進化生物學(xué)論文

1、 進化生物學(xué)論文 摘要：根據(jù)自己的遺傳學(xué)特性闡述自己的前世，今生和未來。包括生命起源的化學(xué)演化階段，由小分子演化成為生物大分子，再到形成原始生命體的過程，包括原始的生命活動，都意味著生命的真正開始。接著討論了物種的進化，人類未來發(fā)展的可能結(jié)果和進化形態(tài)。 關(guān)鍵詞：小分子 人類的起源與進化 遺傳特性 人工心臟 發(fā)展 前言：進化生物學(xué)是研究生物進化的科學(xué)，但又不僅僅是研究進化的過程，更重要的是研究進化的原因、機制、速率和方向，是追究事物或過程的因果關(guān)系的科學(xué)。它不僅要從生物組織的不同層次揭示進化的原因，也要從時間上追溯進化的過程。它吸收了生物學(xué)多個學(xué)科的成就，特別是將進化論與生態(tài)學(xué)、分類學(xué)、行為學(xué)

2、綜合起來研究有關(guān)的生命現(xiàn)象。而進化生物學(xué)的基礎(chǔ)就是進化論，進化論是生物學(xué)中最大的統(tǒng)一理論。生物階的復(fù)雜現(xiàn)象，諸如形態(tài)的、生理的、行為的適應(yīng)，物種的形成和滅絕，種內(nèi)和種間關(guān)系等現(xiàn)象都只能在進化理論的基礎(chǔ)上得到統(tǒng)一的解釋，也都只能通過進化生物學(xué)的研究而明確其內(nèi)在的原因與機制，生物學(xué)各學(xué)科無不貫穿進化的原則和思想。為了加深對進化生物學(xué)的理解，本論文將結(jié)合作者自己的遺傳特征，來談?wù)勆锏倪M化和發(fā)展。 正文：談到自身的進化和未來，我不禁在想，45億年前的我們所有人的“祖先”都是那個原始膜不經(jīng)意包裹有機質(zhì)形成的小囊，當我們?nèi)祟愒倩仡^研究生命起源時，讓人感慨這是多么神奇，又是多么漫長，而且未來的我們（人類）

3、到底會發(fā)展進化成什么樣的？不禁感覺好神奇呀。讓我們一起探討吧。目前已確定自然界中有109種元素，其中生物體中已發(fā)現(xiàn)的元素近60種，主要是C、H、O、N、P和S，其次是Ca、Mg、Na和Cl等元素，這些元素都普遍存在于無機自然界，可見生命體中不存在特有的元素，其中以離子形式存在的元素對生物體起著重要的作用。從分子成分看，各種生物除含有70%的水和多種無機化合物外，還含有多種有機分子，如核酸、蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)和維生素等。其中，葡萄糖、ATP等在各種生物中都是相同或基本相同的；而蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子，雖然在各種不同的生物體中有不同的組成，但構(gòu)成它們的單體卻是一致的。例如，構(gòu)成各種生物蛋白質(zhì)的單

4、體包括20種氨基酸，并且都是L型氨基酸；構(gòu)成各種生物核酸的單體也僅僅是那8種核苷酸。說明各種生物在化學(xué)成分上存在著高度的同一性。我們的“祖先”，各種分子在早起的地球上發(fā)生一些列的化學(xué)反應(yīng)，這就是生命起源初期的化學(xué)演化階段，這一階段化學(xué)反應(yīng)的催化劑只要是早期地球的熱能、太陽能以及放電，當然還可能有宇宙射線、放射線、隕石沖擊等均可促進化學(xué)演化。生命起源的化學(xué)演化全過程大體可區(qū)分為4個主要的階段：1、從無機小分子生成有機小分子，這一階段大約發(fā)生在47億年前，在地球還處于星云凝聚階段時，與生命起源有關(guān)的H、C、O、N以及S、P等元素之間第一次化學(xué)反應(yīng)就已經(jīng)在進行了。大約在4547億年前，地殼剛開始形成

