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文檔簡(jiǎn)介
1、高二生物資料:現(xiàn)代生物進(jìn)化理論現(xiàn)代生物進(jìn)化理論(1)種群是生物進(jìn)化的單位 種群是生物生存和生物進(jìn)化的基本單位,一個(gè)物種中的一個(gè)個(gè)體是不能長(zhǎng)期生存的,物種長(zhǎng)期生存的基本單位是種群。一個(gè)個(gè)體是不可能進(jìn)化的,生物的進(jìn)化是通過(guò)自然選擇實(shí)現(xiàn)的,自然選擇的對(duì)象不是個(gè)體而是一個(gè)群體。 理由如下。(1)就原核生物和無(wú)性繁殖的真核生物來(lái)說(shuō),來(lái)自同一親本的無(wú)性繁殖系是由遺傳上相同的個(gè)體組成的,同一克隆內(nèi)的個(gè)體之間沒(méi)有遺傳差異,自然選擇作用的是無(wú)性繁殖系。(2)對(duì)于有性生殖的生物來(lái)說(shuō),個(gè)體的基因型是終身不變的,無(wú)論它在自然選擇中具有多大優(yōu)勢(shì),其基因型也不可能一成不變地傳給下一代個(gè)體,這是因?yàn)閭€(gè)體的基因組成來(lái)自父母雙
2、方。但是就一個(gè)種群來(lái)說(shuō),種群中全部基因的總和(基因庫(kù))卻可以在傳宗接代過(guò)程中維持相對(duì)穩(wěn)定,因此,自然選擇作用的是種群,本質(zhì)上是種群基因庫(kù)。也可以這樣理解:種群中個(gè)體的基因來(lái)自種群基因庫(kù),個(gè)體死亡后又通過(guò)其后代把基因歸還給基因庫(kù)。如果一個(gè)個(gè)體不能與種群中其他個(gè)體交配產(chǎn)生后代,這個(gè)個(gè)體在進(jìn)化上就沒(méi)有意義。種群也是生物繁殖的基本單位,種群內(nèi)的個(gè)體不是機(jī)械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通過(guò)繁殖將各自的基因傳遞給后代。 基因庫(kù)和基因頻率 基因庫(kù)是指一個(gè)種群所含的全部基因。每個(gè)個(gè)體所含有的基因只是種群基因庫(kù)中的一個(gè)組成部分。每個(gè)種群都有它獨(dú)特的基因庫(kù),種群中的個(gè)體一代一代地死亡,但基因庫(kù)卻代代相傳,并
3、在傳遞過(guò)程中得到保持和發(fā)展。種群越大,基因庫(kù)也越大,反之,種群越小基因庫(kù)也越小。當(dāng)種群變得很小時(shí),就有可能失去遺傳的多樣性,從而失去了進(jìn)化上的優(yōu)勢(shì)而逐漸被淘汰。 基因頻率是指某種基因在某個(gè)種群中出現(xiàn)的比例?;蝾l率可用抽樣調(diào)查的方法來(lái)獲得。如果在種群足夠大,沒(méi)有基因突變,生存空間和食物都無(wú)限的條件下,即沒(méi)有生存壓力,種群內(nèi)個(gè)體之間的交配又是隨機(jī)的情況下,種群中的基因頻率是不變的。但這種條件在自然狀態(tài)下是不存在的,即使在實(shí)驗(yàn)條件下也很難做到。實(shí)際情況是由于存在基因突變、基因重組和自然選擇等因素,種群的基因頻率總是在不斷變化的。這種基因頻率變化的方向是由自然選擇決定的。所以生物的進(jìn)化實(shí)質(zhì)上就是種群
4、基因頻率發(fā)生變化的過(guò)程。 基因頻率的計(jì)算方法 設(shè)二倍體生物種群中的染色體的某一座位上有一對(duì)等位基因,記作A1和A2。假如種群中被調(diào)查的個(gè)體有N個(gè),三種類型的基因組成,A1A1、A1A2和A2A2,在被調(diào)查對(duì)象中所占的個(gè)數(shù)分別為n1、n2和n3 基因庫(kù)和基因頻率的知識(shí)可與遺傳的基本規(guī)律相結(jié)合,在深刻理解遺傳的基本規(guī)律的基礎(chǔ)上來(lái)理解基因庫(kù)和基因頻率的概念就容易得多,也很能夠?qū)⑦@部分知識(shí)融會(huì)貫通。 (2)生物進(jìn)化的原材料突變和基因重組 可遺傳的變異是生物進(jìn)化的原始材料,可遺傳的變異主要來(lái)自基因突變、基因重組和染色體變異,在生物進(jìn)化理論中,常將基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。 基因突變是指DNA分子結(jié)
