内容正文:
第6章 生物的进化
第1节 生物有共同祖先的证据
达尔文生物进化论的组成:
1.共同由来学说:指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的。
2.自然选择学说: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。
一、地层中陈列的证据——化石
(一)定义: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。
(二)在研究生物进化中的作用:
1.内容:化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
2.原因: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。
3.举例:如从动物的牙齿化石推测它们的饮食情况,从动物的骨骼化石推测其体型大小和运动方式;从植物化石推测它们的形态、结构和分类地位;等等。
(三)分布:大部分化石发现于沉积岩的地层中。
(四)结论:
1.证实了生物是由原始的共同祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的。
2.揭示出生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。
二、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
(一)比较解剖学证据
1.研究内容:研究比较脊椎动物的器官、系统的形态和结构,为生物是否有共同祖先寻找证据。
2.证据:观察蝙蝠的翼、鲸的鳍、猫的前肢和人的上肢,发现它们有以下共同特点:
(1)这四种前(上)肢骨路都有肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨,且其种类具有一致性。
(2)从上到下这四种前(上)肢骨骼,这些骨的排列顺序一致。
3.这些器官功能和外形差异的原因:在发育过程中,这些器官由于适应它们不同的生活环境,执行不同的功能,所以形成了不同的形态,例如鸟的翼和蝙蝠的翼手适于飞翔;鲸的鳍适于水中游泳;马的前肢适于奔跑;人的上肢可做各种复杂的活动等。
4.结论:这个证据支持了现有的脊椎动物有着共同的原始祖先。
(二)胚胎学证据
1.胚胎学的定义:是指研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。
2.研究内容:比较不同动物以及人的胚胎发育过程。
3.证据:例如,人的胚胎在发育早期会出现鳃裂和尾,这与鱼的胚胎在发育早期出现鳃裂和尾非常相似。脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段。
4.结论:这个证据支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点。
(三)细胞和分子水平的证据
1.细胞水平的证据:当今生物有许多共同的特征,比如都有能进行代谢、生长和增殖的细胞,细胞有共同的物质基础和结构基础等,这是对生物有共同祖先这一论点的有力支持。
2.分子水平的证据:不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点,提示人们当今生物有着共同的原始祖先,其差异的大小则揭示了当今生物种类亲缘关系的远近,以及它们在进化史上出现的顺序。
三、意义: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
一、适应的普遍性和相对性
(一)适应的含义:
1.指生物的形态结构适合于完成一定的功能。
2.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。
(二)适应的特点:
1.普遍性
2.相对性
二、适应性特征的形成
(一)物种不变论:认为各种生物都是自古以来就如此的。
(二)进化论:
1.拉马克的进化学说:
(1)主要内容:
①当今所有的生物都是由更古老的生物进化来的。
②各种生物的适应性特征是在进化过程中逐渐形成的。
③适应的形成是由于用进废退(器官用得越多就越发达,器官废而不用,就会造成形态上的退化)和获得性遗传(这些因用进废退而获得的性状是可以遗传给后代的)。
(2)成功和不足:拉马克提出的进化学说在当时是有进步意义的,但他对适应形成的解释是肤浅的,未被人们普遍接受。
2.达尔文的自然选择学说:
(1)主要内容:在一定环境的选择作用下,可遗传的有利变异会赋予某些个体生存和繁殖的优势,经过代代繁殖,群体中这样的个体就会越来越多,有利变异通过逐代积累而成为显著的适应性特征,进而出现新的生物类型。科学思维过程如下图解:
结论:
①适应的来源:可遗传的变异。
②适应的产生:是自然选择的结果。
③适应形成的必要条件:群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择。
(2)历史贡献:
①对生物的进化和适应的形成作出了合理的解释。
②使人们认识到,原来自然界的万千生物不是神灵预先设定好而永恒不变的,而是在自然选择的作用下不断发展变化的。这就使生物学第一次摆脱了神学的束缚,走上了科学的轨道。
③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。
恩格斯将达尔文的生物进化论誉为19世纪自然科学的三大发现之一。
(3)局限性: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。
3.现代生物进化理论:
(1)发展:
①从研究水平上看:已从性状水