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生物的起源与进化 进化论的进化
长颈鹿的脖子是吃了高大树木上的叶子形成的。 人的盲肠退化了; 洞穴中的鱼是盲目的;
家鸡上圈不会飞;
鼹鼠长期生活在地下,眼睛萎缩退化。
但:铁匠的儿子胳膊上的肌肉发达吗?
进化论的第一次突破
提出由自然产生的最简单生物发展到最复杂生物
(包括人类)这样一种真正的进化思想
强调地球年代的远久性,进化的渐进性
生物不断地、缓慢地由一个等级向更高一级发 展变化 进化是一个由简单、不完善的低等级向较复杂 、较完善的高等级转变的进步性过程 生物进化没有分支(没有物种增殖),没有灭 绝 [又称为“垂直进化”(vertical evolution) ]
生物进化机制是用进废退与获得性状遗传。 用进废退: 生物生长的环境,使它产生某些欲求 (needs)。 生物改变旧的器官,或产生新的痕迹器官 (rudimentary organs),以适应这些欲求。 继续使用这些痕迹器官,使这些器官的体积增 大,功能增进,但不用时可以退化或消失。 获得性状遗传:环境引起的性状改变是会遗传的 ,从而把这些改变了的性状传递给下一代。外界 环境对生物的影响有两种形式: 对植物和低等动物,环境影响是直接的。 对于具有发达神经系统的高等动物则是间接的。
达尔文的进化论与拉马克的进 化论的比较
Lamarck
Darwin
渐进性进化学说 生物进化是逐渐进行的,而不是跳跃式或 骤变式的。 达尔文认为进化是通过积累一系列细微、 连续的有利变异而产生,新物种是由原有 物种通过缓慢的过程逐渐进化而成。 达尔文用生物性状的分歧和中间类型生物 的灭绝以及化石记录不全来解释自然界中 普遍存在的物种之间的不连续性。
达尔文认为这种海洋 鬣蜥是由陆地鬣蜥进 化而来的。
第四,在火地到上,当地土人赤身裸体 ,生活原始,对达尔文认识人类起源于 动物的原理有所启发。
马尔萨斯 (Thomas Robert Malthus, 1766 – 1834) 英国 经济学家,牧师。 《人口论》(An Essay on the Principle of Population. London, J. Johnson, 1798, First edition) 达尔文1838年阅读 该书,受到“生存斗争” 作用的启发,产生了 “自然选择”思想。 (---演化的主要驱动力)
界、门、纲、目、科、属、种
生物 分类 的等 级系
统-
界、 门、 纲、 目、
科、
属、
种
物种增殖的学说(生物多样性的起源)
物种增殖是由一个祖先种产生出几个子代 种的进化,该学说可解释生物世界多样性 的来源问题。 达尔文把种群思想(population thinking) 引入到生物学,强调生物个体的特异性, 这对认识物种形成和物种增殖具有重要的 意义。
事实2:从实际观察可知,一种生物的群体大 小(个体数量)在正常情况下是比较稳定的。 事实3:自然资源是有限的,在一种环境中或 在一个地理区域内,自然资源保持着相对的恒 定。 事实4:在每一种生物的群体中,没有两个完 全一样的个体(分类学家和育种学家长期观察 所得的结果)。 事实5:生物群体中个体的变异至少有一部分 是可以遗传的(从植物人工育种、动物家养品 种培育的实践中观察到)。
1809年发表《动物学哲学》(Philosophie zoologique),在生物学史上第一次比较完整地 提出了进化理论
拉马克认为:
生物是进化的,物种是可变的; 一些最简单的生物通过“自然发生”产生,然 后不同类型的简单生命通过漫长岁月的进化, 逐渐发展成为各类复杂的生物。
进化等级说 自然界的生物存在着由低级到高级、由简单到 复杂的一系列等级
为什么上 帝要在这小 小的角落显 耀他的创造 才能,他真 有必要专门 为这里创造 出这许许多 多独一无二 的物种吗?
