种。
晚期智人和现代的人属于同一个种和同一个亚种9.生物进化的直接证据:化石(概念:经过自然界的作用,保存于地层中的古生物遗体、遗物和生活遗迹)化石分类(一)保存特点:遗体化石:保存在地层中的古生物本身,且内部物质成分基本不变模铸化石:生物体在地层中留下的各种印模和复铸物,包括印模化石和印痕化石遗物化石:地层中包含的古生物的粪便卵及人类使用的工具遗迹化石:地层中包含古生物活动时留下的痕迹,主要指足迹。
进化(生物学名词)

数学模式
生物的变异可以量化为数值,因此也能够建立出数学模型。较早的数值分类学(numerical taxonomy)将 生物的特征量化为数字,并且依照这些数字进行分类,借此找出它们的亲缘关系。
澄江生物群
不同时代的生物化石,会出现的在不同的地层中,如此便能够研究古生物之间,以及它们与现代生物之间的 关系。“失落的环结”指演化过程可能出现过,却尚未发现的物种。连接两个物种之间的化石,则称为“过渡化 石”。例如可能位于鸟类与恐龙中间的始祖鸟(Archaeopteryx)化石,以及一种具有四肢的大型浅水鱼 (Tiktaalik)可能是鱼类与两栖类的过渡化石。
完整的一套可观察性状,可形成生物的构造或是行为,称为表现型。这些性状来自基因型与环境的交互作用。 因此生物体的表现型并非完全来自遗传,例如皮肤的晒黑情况,是决定于个人的基因型与阳光的照射。每个人之 所以对阳光有不同的反应,是因为基因型的差异,较显著的例子是拥有白化性状的个体,这类个体不会晒黑,且 相当容易晒伤。
《天演论》中文对于如何翻译“evolution”颇有争议。支持使用“演化”的学者认为,演化在字面上的意 义比较中性,能表达连续与随机的意义,进化则带有“进步”的含意。由于汉语中“进”与“退”是代表相反意 义的两个字,因此若使用进化,则在逻辑上不易将“退化”定义为进化的一种类型。对翻译的争论也表现了人们 对进化论理解的变化,过去“进化”多表示生物朝适应环境的方向演化,而当时许多人认为生物的演化是随机的, 并没有进步退步之分。
以自然选择为基础的进化理论,最早是由查尔斯·达尔文与亚尔佛德·罗素·华莱士所提出,详细论述则出 现在达尔文出版于1859年的《物种起源》。20世纪30年代,达尔文自然选择说与孟德尔遗传合二为一,形成了现 代综合进化理论,连结了进化的“机制”(自然选择)与进化的“单位”(基因) 。
初中八年级(初二)生物 -生物的进化

A.自然选择过程中,直接受选择的是表现型,进而导致基因频率的改变
B.同一物种不同种群基因频率的改变能导致种群基因库的差别越来越大,但生物
没有进化 生物进化的实质是种群内基因频率的改变 CD. .地种地理群隔基理离因隔能频使率离种的可群改基变能因是库产导产生致生生差殖生别隔殖,离必的隔然前离导提致条,生件但殖隔种离群基因库的基
为使其可育,可通过人工诱导产生四倍体“白菜-甘蓝”, 这种变异属于 染色体变异 。
(3)经人工授粉后,将雌蕊离体培养,得到“白菜-甘 蓝”杂种幼苗是由 受精卵 发育而来。若取白菜、甘蓝的 花药离体培养,获得的是 单倍体 幼苗。
(4)上述植物中,存在生殖隔离的物种有 5 种。
2-5-1 16
3.下图表示生物新物种形成的基本环节,下列叙述正确的是 ( )
谢谢
2-5-1
23
问题探讨
2-5-1
11
问题:自然选择在什么情况下发生? 答:
1、种群内存在突变和不同基因型的个体; 2、突变影响表现型,影响个体的适应度; 3、不同基因型个体之间适应度有差异。
现代生物进化理论在遗传变异等问题上的发 展,研究种群基因频率的变化。
适应度反映生物适应环境的能力。
2-5-1
12
问题:二倍体水稻和四倍体水稻是否属于同一物种? 答:二倍体水稻与四倍体水稻不属于同一物种。
2-5-1
2
几种生物进化理论
2-5-1
3
进化 方向