5、時，火山爆發(fā)十分頻繁，早期地球核心的金屬碳化物被噴到地球表面，與當時基本上由過熱水蒸氣組成的地球大氣發(fā)生相互作用，結(jié)果形成了碳氫化合物；2、從有機小分子發(fā)展成生物大分子，主要是指蛋白質(zhì)和核酸，有些學(xué)者認為在原始海洋中氨基酸和核苷酸經(jīng)過長期的積累，互相作用，在適當?shù)臈l件下，分別通過縮合作用或聚合作用，形成了原始的蛋白質(zhì)和核酸分子；3、由生物大分子組成多分子體系，多數(shù)學(xué)者認為是在原始海洋的局部地區(qū)發(fā)生了濃縮，諸如蒸發(fā)作用、黏土吸附等，使生物大分子形成膠質(zhì)小球，漂浮在原始海洋中。這種多分子體系的實驗?zāi)Ｐ椭饕袌F聚體和類蛋白質(zhì)微球體；4、由多分子體系發(fā)展成原始生命，這一過程最重要的事件是原始膜的出現(xiàn)，

6、在原始海洋中類脂和蛋白質(zhì)之間相互作用逐漸形成囊狀，把富含有機物的海水包進去，使之成為一個獨立于環(huán)境的原始生命體。這些原始的生命體將在漫長的演化中表現(xiàn)出越來越多的生命特征。出現(xiàn)生命活動特征是生命起源的一個關(guān)鍵的階段，生命活動的基本特征包括：自我更新、自我復(fù)制、自我調(diào)控、自我突變。生物體的自我更新是一個具有同化與異化兩種作用的新陳代謝過程。同化作用是將外界物質(zhì)轉(zhuǎn)化為自身物質(zhì)，同時伴隨著能量貯存的過程。正因為如此，同化作用又稱為合成作用。而異化作用是將自身物質(zhì)轉(zhuǎn)化為外界物質(zhì)，同時伴隨著能量釋放的過程。所以異化作用又可稱為分解作用?？梢姸呒认嗷α⒂窒嗷ソy(tǒng)一，同化作用與異化作用之間的對立統(tǒng)一，為生物

7、體新陳代謝的完成提供了動力源泉。生物體內(nèi)生物大分子的自我復(fù)制是生命活動的另一個基本特征。從分子水平看，作為多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)DNA，在進行細胞分裂之前都要進行自我復(fù)制，復(fù)制的方式就是一般所說的半保留復(fù)制。生命是一個復(fù)雜的自我調(diào)控的開放系統(tǒng)，大腸桿菌的乳糖操縱子是最典型的例子，這一過程完全是自我調(diào)控的，是長期自然選擇的結(jié)果。這里就不在贅述。這里講的突變是指DNA分子結(jié)構(gòu)內(nèi)部的突變，也既DNA分子的化學(xué)變化。突變常常使一個基因變成它的等位基因，并引起一定的表型變化。例如，小麥從晚熟變?yōu)樵缡?；普通羊群中出現(xiàn)的短腿安康羊；野生型細菌變成抗青霉素型或營養(yǎng)缺陷型等等。這種突變通常是在內(nèi)外因素的影響下發(fā)生的

8、，可以發(fā)生在生物的任何個體及個體發(fā)育的任何時期或任何基因上，而且在體細胞或性細胞內(nèi)均有可能發(fā)生突變。同時突變具有多方向性、重演性和可逆性。正因為生物有機體具有這種突變特性，才使之能夠適應(yīng)不斷變化著的環(huán)境。然后隨著在泥盆紀脊椎動物出現(xiàn)，生命物質(zhì)進化一步一步的發(fā)展起來，之后的兩棲動物的出現(xiàn)，然后爬行動物到哺乳動物的出現(xiàn)，最后到人類的出現(xiàn)。5000萬年前，靈長類動物呈放射狀快速進化，從低級靈長類動物的原猴類中，分化出高級靈長類動物。這時候，有的猴類開始向猿類演化，原始猿類逐漸從猴類中分離出來。目前已知的最早猿類，是出土于埃及法雍的生活于3500萬至3000萬年前的原上猿，其次是距今2800萬至260