5、構(gòu)的改變,即基因內(nèi)部脫氧核苷酸的排列順序發(fā)生改變。基因突變是普遍存在的。根據(jù)突變發(fā)生的條件可分為自然突變和誘發(fā)突變兩類。不管在什么樣的條件下發(fā)生突變,都是隨機(jī)的,沒(méi)有方向性。一現(xiàn)代進(jìn)化理論的由來(lái)1. 拉馬克進(jìn)化學(xué)說(shuō)的要點(diǎn)(1) 生物由古老生物進(jìn)化而來(lái)的;(2) 由低等到高等逐漸進(jìn)化的;(3) 生物各種適應(yīng)性特征的形成是由于用進(jìn)廢退與獲得性遺傳。2. 達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)的主要內(nèi)容,意義及局限性過(guò)度繁殖,生存斗爭(zhēng),遺傳和變異,適者生存。論證了生物是不斷進(jìn)化的,并且對(duì)生物進(jìn)化的原因提出了合理的解釋。但對(duì)于遺傳變異的本質(zhì)未作出科學(xué)的 解釋,對(duì)生物進(jìn)化的解釋也局限于個(gè)體水平,強(qiáng)調(diào)特種的形成是漸變的結(jié)果,
6、不能解釋物種大爆發(fā)現(xiàn)象。二現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容1.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容基本觀點(diǎn):種群是生物進(jìn)化的基本單位,生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變。突變和基因重組,自然選擇及隔離是物種形成過(guò)程的三個(gè)基本環(huán)節(jié),通過(guò)它們的綜合作用,種群產(chǎn)生分化,最終導(dǎo)致新物種形成。在這個(gè)過(guò)程中,突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料,自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進(jìn)化的方向,隔離是新物種形成的必要條件。3. 生物進(jìn)化與物種形成生物進(jìn)化是同種生物的發(fā)展變化,時(shí)間可長(zhǎng)可短,任何基因頻率的改變,不論其變化大小,引起性狀變化程度如何,都屬于進(jìn)化的范圍。物種形成是指一個(gè)物種發(fā)展為另一個(gè)物種的過(guò)程。必須當(dāng)基因頻
7、率的改變突破物種界限形成生殖隔離時(shí),方可成立。這其中不僅包括漫長(zhǎng)的時(shí)間,較明顯的基因型和表現(xiàn)型變化,還應(yīng)包括生殖隔離的存在。因此生殖隔離是物種形成的必要條件,而不是生物進(jìn)化的必要條件。4. 生物進(jìn)化的歷程 時(shí)間生物種類的出現(xiàn)35億年前古細(xì)菌 藍(lán)藻 細(xì)菌15億年前真核生物(5.75)億年前無(wú)脊椎動(dòng)物4億年前原始陸生生物 原始兩棲類2億年前裸子,被子植物 鳥(niǎo)類 哺乳類生物進(jìn)化的方向:簡(jiǎn)單到復(fù)雜,低等到高等,水生到陸生。【擴(kuò)展延伸】【達(dá)爾文進(jìn)化論:簡(jiǎn)介】1、產(chǎn)生背景在文藝復(fù)興以及思想啟蒙之后,現(xiàn)代科學(xué)的理性思維已經(jīng)建立起來(lái)。達(dá)爾文的時(shí)代是十九世紀(jì)中后期,正是走出蒙提,提倡科學(xué)的前一階段,在思想和理性