循环的或随机的——莱伊尔学说、 随机论、分子进化中性论 不定向的 适应局部环境的——达尔文学说、 现代综合论
定向的、进步的——某些新拉马克主义、活力论、某些现代的“环境 趋向变化论”、终极目的论
2-5-1
进化生物-名词解释

进化生物-名词解释第一讲绪论1、生物进化论:生物进化论是研究生物界进化发展的规律以及如何运用这些规律的科学。
主要研究对象是生物界的系统发展,也包括某一物种2、进化生物学:是研究生物进化的科学,不仅研究进化的过程,更重要的是研究进化的原因、机制、速率和方向。
(研究生物进化的科学,包括进化的过程、证据、原因、规律、演说以及生物工程进化与地球的关系等。
)3、灾变论:认为地球在不同时期,不同地点发生了巨大的“灾难”,毁灭了当时的动植物,以后由其他地方迁来的新的类型,所以不同地层有不同化石的类型。
(多次创造,每次均不同。
认为生物的改变是突然发生的,是整体地消灭和整体地重新被创造的。
反对一个物种从另一个物种演变而来的思想。
)4、中性突变:中性突变是指不影响蛋白质功能的突变,也即既无利也无害的突变,如同工突变和同义突变。
5、进化: 进化指事物由低级的、简单的形式向高级的、复杂的形式转变过程。
广义进化是指事物的变化与发展。
涵盖了天体的消长,生物的进化,以及人类的出现和社会的发展。
6、生物进化: 生物进化就是生物在与其生存环境相互作用的过程中,其遗传系统随时间而发生一系列不可逆的改变,并导致相应的表型改变,在大多数情况下这种改变导致生物总体对其生存环境的相对适应。
7、神创论: (物种不变论)地球上的生物,都是上帝按照一定计划和一定目的,一下子创造出来的。
并且当初创造后物种没有实质性的变化,物种数也无增减,各种之间也无亲缘关系。
在18世纪的欧洲占统治地位第二讲生命及其在地球上的起源1、自我更新:生物的自我更新世一个具有同化与异化两种作用的新陈代谢过程。
2、熵:是用来表示某个体系混乱程度的物理量。
3、耗散结构:是指开放系统远离平衡态时出现的有序结构。
4、团聚体:20世纪50年代奥巴林曾将白明胶水溶液和阿拉伯胶水溶液混合,发现混合后使原本澄清的液体变得浑浊了,取少许制片,显微镜下观察发现了许多大小不等的小滴,把它们称为团聚体。
28041《现代科学技术概论》AB试卷及答案

28041《现代科学技术概论》A B试卷及答案-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One128041《科学技术概论》AB试卷及答案《科学技术概论》试卷(A)一、填空(每题 1 分,共 15 分)1.关于科学虽然有多种定义,但总括起来不外是两个维度,一个维度是知识倾向,一个维度是。
2.技术就是的技巧和技能,也就是方法。
和开发研究三种类型。
3.从最一般的角度可以将研究分为基础研究、。
4.古代科学技术是指产生之前世界各文明古国所产生的科学技术。
5.中国古代天文学在恒星、行星、日月和。
6. 构成了中国古人考察万事万物生衍变化的途径和规律的基本理论框架。
7.公元 2 世纪罗马人托勒密完成《至大论》,系统地建立了的宇宙结构体系。
8.传承希腊科学文化遗产是古代对科学的重要贡献。
9.1543 年哥白尼出版奏响了科学革命的序曲。
10. 是经典力学的奠基人和近代科学方法的创立者。
11.按照狭义相对论,物体相对于观察者静止时,它的长度测量值。
12.1942 年费米领导建立了世界上第一个标志着人类利用核能时代的开始。
13.1917 年爱因斯坦提出了宇宙模型,揭开了现代宇宙学的序幕。
14.按照大爆炸宇宙理论,现今的宇宙大约开始于的一次“奇点”爆炸。
15.地壳是指从地表到之间的部分。
二、单项选择(每题 2 分,共 20 分)1.按照研究的类型,现代科学一般相应地分为基础科学、技术科学和三大类。