9、0萬年前的埃及古猿。2300萬年前，又演化出森林古猿，目前在非洲和亞歐大陸的很多地方，都發(fā)現(xiàn)有森林古猿的化石。1000萬年前，森林古猿消失。在漫長的生存過程中，森林古猿分化出了巨猿、西瓦古猿和拉瑪古猿等多個分支。1400萬年前，拉瑪古猿開始出現(xiàn)，目前在非、亞、歐三大洲都發(fā)現(xiàn)有拉瑪古猿的化石（中國云南祿豐也有發(fā)現(xiàn)），其共同特征是：吻部短縮，齒弓向后張開，牙齒排列緊密，犬齒小，頰齒齒冠寬短，下頜第一前臼齒為雙尖型，釉質(zhì)厚。這些等點與人類相似，而與猿類不同。多數(shù)學(xué)者認為，拉瑪古猿是人類和猩猩的共同祖先。1200萬年前，地殼運動開始在非洲東部制造一條南北走向的大裂谷，把非洲分為東部和西部兩個相對獨立的

10、動植物系統(tǒng)，這成為人和猿分道揚鑣的關(guān)鍵因素。500多萬年前，非洲東部出現(xiàn)了一種雙腳勉強可以行走，雙手作輔助的大型高級靈長類動物，這就是南方古猿。100多萬年前，能人出現(xiàn)，能人的體形較為纖細，瘦高；腦容量在700毫升上下；手骨和腿骨與現(xiàn)代人近似。能人的食性廣泛，既采食野果、嫩葉和植物塊莖，又食用肉類，而且食物中的肉類比例很高。能人生活艱難，經(jīng)常食不裹腹，但適應(yīng)能力很強。將近200萬年前，在非洲，直立人出現(xiàn)了。直立人，又稱晚期猿人。后來，直立人走出非洲，向亞歐大陸遷徙，這是人類進化史上第一次走出非洲。目前，在非、亞、歐三大洲，發(fā)現(xiàn)有大量的直立人骨骼化石和生活遺址。中國的元謀人、藍田人、北京人，印度

11、尼西亞的爪哇人，德國的海德堡人，北非的毛里坦人等等，都屬于直立人的范疇。大約3萬年前，所有早期智人都滅絕了，被晚期智人徹底取代。10萬至5萬年前，晚期智人走出非洲，逐漸走向除了南極洲以外的每一個大洲。這是人類進化史上第三次走出非洲。在這期間，主要由于冰河期太冷的緣故，很多走出非洲的晚期智人（克羅馬農(nóng)人）又返回非洲，而后再次走出來。經(jīng)歷了一個起源、進化、發(fā)展的過程。人類進化符合整個生物界的進化規(guī)律，遵循著由低級到高級的進化程序。人類的生物學(xué)進化發(fā)展到現(xiàn)在這樣一個階段，同樣經(jīng)歷了一個漫長的多次突變選擇的過程，而且文化進化逐漸占據(jù)了重要位置。人的遺傳特性有很多，如對苯硫脲的味覺感受能力，苯硫脲又稱苯

12、基硫代碳酰二胺（PTC），對一定濃度的PTC，有的人感覺極苦，有的卻感覺甜，還有的感覺完全無味；達爾文耳點, 在耳廓外緣呈現(xiàn)一明顯的凸點，叫達爾文耳點，這是一顯性遺傳性狀。這一顯性基因在表達方式上表現(xiàn)可變性，外顯率不一樣；眼皮的單雙；耳垂的有無；卷發(fā)與直發(fā)。一直到現(xiàn)在進化成我們現(xiàn)代人。就我們自己而言與最親近的父母親有著直接的遺傳關(guān)系，但和自己的父母親有沒有進化關(guān)系呢？顯而易見，就自己的父母親以及近幾代人來看根本看不出或感覺不到人類的進化，我們自己本身和父母親沒有明顯的差異，只是由于遺傳物質(zhì)的不同我們會有不同的面孔，會有專屬自己的染色體，沒有很大的變化。我們的父母以及幾代人遺傳到我們這對于自然界