8、上,為達(dá)爾文創(chuàng)立自然選擇進(jìn)化論提供了思想依據(jù);而青年時(shí)的遠(yuǎn)游,則為他積累了大量的實(shí)據(jù),引發(fā)了他關(guān)于物種進(jìn)化的思考并最終形成一個(gè)完整的體系。2、要點(diǎn): 他認(rèn)為,生物之間存在著生存斗爭(zhēng),適應(yīng)者生存下來(lái),不適者則被淘汰,這就是自然的選擇。生物正是通過(guò)遺傳、變異和自然選擇,從低級(jí)到高級(jí),從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,種類由少到多地進(jìn)化著、發(fā)展著。以上三點(diǎn),就是我們常聽(tīng)到的“物競(jìng)天擇,適者生存”,現(xiàn)在基因?qū)W誕生之生,為此提供了重要的證據(jù),事實(shí)上,物競(jìng)天擇,競(jìng)的是“基因”。3、影響: 進(jìn)化論是人類歷史上第二次重大科學(xué)突破,第一次是日心說(shuō)取代地心說(shuō),否定了人類位于宇宙中心的自大情結(jié);第二次就是進(jìn)化論,把人類拉到了與普通生物
9、同樣的層面,所有的地球生物,都與人類有了或遠(yuǎn)或近的血緣關(guān)系,徹底打破了人類自高自大,一神之下,眾生之上的愚昧式自尊。 慶幸的是,達(dá)爾文已經(jīng)不是在中世紀(jì)了,所以他沒(méi)有受到布魯諾的待遇,民眾仍然給了極高的評(píng)價(jià),即使是宗教,也表現(xiàn)出了一定的寬容,當(dāng)然,這與當(dāng)時(shí)宗教權(quán)力遠(yuǎn)不如中世紀(jì)有關(guān)。 4、有關(guān)爭(zhēng)論: 爭(zhēng)論來(lái)自兩方面:一方面是科學(xué)界的內(nèi)部爭(zhēng)論,一方面是科學(xué)界以外的宗教與進(jìn)化論爭(zhēng)論。 在科學(xué)界內(nèi)部,沒(méi)有進(jìn)化論是否成立的爭(zhēng)論和質(zhì)疑,進(jìn)化的事實(shí)早已確鑿無(wú)疑地證明了進(jìn)化論的成立,但是,在具體的進(jìn)化形式和原因中,依然爭(zhēng)議不斷,如漸變與突變的爭(zhēng)議(這個(gè)已經(jīng)不爭(zhēng)了,進(jìn)化速度因條件不同而不同)、人類進(jìn)化歷程的爭(zhēng)議、
10、 宗教與科學(xué)的爭(zhēng)論,這是民眾感受最多的部分,也是爭(zhēng)論最有影響力的領(lǐng)域。因?yàn)槊癖妼I(yè)的生物學(xué)知識(shí)很貧乏,中學(xué)時(shí)代我們學(xué)到的只是研究的結(jié)論,而沒(méi)有專業(yè)的解釋,因此,宗教尤其是基督教,則慣于歪曲生物學(xué)和進(jìn)化論,把進(jìn)化論描述為非科學(xué)的、蠻橫的、可笑的、無(wú)證據(jù)的或者是捏造的【達(dá)爾文簡(jiǎn)介】英國(guó)博物學(xué)家,進(jìn)化論的奠基人。18311836年,他以博物學(xué)家的身份,參加了英國(guó)派遣的環(huán)球航行,做了五年的科學(xué)考察。在動(dòng)植物和地質(zhì)方面進(jìn)行了大量的觀察和采集,經(jīng)過(guò)綜合探討,形成了生物進(jìn)化的概念。1859年出版了震動(dòng)當(dāng)時(shí)學(xué)術(shù)界的物種起源。書(shū)中用大量資料證明了形形色色的生物都不是上帝創(chuàng)造的,而是在遺傳、變異、生存斗爭(zhēng)中和自然
