内容正文:
第六章 生物的进化
第1节 生物有共同祖先的证据
1. 达尔文的生物进化论主要由两大学说组成∶共同由来学说和自然选择学说。前者指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的;后者揭示了生物进化的机制,解释了适应的形成和物种形成的原因。
2. 化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。
3. 利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为等特征。因此,化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
4. 化石为研究生物进化提供了直接的证据,比较解剖学和胚胎学以及细胞和分子水平的研究,都给生物进化论提供了有力的支持。这些证据互为补充、相互印证。有力地支持了达尔文的共同由来学说,进而为解释适应和物种的形成提供了坚实的基础。
第2节 自然选择与适应的形成
1. 枯叶蝶在停息时,它的翅很像一片枯叶,这是枯叶蝶对环境的一种适应(adaptation)。同枯叶蝶一样,所有的生物都具有适应环境的特征。
2. 适应作为一个生物学术语,包括两方面的含义∶一是指生物的形态结构适合于完成一定的功能,二是指生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的环境中生存和繁殖。
3. 法国博物学家拉马克(J.-B.Lamarck,1744—1829)彻底否定了物种不变论,提出当今所有的生物都是由更古老的生物进化来的,各种生物的适应性特征并不是自古以来就如此的,而是在进化过程中逐渐形成的。不过他认为适应的形成都是由于用进废退和获得性遗传。
4. 达尔文提出的自然选择(natural selection)学说对生物的进化和适应的形成作出了合理的解释。他认为适应的来源是可遗传的变异,适应是自然选择的结果。
5. 群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件。
6. 达尔文提出的自然选择(natural selection)学说揭示了生物界的统一性是由于所有的生物都有共同祖先,而生物的多样性和适应性是进化的结果。
7. 受到当时科学发展水平的限制,达尔文对于遗传和变异的认识还局限于性状水平,不能科学地解释遗传和变异的本质。
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
第一小节种群基因组成的变化
1. 生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群。一个种群其实就是一个繁殖的单位,雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。
2. 一个种群中全部个体所含有的全部基因,叫作这个种群的基因库(gene pool)。在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比值,叫作基因频率。
3. 基因突变在自然界是普遍存在的。基因突变产生新的等位基因,这就可以使种群的基因频率发生变化。
4. 可遗传的变异提供了生物进化的原材料。
5. 可遗传的变异来源于基因突变、基因重组和染色体变异。其中,基因突变和染色体变异统称为突变(mutation)。
6. 在自然选择的作用下,种群的基因频率会发生定向改变,导致生物朝着一定的方向不断进化。
第二小节隔离在物种形成中的作用
1. 在遗传学和生物进化论的研究中,把能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种(species)。
2. 不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育的后代,这种现象叫作生殖隔离。
3. 同种生物由于地理障碍而分成不同的种群,使得种群间不能发生基因交流的现象,叫作地理隔离(geographical isolation)。
4. 地理隔离和生殖隔离都是指不同群体间的个体,在自然条件下基因不能自由交流的现象,这里统称为隔离(isolation)。
5. 由于各个岛上的食物和栖息条件互不相同,自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用就有差别∶在一个种群中,某些基因被保留下来,而在另一个种群中,被保留下来的可能是另一些基因。久而久之,这些种群的基因库就会形成明显的差异,并逐渐出现生殖隔离。生殖隔离一旦形成,原来属于一个物种的地雀,就成了不同的物种。由此可见,隔离是物种形成的必要条件。
第4节 协同进化与生物多样性的形成
1. 不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是协同进化(coevolution)。
2. 生物多样性主要包括三个层次的内容∶遗传多样性(基因多样性)、物种多样性和生态系统多样性。
3. 以自然选择学说为核心的现代生物进化理论对自然界的生命史作出了科学的解释;适应是自然选择的结果;种群是生物进化的基本单位;突变和基因重组提供进化的原材料,自然选择导致种群基因频率的定向改变,进而通过隔离形成新的物种。
4. 生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程;生物多样性是协同进化的结果。
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