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第一节 现代生物进化理论的由来
第七章 现代生物进化理论
在当时的西方国家,神创论和物种不灭论占据着统治地位,人们普遍认为所有的物种都是上帝创造的,自古以来既没有物种的绝灭,也没有新的物种产生。不同物种之间没有关联。
一 、拉马克的进化学说
1.拉马克进化学说的主要内容
①生物不是神造的,而是由更古老的生物进化而来的
②生物是由低等到高等逐渐进化的
③生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。
法国博物学家拉马克
用进废退:经常使用的器官就发达,不使用的 就退化。
获得性遗传:由环境引起或由于用进废退引起的变化是可以遗传的。
这是拉马克论述动物进化原因的两条著名法则,它们是用来解释生物进化原因的主要原理
举例:鼹鼠、食蚁兽
食蚁兽的舌头之所以细长,是长期舔食蚂蚁的结果。
2.局限性
用进废退和获得性遗传的观点缺少科学证据的支持
过于强调环境的变化直接导致物种的改变。实际上环境的变化如果未引起遗传物质的变化,就不会使生物发生可遗传的变异
3.意义
第一次提出比较完整的进化学说
反对神创论和物种不变论
二 、达尔文的自然选择学说
英国博物学家 达尔文
1.内容:
过度繁殖
生存斗争
遗传变异
适者生存
过度繁殖:地球上的各种生物普遍具有很强的繁殖能力,能产生很多后代。
一对家蝇繁殖一年,每代如产1000个卵,每世代如为10天,如果后代均不死亡,这一对家蝇一年所产生的后代可以把整个地球覆盖2.45cm之厚。再如鲫鱼,每条雌鱼一年所产的卵中大约有3000个可以受精并孵化成鱼。一年后小鲫鱼成熟,再产生出下一代。按照这个数目计算,经过三年,一对鲫鱼繁殖出的后代数目可达6750000000条。因此,如果按照理论上的计算,即使繁殖最慢的生物,也会在不太长的时期内产生出大量的后代占满整个地球。事实上,自然界各种生物的数量在一定时期内都保持相对稳定。
生存斗争:生物个体(同种或异种的)之间的相互斗争,以及生物与无机自然条件(如干旱、寒冷)之间的斗争,赖以维持个体生存并繁衍种族的自然现象,就叫生存斗争
生物过度繁殖使后代的数目急剧增加,而在自然界中,生物赖以生存的生活条件(包括食物和空间等)是有一定限度的。因此,任何生物要生存下去,都要在争夺有限的生活条件时,进行斗争。由于生存斗争,导致生物大量死亡,结果只有少量个体生存下来。
遗传变异
生物界普遍存在着遗传和变异现象。生物每一代都有变异,亲代与子代之间、同一亲本产生的各子女之间都存在着差异。生物的变异,有的对生物的生存有利——有利变异;有的对生物的生存不利——不利变异。具有有利变异的个体,即其性状适应环境的变异个体,就容易在生存斗争中获胜而生存下去。反之,具有不利变异的个体,即其性状不适应环境的变异个体,则容易在生存斗争中失败而死亡。因此变异是不定向的。
适者生存
达尔文指出,物种之所以不会数量大增,乃是由于生存斗争。所有生物都永远处于生存斗争之中,或者与同种的个体斗争(种内斗争),或者与其他种生物斗争(种间斗争),或者与物理的生活条件斗争。总之,生存斗争是时刻在进行着的,并且是十分错综复杂的。通过生存斗争,有些生物活下来了,有许多生物被淘汰或消灭了。凡是生存下来的生物都是适应环境的,而被淘汰的生物都是不适应环境的,这就是适者生存。达尔文把这种适者生存、不适者被淘汰的过程叫做自然选择。
事实1:生物都有过度繁殖的现象
事实2:物种内
的个体总能保
持稳定
事实3:资源是
有限的
推论1:个
体间生存
斗争存在
事实4:个体
间存在差异
事实5:许
多变异是可
以遗传的
推论2:
具有有
利变异
的个体
生存并
留下后
代的机
多会
推论3:
有利变
异逐代
积累,
生物不
断进化
出新类
型。
结合自然选择学说的解释模型,利用达尔文的自然选择学说的观点解释长颈鹿为什么脖子长?
达尔文认为长颈鹿的进化原因是:长颈鹿产生的后代超过环境承受能力(过度繁殖);它们都要吃树叶而树叶不够吃(生存斗争);它们有颈长和颈短的差异(遗传变异);颈长的能吃到树叶生存下来, 颈短的却因吃不到树叶而最终饿死了(适者生存)。
结合自然选择学说的解释模型,利用达尔文的自然选择学说的观点解释细菌产生抗药性的原因
细菌在繁殖过程中会产生各种可遗传的变异,其中就有抗药性强的变异;
未使用抗生素时,抗药性强的变异不是有利变异,这样的个体在生存斗争中不占优势;
在使用抗生素以后,抗药性弱的个体大量死亡,抗药性强的个体就有机会产生更多的后代;
一段时间以后,抗生素的效果就会下降。
2.内在联系
①过度繁殖为自然选择提供更多的选择材料,加剧了生存斗争。
②变异是不定向的,具有有利变异的个体通过遗传在后代中得到积累和加强,产生适应环境的新类型,这是生物多样性和适应性形成的原因。因此遗传和变异是生物进化的内在因素(基础)。
③自然选择是通过生存斗争来实现的,生存斗争是生物进化的动力。
④适者生存是自然选择的结果。
注意: 变异是不定向的,自然选择是定向的,决定着生物进化的方向。
3.意义
①达尔文创立的进化论从丰富的事实出发,论证了生物是不断进化的,并且对生物进化的原因提出了合理的解释。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;
②揭示了生命现象的统一性是由于所有的生物都有共同的祖先,生物的多样性是进化的结果;
③它揭示了生物界千差万别的种类之间有一定的联系,从而大大促进了生物学各个分支学科的发展;
④它给予神创论和物种不变论以致命的打击,为辩证唯物主义世界观提供了有利的武器。
4.局限性
①对于遗传和变异的本质,达尔文还不能做科学的解释;
②他对生物进化的解释也局限于个体水平;
③达尔文强调物种的形成都是渐变的结果,不能很好的解释物种大爆发等现象。
思考
达尔文的自然选择学说是完美的吗?
三 、达尔文以后进化理论的发展
随着生物科学的发展,关于遗传和变异的研究,已经从性状水平深入到基因水平,人们逐渐认识到遗传和变异的本质。获得性遗传的观点被摈弃。关于自然选择的作用等问题的研究,已经从生物个体为单位,发展到以种群为基本单位。这样就形成了以自然选择学说为核心的现代生物进化理论,从而极大地丰富和发展了达尔文的自然选择学说。