11、選擇中,由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,由低等到高等,不斷發(fā)展變化的,提出了生物進(jìn)化論學(xué)說(shuō),從而摧毀了各種唯心的神造論和物種不變論。恩格斯將“進(jìn)化論”列為19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一(其他兩個(gè)是細(xì)胞學(xué)說(shuō),能量守恒和轉(zhuǎn)化定律)。他所提出的天擇與性擇,在目前的生命科學(xué)中是一致通用的理論。除了生物學(xué)之外,他的理論對(duì)人類學(xué)、心理學(xué)以及哲學(xué)來(lái)說(shuō)也相當(dāng)重要。 【 達(dá)爾文生平】1809年2月12日,達(dá)爾文出生在英國(guó)的施魯斯伯里。祖父和父親都是當(dāng)?shù)氐拿t(yī),家里希望他將來(lái)繼承祖業(yè),16歲時(shí)便被父親送到愛(ài)丁堡大學(xué)學(xué)醫(yī)。 但達(dá)爾文從小就熱愛(ài)大自然,尤其喜歡打獵、采集礦物和動(dòng)植物標(biāo)本。進(jìn)到醫(yī)學(xué)院后,他仍然經(jīng)常到野外采集動(dòng)植物標(biāo)本。父
12、親認(rèn)為他“游手好閑”、“不務(wù)正業(yè)”,一怒之下,于1828年又送他到劍橋大學(xué),改學(xué)神學(xué),希望他將來(lái)成為一個(gè)“尊貴的牧師”。達(dá)爾文對(duì)神學(xué)院的神創(chuàng)論等謬說(shuō)十分厭煩,他仍然把大部分時(shí)間用在聽(tīng)自然科學(xué)講座,自學(xué)力量的自然科學(xué)書(shū)籍。熱心于收集甲蟲(chóng)等動(dòng)植物標(biāo)本,對(duì)神秘的大自然充滿了濃厚的興趣。 1828年的一天,在倫敦郊外的一片樹(shù)林里,一位大學(xué)生圍著一棵老樹(shù)轉(zhuǎn)悠。突然,他發(fā)現(xiàn)在將要脫落的樹(shù)皮下,有蟲(chóng)子在里邊蠕動(dòng),便急忙剝開(kāi)樹(shù)皮,發(fā)現(xiàn)兩只奇特的甲蟲(chóng),正急速地向前爬去。這位大學(xué)生馬上左右開(kāi)弓抓在手里,興奮地觀看起來(lái)。正在這時(shí),樹(shù)皮里又跳出一只甲蟲(chóng),大學(xué)生措手不及,迅即把手里的甲蟲(chóng)藏到嘴里,伸手又把第三只甲蟲(chóng)抓到
13、??粗@些奇怪的甲蟲(chóng),大學(xué)生真有點(diǎn)愛(ài)不釋手,只顧得意地欣賞手中的甲蟲(chóng),早把嘴里的哪只給忘記了。嘴里的那只甲蟲(chóng)憋得受不了啦,便放出一股辛辣的毒汁,把這大學(xué)生的舌頭蜇得又麻又痛。他這才想起口中的甲蟲(chóng),張口把它吐到手里。然后,不顧口中的疼痛,得意洋洋地向市內(nèi)的劍橋大學(xué)走去。這個(gè)大學(xué)生就是查理·達(dá)爾文。后來(lái),人們?yōu)榱思o(jì)念他首先發(fā)現(xiàn)的這種甲蟲(chóng),就把它命為“達(dá)爾文”。 年,達(dá)爾文從劍橋大學(xué)畢業(yè)。他放棄了待遇豐厚的牧師職業(yè),依然熱衷于自己的自然科學(xué)研究。這年月,英國(guó)政府組織了“貝格爾號(hào)”軍艦的環(huán)球考察,達(dá)爾文經(jīng)人推薦,以“博物學(xué)家”的身份,自費(fèi)搭船,開(kāi)始了漫長(zhǎng)而又艱苦的環(huán)球考察活動(dòng)。達(dá)爾文每到一地
14、總要進(jìn)行認(rèn)真的考察研究,采訪當(dāng)?shù)氐木用?,有時(shí)請(qǐng)他們當(dāng)向?qū)В郎缴嫠?,采集礦物和動(dòng)植物標(biāo)本,挖掘生物化石,發(fā)現(xiàn)了許多沒(méi)有記載的新物種。他白天收集谷類巖石標(biāo)本、動(dòng)物化石,晚上又忙著記錄收集經(jīng)過(guò)。年月,“貝格爾”號(hào)停泊在大西洋中佛得角群島的圣地亞哥島。水兵們都去考察海水的流向。達(dá)爾文和他的助手背起背包,拿著地質(zhì)錘,爬到山上去收集巖石標(biāo)本。一路上,達(dá)爾文把各式各樣的石頭敲下來(lái)放進(jìn)背包,有黑色的、白色的,還有夾著一束花紋的。一會(huì)兒,背包便放滿各種各樣的石頭,背包帶深深地勒進(jìn)達(dá)爾文的肉里,渾身上下都被汗水浸透了?!斑_(dá)爾文先生,這些亂七八糟的石頭,到底有什么用?”看著吃力向前爬行的達(dá)爾文,助手不解地問(wèn)?!澳?/p>