()A.应用科学;B.工程科学;C.信息科学;D.计算机科学2.现代科学技术的整体结构具有三个明显的特征:第一,整体发育性;第二;第三,自相关性。
()A.整体发展性;B.自我发展性;C.内对应性;D.外对应性3.汉代出现的是现存我国最古老的数学著作,其中叙述了勾三股四弦五的规律。
()A.《周髀算经》;B.《九章算术》;C.《营造法式》;D.《数书九章》4.第一次技术革命开始于,完成于 19 世纪 40 年代。
()A.18 世纪 70 年代;B.18 世纪 30 年代;C.19 世纪 20 年代;D.19 世纪 30 年代5.19 世纪 70 年代发生的第二次技术革命是以技术的应用为中心的技术革命。
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进化“四因说”——重塑进化论今天,主流进化生物学家依然在为达尔文“背书”。
迈尔(2009)宣称,“当我们回过头来看一下过去140年间的争论,给我留下印象最深的就是达尔文的基本范式有着旺盛的生命力。
与达尔文竞争的三种主要理论—转型论、拉马克主义和直生论—在1940年遭到了明确的否定,在过去的60年间,再也没有提出过可行的、试图取代达尔文主义的理论”。
达氏进化论果真如此完美吗?其实,我们并不能彻底否认转型、获得性遗传以及直生现象的存在。
大部分进化生物学家认为,现代进化论还停留于所谓“现代综合”的阶段,中性学说对进化论的贡献并未得到一致的认同,而间断平衡假说也并未超越达氏进化论。
最近的表观遗传研究提醒人们需重新审视拉马克主义。
进化论的“进化”或“综合”是否已经终结?一、演化是一种漫长的生命运动——方向、速率和动因演化本质上就是一种以种族为单位的长久的生命运动,而所有运动都可用方向、速率和动因等特性予以刻画。
那么,什么是演化的方向、速率和动因呢?图1 达尔文的进化图谱1.演化方向试问,如果演化没有方向性,为何在大海里的植物都是一些需要显微镜才能看见的微藻而不会有陆地上的参天大树?为何主要的分解者都是一些原核的微生物?在宏观上,进化受到地带性生存环境和生物禀赋的生态功能的双重制约,在这种意义上,进化体现出宏观的方向性。
但是,在微观的层面上,它又充满着随机性。
因此,进化既有随机性,也不完全随机,既有方向性,也不完全定向,因此,是随机性与方向性的对立统一。
像任何运动有前进、后退和静止一样,生命演化可以进步(复杂化),可以退步(简化),也可以相对静止(或围绕某种结构上的平衡点小幅波动)或停滞于简单的组合变化;前进或后退可以是直线,也可以是曲线。
当然,这些还得限定于一定的判定标准。
人类是所谓进步演化的典范(至少从综合智力上来说),寄生虫和洞穴动物等是退步演化的案例(从形态结构上来说),细菌则是原地踏步的例子(从形态和遗传结构来说)。
从某种意义上来说,至少在通往人类这一分支上,演化是一种不断扬弃的进步进化,而昆虫和显花植物则是协同式随机演化的天堂。
在微生物的世界,它们使用一种类似公共基因库的方式随机地应对环境的变化,保持着一种古老的简洁性,演化就一直停留于这种无性的状况。
图2 从陆生四足哺乳动物到鲸生命的演化既有被随机性所主导的,也有被方向性所主导的,至于孰重孰轻可能取决于生物结构的可塑性。
一些可塑性大的动物类群是随机性演化的天堂,如小巧的昆虫(达尔文的钟爱)。
在一些大型动物中,可塑性越来越小,容易走向所谓“方向性选择”的死角,如爱尔兰麋鹿(直生论者的钟爱),这可能源于基因库修修补补的成种方式,就像在高等动物胚胎发育中常常可见它们祖先的痕迹一样。
因此,越复杂的生物似乎这种方向性越强,而它们能够自由选择的范围似乎也越来越窄,这看上去像一种方向性,其实可能是一种遗传·发育模块叠拼式发展之无可奈何的结局。