在加拉帕哥斯群岛还 生活着两种鬣蜥: 其中一种与世界其他 地方的陆地鬣蜥没什 么两样,以植物为食; 另一种称为海洋鬣蜥, 与陆地鬣蜥截然不同, 这种鬣蜥能潜水,以 礁石上的海藻为食, 为此进化出许多适应 性特征。
1859
[英] 达尔文 著 舒德干等 译
1859年11月24日,《物种起源》出版; 对这本书学术界已经等候多时,首版1250册在 第一天就被抢购一空。在达尔文的有生之年该 书一共再版了6次。 1896(日译本),1903(中译本)
人类起源 与 性选择
1871
达尔文推断人类从遥远的、与类人猿相似的祖先进化而来。
生物进化论的产生与发展
一、生物进化概述 二、基督教神学思想与物种神创论 三、进化论的先驱 四、拉马克的进化论 五、达尔文及其自然选择学说 六、新拉马克主义与新达尔文主义 七、进化的综合理论 八、间断平衡理论
九、分子进化的中立理论
一、生物进化概述
地球生命的起源是一个漫长的过程 有机物与非细胞生命的形成; 非细胞生物 细胞生物; 原核细胞 真核细胞、单细胞生物 多 细胞生物; 水生 陆生; 高等生物的形成与动植物分化。 生命现象有四个最基本的特征: 生长、繁殖、新陈代谢与适应性。
在拉马克与达尔文提出进化论之前,不少学者 已认识到物种并不是一成不变的。例如: 法国生物学家布丰(Georges. Buffon, 1707-1788) 认为物种是可变的,物种变化主要受气候(如温 度)、食物数量和人类驯化等因素的影响。 在《博物学》(Histoire naturelle) 这部共 有44卷的百科全书式的 巨著中提出了该观点, 指出地球的历史应比 《圣经》上说的几千 年要长得多。
推论1(从前3个事实得出的推论):既然生物 通过繁殖所产生的个体数量超过了自然资源能 够维持的数量,而生物群体的大小却是保持相 对稳定,那么这就意味着在一种生物的个体之 间存在着激烈的生存竞争,结果在每一代中只 有一部分个体能够存活下来。
Erasmus Darwin (1731 - 1802)
在其著作中阐述过物种可变的观点, 认为不同类型的生物可能起源于共同的祖先。
Georges Cuvier (1769 - 1832) 古生物学的启示
19世纪初,在研究巴黎近郊地层的过程中,发 现不同地层里有不同类型的化石动物,且处于较 上面的地层的化石与现代动物的结构较相似,而 处于较下面的地层的化石与现代动物的结构相差 较大。 即地层中的化石显示出一种从 与现代种类不相似到相似的趋势。 居维叶对此提出了“灾变说” 来解释,认为是由地球上的 一系列激变事件造成的。
认识到环境与生物习性在进化中的作用
臆测成分较多,缺乏有力的证据
五、达尔文及其自然选择学说
Charles Robert Darwin (1809 - 1882) “一个天生的博物学家”——从小喜欢采集 标本、钓鱼、打猎,爱好读一些博物学书籍 。
曾先后进入爱丁堡大学和剑桥大学,分别学 习医学和神学。 毕业后以博物学家的身份参加英国皇家军舰 “贝格尔号”(Beagle)的环球航行(1831. 12. 27 ~ 1836. 10. 2)。
在赖尔 (Lyell)等人的安排下,华莱士的论文与 达尔文的论文摘要同时呈递给林奈学会,并于 1858年8月发表在《林奈学会会刊》(Journal of the Proceedings of the Linnean Society: Zoology) 上;
这是达尔文和华莱士首次公开地提出自然选择 的进化理论(他们有相似的研究经历,因此能 提出相同的理论并不是偶然的)。
自然选择学说
最先由达尔文提出的革命性学说,是最能代 表达尔文思想的学说之一。 自然选择学说以种群思想为基础,认为自然 选择的对象是个体。
正是由于物种的不同个体之间存在着适应性 、生存和生殖能力上的差异,使得自然选择 可以进行。
自然选择学说
通过自然选择,就会造成“适者生存,不适 者被淘汰”。 自然选择使得生物世界千姿百态、和谐完美 。
“自然选择”学说所基于的事实及推 论
事实1:生物具有巨大的潜在生殖力,如果所 有出生的个体都能成功地繁殖,那么每一种生 物的个体数量将会指数式增长。 大象是繁殖很慢的动物,如果每一雌象一生 (30~90岁)产仔6头,每头活到100岁,都 能繁殖,750年后,一对大象就会有190万头 子孙。 但是,几万年来,大象的数量从没有增加到 那样多。
Charles Robert Darwin (1809 - 1882)
当他蹋上贝格尔号的时候,他是个言必称《 圣经》的神学毕业生、正统的基督教徒,他 的虔诚常常被海员们取笑。 但是当他返回英格兰时,在他看来《旧约》 不过是一部“很显然是虚假的世界史” 。 “我的自传是:先是学习,然后是环球航行 ,接着说的笔记 1844年夏天:扩充为230页的提纲,他留 下了一份遗嘱,他有关进化论的手稿只 能在他死后发表,但是……
《物种起源》及有关论文的写作与发表
华莱士(Alfred Russel Wallace, 1823-1913)的出现促使达尔文 发表有关论文及《物种起源》。 1858年2月,写出“论变种无限 地离开原始模式的倾向”(On the Tendency of Varieties to Depart Indefinitely from the Original)一文,提出了与达尔 文很相似的观点。
达尔文的思想
物种并非恒定不变的,生物是进化的
世界既不是固定不变,也不是循环式地变 化,而是发展式地演变。 达尔文把进化思想发展成有充分根据的进 化学说;《物种起源》中提出的大多数进 化证据都非常明确。
共同祖学学说
所有的生物都来自于共同的祖先。
共同祖先学说能很好地解释比较解剖学中 的“原型”(archetype)、生物在地球上 的分布格局,还使分类学上的等级结构变 得十分合符逻辑。