15、看,石頭是有層次的,每層石頭里有著不同的貝殼和海生動(dòng)物的遺骨,它能告訴我們不同年代的生物!”達(dá)爾文喘著粗氣說(shuō)道。助手總算明白了一些,趕忙從達(dá)爾文身上接過(guò)背包,背在自己的肩上。在考察過(guò)程中,達(dá)爾文根據(jù)物種的變化,整日思考著一個(gè)問(wèn)題:自然界的奇花異樹(shù),人類萬(wàn)物究意是怎么產(chǎn)生的?他們?yōu)槭裁磿?huì)千變?nèi)f化?彼此之間有什么聯(lián)系?這些問(wèn)題在腦海里越來(lái)越深刻,逐漸使他對(duì)神創(chuàng)論和物種不變論產(chǎn)生了懷疑。年月底,“貝格爾”號(hào)到達(dá)巴西,達(dá)爾文上岸考察,向船長(zhǎng)提出要攀登南美洲的安第斯山。艦長(zhǎng)吃了一驚,急忙說(shuō)道:“這山又高又長(zhǎng),您怎么走得過(guò)去?”“我就是要走前人沒(méi)走過(guò)的路!”達(dá)爾文堅(jiān)定地說(shuō)道。艦長(zhǎng)被他的精神所感動(dòng),答應(yīng)了他
16、的要求,為了安全起見(jiàn),又派了向?qū)Ш万咇R一同前往。當(dāng)他們撲到海拔多米的高山上時(shí),達(dá)爾文意外地在山頂上發(fā)現(xiàn)了貝殼化石。達(dá)爾文非常吃驚,他心中想到:“海底的貝殼怎么會(huì)跑到高山上了呢?”經(jīng)過(guò)反復(fù)思索,他終于明白了地殼升降的道理。心中異常激動(dòng)地說(shuō)道:“看來(lái),這條高大的山脈地帶,在億萬(wàn)年前,原來(lái)是一片大海洋?。 边_(dá)爾文抑制不住內(nèi)心的激動(dòng),帶領(lǐng)大家一直往上爬去。到了安第斯山的最高峰,達(dá)爾文忽覺(jué)心胸開(kāi)朗了許多。他俯瞰山下,突然發(fā)現(xiàn)山脈的兩邊,植物的種類并不相同。再仔細(xì)一看,即使同一種類,樣子也相差很遠(yuǎn)。它們?yōu)槭裁磿?huì)有明顯的差別呢?達(dá)爾文腦海中一陣翻騰,對(duì)自己的猜想有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí):“物種不是一成不變的,而是
17、隨著客觀條件的不同而相應(yīng)變異!”后來(lái),達(dá)爾文又隨船橫渡太平洋,經(jīng)過(guò)澳大利亞,越過(guò)印度洋,繞過(guò)好望角,于年月回到英國(guó)。在歷時(shí)五年的環(huán)球考察中,達(dá)爾文積累了大量的資料。回國(guó)之后,他一面整理這些資料,一面又深入實(shí)踐,同時(shí),查閱大量書(shū)籍,為他的生物進(jìn)化理論尋找根據(jù)。年,他第一次寫(xiě)出物種起源的簡(jiǎn)要提綱。年月達(dá)爾文經(jīng)過(guò)多年研究而寫(xiě)成的科學(xué)巨著物種起源終于出版了。在這部書(shū)里,達(dá)爾文旗幟鮮明地提出了“進(jìn)化論”的思想,說(shuō)明物種是在不斷的變化之中,是由低級(jí)到高級(jí)、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的演變過(guò)程。這部著作的問(wèn)世,第一次把生物學(xué)建立在完全科學(xué)的基礎(chǔ)上,以全新的生物進(jìn)化思想,推翻了“神創(chuàng)論”和物種不變的理論。物種起源是達(dá)爾文進(jìn)
18、化論的代表作,標(biāo)志著進(jìn)化論的正式確立。物種起源的出版,在歐洲乃至整個(gè)世界都引起轟動(dòng)。它沉重地打擊了神權(quán)統(tǒng)治的根基,從反動(dòng)教會(huì)到封建御用文人都狂怒了。他們?nèi)浩鸸ブ?,誣蔑達(dá)爾文的學(xué)說(shuō)“褻瀆圣靈”,觸犯“君權(quán)神授天理,”有失人類尊嚴(yán)。與此相反,以赫胥黎為代表的進(jìn)步學(xué)者,積極宣傳和捍衛(wèi)達(dá)爾文主義。指出:進(jìn)化論轟開(kāi)了人們的思想禁錮,啟發(fā)和教育人們從宗教迷信的束縛下解放出來(lái)。緊接著,達(dá)爾文又開(kāi)始他的第二部巨著動(dòng)物和植物在家養(yǎng)下的變異的寫(xiě)作,以不可爭(zhēng)辯的事實(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)論斷,進(jìn)一步闡述他的進(jìn)化論觀點(diǎn),提出物種的變異和遺傳、生物的生存斗爭(zhēng)和自然選擇的重要論點(diǎn),并很快出版這部巨著。晚年的達(dá)爾文,盡管體弱多病,但