图3 达尔文在他1862年出版的《兰花的传粉机制》一书中预测,一定可以找到与马达加斯加的大彗星兰(Angraecum sesquipedale)长长的花柱之相匹配的长喙的蛾。
1903年确实发现了一种称之为Xanthopan morgani praedicta的蛾,其喙长可达30厘米以上(引自:Dawkins 2009)细菌这样的原核生物似乎是另一种随机性,即从若干公共基因库中的随机组合,看看它们在生态系统中的重要功能—无处不在的行使分解功能的异养细菌、漂泊在海洋中进行光合作用的蓝细菌—那些诉说有性生殖如何的优越和无性生殖如何地必将灭亡的主张简直就是一派胡言!甚至我们人类自身也离不开栖息于肠道之中的无数异养细菌的帮助。
十九世纪末,法裔比利时古生物学家多罗(Louis Dollo,1857–1931)提出了所谓的进化不可逆法则(law of irreversibility),认为在进化过程中,退化或消失的器官在以后的进化过程中决不会再次出现,即使原先的环境重现,机体也只能产生不同的器官来发挥原有器官的作用(Dollo1893)。
从陆生返回水生的鲸就是一个很好的例子。
道金斯(2005)说,“‘多罗的法则’事实上是一个申明,它宣布任何一个进化点不可能两次遵循同样的进化轨迹(或者是任何特殊的轨迹),这在统计意义上是不可能的”。
其实,达尔文早就指出过,“如果一个物种一度从地球上消失,没有理由可以使我们相信同样的类型会再出现”(Darwin 1872)。
2. 演化速率美国遗传学家缪勒(Herman Joseph Muller, 1890–1967)认为,进化的速率主要由选择因素而非突变率所决定的(Muller 1949)。
这里的选择因素应该就是生态因素,这并非没有一点道理。
现代生物物种多样性的地理格局支持这样的论点。
有人认为演化过程是匀速的,譬如在微观层次上的分子时钟就是基于这样一种信念,秉持这种观点的代表性人物就是木村资生,他们认为,进化速率等于突变率,而与其它因素(如种群大小)无关。
道金斯(2005)指出,“一个极端的均变速度论者认为,进化一直是缓慢进行的,无论是否有分枝或者物种形成正在进行。
他认为,进化变化的数量与时间的流逝是严格成比例的。
具有讽刺意味的是,最近均变速度论在现代分子遗传学家中很受欢迎。
一个好的例子是,他们认为,进化变化在蛋白质分子水平上的确是以均变的速度缓慢前进”。
其实,有研究已经指出,分子钟并非等速运转,可因不同的物种或年代而异。
在宏观层次上,古生物学家提出了所谓“间断平衡”理论,认为演化不是匀速的,而是一个长期的进化停滞与短期的快速成种交替发生的过程,其证据就是化石在地层中分布的不均匀性。
美国古生物学家辛普森(George Gaylord Simpson,1902-1984)根据化石记录将进化速率区分为两类(Simpson 1944,1953):形态速率是有关一个形态性状或性状复合体是如何沿着一个系统(门)变异的,如牙齿是以何种速度沿着下始新世的曙马(Eohippus,始祖马的异名)变化到现代马(Equus)的;分类速率是关于某一分类单位的存在时间和多度,譬如一个新属沿着一个进化系统以何种速度出现和取代一个旧的属,如从始祖马(Hyracotherium)开始到现代马有8个渐次的属,全程时间约为0.6亿年,因此,平均分化速率为每百万年0.13个属。
图4 马的演化演化的速率还取决于生物的结构体系。
其实,只要看一看不同类群物种数的巨大差异,即可判断类群间演化速率的不均匀性。
达尔文曾指出,“不同纲和不同属的物种,并没有按照同一速率或同一程度发生变化……陆栖生物似乎比海栖生物变化得快”(Darwin 1872)。
但达尔文的下述推测并不正确:“有若干理由使我们相信,高等生物比下等生物的变化要快得多”。
演化速率快并不意味物种就一定繁多。
