生物多样性的原因

生物多样性的原因

达尔文在《物种起源》结尾感慨写到：“看一眼那缤纷的河岸吧，那里草木丛生，鸟儿鸣于丛林，昆虫飞舞于其间，蠕虫在湿木中穿行，这些生物的设计是多么的精彩…….”其中，我们不难看出，自然界的生物丰富多彩，形形色色。观察进化树，我们更加可以清晰的感受到，从几亿年前最初的一个主枝，不断演化成繁枝茂盛的大树。我们不得不好奇，生物是这样从最简单的生命形式演化成今天各式各样，丰富多彩的生物？这一切要用进化的观点来解释。

现代生物进化理论认为，生物进化可以分为宏观进化和微观进化。微观进化是指种内的个体和种群层次上的进化；宏观进化是指种和种以上分类群的进化。微观进化

微观进化是指通过基因频率的变化积累产生微小变化，这种积累的结果即导致种内进化。生物进化的实质是通过突变、选择、迁移和遗传漂变改变基因型频率。可遗传的变异是生物进化的原材料

栖息在同一有限地区的同种个体，在他们中间能够观察到许多细微差异，即使是同一父母的后代，之间也会存在许多微小差异。这表明，生物变异具有普遍性，几乎没有有生物不发生变异。

根据对家养动物和栽培植物的观察，达尔文发现，家养生物的个体差异，比起自然状态下的任何物种和变种间的差异要大。形形色色的家养动植物，在经人类在不同的环境下培养发生变异。由此，达尔文推理到自然状态下，自然环境并不是完全一致的，而是错综复杂，因此，自然状态下的生物同样也会发生变异，只是没有家养状态下的生物明显。

而根据现代综合进化论的观点，生物进化种群在长时间内遗传组成上的差异。具体变现为基因频率和基因型频率的改变。基因型决定生物的形状，而环境影响生物的形状，基因的改变对生物的变异起着至关重要的作用。在自然界的生物中，突变时不能阻止的过程。这必然导致基因型的改变。并且自然环境是个开放的系统，各物种生活的范围并不是绝对的，而是交错并存。这必然会导致迁移，即基因流动。而迁移的基因群体的等位基因频率与土生群体基因频率往往存在一定的差异。这样就有可能改变迁入地群体等位基因的频率。这必然导致了自然环境下

生物变异的可能性，而生物的变异的可遗传性，为生物的进化提供了“原材料”。自然选择决定进化的方向

生物变异是普遍的现象，而自然选择的作用，可以理解为随机变异的非随机淘汰与保存。然而自然选择是如何起着“选择”作用的呢？这，就是“生存斗争”和“适者生存”法则的作用。

受马尔萨斯《人口论》的影响，达尔文受到启发，“一切生物都具有高速率增加其个体数量的倾向，这必然会导致生存斗争”。试想，由于每种生物繁殖的个体数远远超出其可能生存的个体，因而常常会引起种内和种间的生存斗争。于是，任何生物的变异，无论如何微小，只要它在复杂多变得生活条件下对生物体有利，就会增加生物的适合度，使生物获得更多的生存机会，便会被自然选择上；相反，若生物的变异对生物有害，而不利于其获得生存和繁殖的机会，势必会被自然所淘汰。然而，繁殖过剩不是选择发生的必要条件，只是保障条件。现代综合进化理论认为，自然选择要发生需要几个条件：突变影响表型，不同基因型个体之间存在着适合度的差异，才会发生选择。而种群类存在的大量变异，在不影响适合度的情况下，并不会发生自然选择。我们有说到，自然选择决定进化的方向，这是因为自然选择的结果都是为了适应环境。即，生物的变异应当具有生存价值，在选择上具有优势，发生变异的个体不仅要能生存，而且能成功的繁衍后代，尽可能的适应环境。这里环境的变化实质是提供了一种选择压力，使生物已产生的利于生存和繁衍的变异不断得到积累和加强，最终形成对改变了的环境的适应。此外，适应必然带来种的繁荣和物种分布范围的扩大，同时又因为环境变化的随机性、不定向性，生物必须及时地对变化了的环境快速适应。所以在这个意义上，我们可以把生命的多样性看做是生命适应地球演变、保持自身连续性的一种适应状态或进化状态。

微观进化是生物体保持连续性所必要的。生物体必须经过微观进化来适应多变的环境，使物种的基因库更加丰富，微观进化是构成生物多样性的原因之一。隔离在进化中的地位

隔离是物种形成的必要条件。在物种的形成中，达尔文强调了可遗传变异和自然选择的作用。然而，随着对生物进化的不断研究和发展，进化论不断被完善。现代群体遗传理论认为，隔离是物种形成的必要条件。地理隔离导致遗传物质交

流的中断，防止基因交流而将彼此间的差异淹没。在进一步通过生殖隔离，保证群体像各自的方向发展，使歧化不断加深，直至形成新的物种。

宏观进化

宏观进化是指种以上的高级分类群的进化过程。微观进化是宏观进化的基础，多种微观进化汇集的结果为宏观进化。观察生物界的生物，其宏观进化的方向包含三个方面。一种是复式进化；这是一种由简单到复杂，低等到高等的进化，是生物体形态结构、生理机能的综合的、全面的进化过程，其结果是生物体各个主要方面比原有水平都要高级和复杂。第二种是特化式进化，也可以称特异适应，是指由于生物对各种不同生活环境的适应，从而出现的多方向分化，表现在生物的形态结构和生理机能没有质的提高和改变，其进化水平属于同一级别。还有一种属于简化式进化，是指生物复杂的结构转变为简单的结构的进化方式，又可称退化。例如寄生于体内的蛔虫，钩虫等，他们的运动器官和感觉器官全部退化,但生殖器官却异常发达。在植物中，菟丝草、野菇等由于寄生而叶绿素退化，叶片也成为鳞片状。三种进化，不同的特点，但却有一个共性，他们都是为了适应他们生活的环境。

对于生物的宏观进化型式，在一定时间，一组线性进化（一物种随着时间的推移而发生的表型的进化改变）种形成及灭绝过程所表现出来的谱系特征，又有两种形式。其一是达尔文的渐变型式。该理论主张，生物个体在长时间的演化中，经过自然选择，其微小的变异积累为显著的变异，于是形成新的物种和亚种。即，新种的形成是以渐进的方式形成的，进化是均匀，缓慢的，而不能产生突然的变化。而另一种与之相对的观点是由艾德里奇和戈尔德提出的间断平衡理论。该理论认为：新种只能以跳跃的方式快速形成，新种一旦形成就处于保守的或进化停滞状态，知道下一次形成事件发生之前表型上不会有明显变化。间断平衡理论是达尔文的渐变型式的一种补充，其具有充分的理论依据。根据现代综合进化理论的观点，生物的变异只有使其适合度发生变化时自然选择才会发生作用。而物种在其长期的稳定时期并不发生表型的进化改变；并且，间断平衡理论合理的解释了化石记录。按其理论可知，在连续的地层中，新种往往是突然出现，并找不到其祖先的任何痕迹。按照间断平衡理论，新种可以突然形成，迅速的突变是不易在地层中留下记录的。