19、他以驚人的毅力,頑強(qiáng)地堅(jiān)持進(jìn)行科學(xué)研究和寫(xiě)作,連續(xù)出版了人類的由來(lái)等很多著作。年月日,這位偉大的科學(xué)家因病逝世,人們把他的遺體安葬在牛頓的墓旁,以表達(dá)對(duì)這位科學(xué)家的敬仰。自然選擇自然選擇(natural selection),語(yǔ)出物種起源(the Origin of Species),亦稱“自然淘汰”。達(dá)爾文學(xué)說(shuō)中進(jìn)化過(guò)程的主要機(jī)制。是能導(dǎo)致種群在遺傳特性上趨異的因素之一。由于對(duì)食物和空間的競(jìng)爭(zhēng),以及對(duì)捕食者的作用,可影響某一種群的組成,結(jié)果那些對(duì)周?chē)l(fā)生有利變異的生物存活下來(lái),不利變異的則被消滅。達(dá)爾文把這種生存斗爭(zhēng)中,適者生存、不適者被淘汰的過(guò)程,叫做自然選擇。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的自然選擇,微小的有
20、利變異得到積累而成為顯著的有利變異,從而產(chǎn)生了適應(yīng)特定環(huán)境的生物新類型。自然選擇的作用比遺傳漂變大得多,自然選擇在大小種群中都能成為它們進(jìn)化性變化有效動(dòng)力。自然選擇是種群內(nèi)所產(chǎn)生的經(jīng)過(guò)遺傳得來(lái)的變化。因?yàn)槟承﹤€(gè)體和其他個(gè)體留下更多的后代,許多世代以后,具有能使生物存活和留下更多后代的特征的基因,靠犧牲那些提供較少適應(yīng)度的基因來(lái)增加其頻率,只要環(huán)境中有足夠的變異讓不同的遺傳品系去適應(yīng)環(huán)境的不同部分,一個(gè)種群就能夠?qū)ψ匀贿x擇作出反應(yīng)而分歧,這種對(duì)環(huán)境異質(zhì)性充分協(xié)調(diào)的現(xiàn)象在所有有機(jī)體類型中,甚至在種群水平上,都是一種極其普遍的現(xiàn)象。達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō),其主要內(nèi)容有四點(diǎn):過(guò)度繁殖,生存斗爭(zhēng)(也叫生存
21、競(jìng)爭(zhēng)),遺傳和變異,適者生存。過(guò)度繁殖 達(dá)爾文發(fā)現(xiàn),地球上的各種生物普遍具有很強(qiáng)的繁殖能力,都有依照幾何比率增長(zhǎng)的傾向。達(dá)爾文指出,象是一種繁殖很慢的動(dòng)物,但是如果每一頭雌象一生(3090歲)產(chǎn)仔6頭,每頭活到100歲,而且都能進(jìn)行繁殖的話,那么到750年以后,一對(duì)象的后代就可達(dá)到1 900萬(wàn)頭。因此,按照理論上的計(jì)算,就是繁殖不是很快的動(dòng)、植物,也會(huì)在不太長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)產(chǎn)生大量的后代而占滿整個(gè)地球。但事實(shí)上,幾萬(wàn)年來(lái),象的數(shù)量也從沒(méi)有增加到那樣多,自然界里很多生物的繁殖能力都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了象的繁殖能力,但各種生物的數(shù)量在一定的時(shí)期內(nèi)都保持相對(duì)的穩(wěn)定狀態(tài),這是為什么呢?達(dá)爾文因此想到了生存斗爭(zhēng)。生存斗