体制简单的原核微生物可谓极度可塑,分化速率也极快,但由于结构过于简单,也由于分解对代谢速率的方向性选择压力,它们以一种流动基因库的形式(可称之为超级泛种)一直延续至今。
事实上,人类可辨识的原核生物的物种其实十分有限。
而对有性生殖的物种来说,体型越大或体制越复杂,结构的可塑性越差,物种分化速率也越慢,这在动物界尤为明显:已发现的昆虫纲的种类超过百万,而哺乳纲仅有数千种,如全世界的大象仅有3种!3. 演化动因只要是运动,就离不开动因,种族的演化亦不能例外,但它比非生命的物体运动要复杂得多。
驱动种族演化的动因(引擎)可分为遗传的、生理的和生态的,它们相互交融,不可绝对割裂。
(1)遗传动因—在基因水平上的驱动力:首先让我们以基因库的形式来考虑吧。
对有性生殖的物种来说,一个物种就是一个独立的基因库,众多的基因以基因组的形式存在于个体之中,通过雌雄的交配在群体中随机地组合。
我们可以从不同的层次来考虑这一问题。
物种在基因库的变异累积—基因库分裂—变异再累积……的过程中实现分化。
变异主要是内禀的(复制错误、同源染色体的联会与片段交换、染色体重组等),也在一定程度上受外在因素的影响(如物理化学诱变)。
一个基因库不可能容纳无限的变异,达到一定程度后,它终将分裂……(谢平2013)。
因为,用微小的小分子模块记录海量的生命信息,不可能绝对精准,因此,偶然的复制错误不可避免。
虽然我们并不知道为何在有性生殖模式下普遍发生父母本(同源)染色体之间的联会与片段交换,但结果是它使个体的基因组不断重组与变化,种族的基因库不断累积变异性,因此,任何物种(只要不绝灭)都会不断分化出新物种,自身也会消逝于变化之中。
群体遗传学家认为,演化的动因包括自然选择、遗传漂变、突变以及基因流动四种,可以认为他们关注的主要是遗传动因,或者更具体的说,他们研究在这些演化动力的影响下,等位基因的分布与改变规律,并试图解释诸如适应和物种形成等问题。
巴顿等(2010)指出,“作为随机突变和随机繁殖的结果,群体可以在几乎完全相同的环境条件下分化成不同的物种”。
这似乎是在强调基因内在变异性对成种的重要意义,而无论外界的环境条件如何。
(2)生理动因—在生理生化水平上的适应力:对外界环境的适应性应该是生命特有的本质之一,这种变异不能完全解读为仅仅是遗传物质随机变异的一种筛选。
生理生化水平上的适应性可能是通过复杂的反馈机制来实现的。
在控制论中,反馈指将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入,进而影响系统功能的过程,有负反馈和正反馈之分,前者使输出与输入相反作用,减小系统输出与系统目标之间的误差,使系统趋于稳定,而后者使输出与输入相向作用,增大系统振荡而导致系统失稳。
生物体内存在各种各样的正负反馈机制,控制着复杂的生理过程。
或许正是这种正负反馈机制之间的对立统一导致了个体的适应性变异,如果经历足够长的岁月,就能驱动物种的演化。
图5 加拿大艾利斯摩尔岛(EllesmereIsland)上的麝牛被现代分子遗传学洗脑的进化生物学家们习惯了用瞬时的遗传机制去抹杀长期生理性适应的进化意义。
但笔者认为,体质上的方向性变化的长期累积未必不会在生殖细胞上留下印记,因为生殖细胞毕竟也是由体细胞系统产生的。
此外,如果不能获得,种族的适应有何意义?种族的习性如何转化为本能?现代的分子遗传学家试图扼杀生命的本质特性而将反馈性的生命系统抛向一片黑暗的盲目性与随机性之中!随机变异的存在是不言而喻的,但获得性遗传是否绝对不会存在?对长颈鹿来说,用进废退导致的获得性遗传是一种难以否定的事实,这是拉马克的钟爱,也得到达尔文的承认。
拉马克认为这是受趋于完美的一种内在力量驱动的结果,至少按现在的观点来看,可将这看作是一种对局域环境的适应(因此也非绝对完美),这对高等动物来说不是完全不能理解的事情。
当然,植物界不可能存在所谓的意识。