13、來說只是短的不能再短的一個過程，人類未來的進化除仍受生物進化的一般規(guī)律支配以外，人類的社會文化進化在人類未來的進化中必定產(chǎn)生越來越重要的影響。人類的生物學(xué)進化與人類的文化進化是相互作用和相互影響的。所以說根本不會發(fā)現(xiàn)會有什么進化關(guān)系。但假如我們放眼到1000年之后，人類會進化成什么樣的呢？人工智能的迅速發(fā)展讓一些專家們擔(dān)心總有一天它將超越人類的自然智慧。深藍計算機打敗國際象棋冠軍卡斯帕羅夫就是一個鮮明的例證。然而，其實我們自己成為半個機器人似乎可能性更大，因為我們已經(jīng)在制造一些能被身體同化的機器，例如假肢、人工心臟、人工視網(wǎng)膜?！耙话愕目赡苄允俏覀儗⒃诖竽X中植入芯片，我們將不再會迷路，能夠解答

14、所有過去常常困擾我們的數(shù)學(xué)題?！蓖庑侵悄芴剿餮芯克母呒壧煳膶W(xué)家塞思·肖斯塔克說。但肖斯塔克認為人與機器的結(jié)合只是一個過渡，“你能通過在馬身上安裝四缸引擎來讓其加速，但最終不需要馬也能實現(xiàn)，這種混合品種并非一種巨大的突破，它只意味著機器不夠好?！?未來的我們必定是更高級更智慧更完美的生物。 人的驕傲和遺憾：獲得性遺傳是一個非常具爭議的問題。盡管達爾文主義把其予以否定，然而的確存在著一些與獲得性狀遺傳有關(guān)的，即生物在其生存期間獲得的某些性狀可以遺傳給其后代的現(xiàn)象。表觀遺傳是指生物在其核酸序列沒有改變的情況下，某些基因表達的方式發(fā)生了改變且引致表型的改變，而這種改變能以較穩(wěn)定的狀態(tài)傳給后

15、代。以人為例的話很好理解，假如一男子由于父母親的遺傳特性，身高不高，但是該男子經(jīng)過后天的鍛煉以及科學(xué)的飲食長到較高的身高，那么該男子高身高的特性就可能遺傳給他的孩子，這算是表觀遺傳一個典型的例證。 結(jié)論：在人類未來的進化中越來越智慧與完美的最趨勢是不會變的，從計算機到腦、通訊到神經(jīng)系統(tǒng)、控制到效應(yīng)器隨著外界信息源的豐富將促進人腦的發(fā)展，借助光、電、聲的現(xiàn)代科技將使人的肢體 和感官在體外延生，智能計算機將補充人腦的不足，機器人將進入人類生活的各個方領(lǐng)域。人類的優(yōu)生則通過一系列的措施與對策來不斷提高人類自身的遺傳素質(zhì)，產(chǎn)生優(yōu)秀的后代。還有克隆從有性繁殖到無性繁殖是生物進化史上的一大轉(zhuǎn)折。人類的基因

16、組可以讓我們對人類的許多遺傳疾病以及癌癥等疾病的治病原理，為分子診斷、基因治療等新方法提理論依據(jù)。所以當自然進化和人為進化同時作用于人時，自然進化將不再起作用，因為人為進化的速度遠遠高于自然進化的速度，自然進化必然變得微不足道。所以可以肯定的是：未來人類的進化將是以人為進化為主的進化，自然進化不再適用于人類自身。也就是達爾文的進化理論應(yīng)用于未來人類時需要修正，人類對進化的需求將成為未來人類進化的動力。那么事情就變的十分有趣了，對于現(xiàn)代的人類來說，“男才女貌”、“俊男靚女”相當于動物界的生存優(yōu)勢，他們的基因能更好的傳遞給下一代，所以說他們是符合達爾文進化論中的“適者生存”的法則。而相反，那些外貌不是很出眾，或者說有缺陷的人則面臨著傳宗接代的壓力，他們的基因想要傳遞下去就沒有這么容易。但是對于未來1000年，甚至更遠之后的人類來說，這些東西可能變的最無關(guān)緊要，就像現(xiàn)在對于我們來說會打獵并不是明顯的生存優(yōu)勢一樣。那時的生存優(yōu)勢就可能是智慧，是創(chuàng)造的能力。我期待著人類光明的未來！參考文獻(1