22、爭(zhēng) 生物的繁殖能力是如此強(qiáng)大,但事實(shí)上,每種生物的后代能夠生存下來(lái)的卻很少。這是什么原因呢?達(dá)爾文認(rèn)為,這主要是繁殖過(guò)度引起的生存斗爭(zhēng)的緣故。任何一種生物在生活過(guò)程中都必須為生存而斗爭(zhēng)。生存斗爭(zhēng)包括生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的斗爭(zhēng),生物種內(nèi)的斗爭(zhēng),如為食物、配偶和棲息地等的斗爭(zhēng),以及生物種間的斗爭(zhēng)。由于生存斗爭(zhēng),導(dǎo)致生物大量死亡,結(jié)果只有少量個(gè)體生存下來(lái)。但在生存斗爭(zhēng)中,什么樣的個(gè)體能夠獲勝并生存下去呢?達(dá)爾文用遺傳和變異來(lái)進(jìn)行解釋。遺傳和變異 達(dá)爾文認(rèn)為一切生物都具有產(chǎn)生變異的特性。引起變異的根本原因是環(huán)境條件的改變。在生物產(chǎn)生的各種變異中,有的可以遺傳,有的不能夠遺傳。但哪些變異可以遺傳呢?達(dá)爾文
23、用適者生存來(lái)進(jìn)行解釋。適者生存 達(dá)爾文認(rèn)為,在生存斗爭(zhēng)中,具有有利變異的個(gè)體,容易在生存斗爭(zhēng)中獲勝而生存下去。反之,具有不利變異的個(gè)體,則容易在生存斗爭(zhēng)中失敗而死亡。這就是說(shuō),凡是生存下來(lái)的生物都是適應(yīng)環(huán)境的,而被淘汰的生物都是對(duì)環(huán)境不適應(yīng)的,這就是適者生存。達(dá)爾文把在生存斗爭(zhēng)中,適者生存、不適者被淘汰的過(guò)程叫做自然選擇。達(dá)爾文認(rèn)為,自然選擇過(guò)程是一個(gè)長(zhǎng)期的、緩慢的、連續(xù)的過(guò)程。由于生存斗爭(zhēng)不斷地進(jìn)行,因而自然選擇也是不斷地進(jìn)行,通過(guò)一代代的生存環(huán)境的選擇作用,物種變異被定向地向著一個(gè)方向積累,于是性狀逐漸和原來(lái)的祖先不同了,這樣,新的物種就形成了。由于生物所在的環(huán)境是多種多樣的,因此,生物適
24、應(yīng)環(huán)境的方式也是多種多樣的,所以,經(jīng)過(guò)自然選擇也就形成了生物界的多樣性。 達(dá)爾文雖借用了人工選擇中的“選擇”這個(gè)詞,但這只是一種比喻,并非說(shuō)有超自然的力量在進(jìn)行選擇。按照達(dá)爾文的意見(jiàn),自然選擇不過(guò)是生物與自然環(huán)境相互作用的結(jié)果。從進(jìn)化的觀點(diǎn)看,能生存下來(lái)的個(gè)體不一定就是最適者,只有生存下來(lái)并留下眾多后代的個(gè)體才是最適者;又考慮到進(jìn)化是群體而不是個(gè)體的現(xiàn)象,現(xiàn)代綜合進(jìn)化論從群體遺傳學(xué)的角度修正了達(dá)爾文的看法,認(rèn)為自然選擇是群體中“不同基因型的有差異的(區(qū)分性的)延續(xù)”,是群體中增加了適應(yīng)性較強(qiáng)的基因型 頻 率的過(guò)程 。例如 ,英國(guó)有一種樺尺蛾,在1850年前都是灰色類型。1850年在曼徹斯特發(fā)現(xiàn)了黑色的突變體。19世紀(jì)后半葉,隨著工業(yè)化的發(fā)展,廢氣中的HS殺死了樹(shù)皮上的灰色地衣,煤煙又把樹(shù)干熏成黑色。結(jié)果,原先歇息在地衣上得到保護(hù)的灰色類型,這時(shí)在黑色樹(shù)干上卻易被鳥(niǎo)類捕食;而黑色類型則因煤煙的掩護(hù)免遭鳥(niǎo)類捕食反而得到生存和發(fā)展。于是黑色類型的頻率迅速提高,灰色類型的頻率則不斷下降。到19世紀(jì)末,前者已由不到 1上升至90以上;后者則從90
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