生物进化论的发展

《生物进化论的发展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、生物进化论的发展生物进化论的发展生物进化论的发展生物进化论的发展　　在生物进化研究中，要阐明两个主要问题：一是进化历程，二是进化机制。　　至20世纪60年代中叶，主要是由古生物学家、胚胎学家和系统学家研究第一个问题，群体遗传学家研究第二个问题。在研究生物进化历程时，一般把物种作为进化单位，从化石、胚胎发育以及形态和生理性状比较中，以确定生物进化系统发育树。　　在研究生物进化机制方面，本文重点介绍分子进化研究中的主要发现及其对原有进化论的影响。为了弄清分子进化论产生的背景，先简要介绍与它有关的几种进化学

2、说。　　达尔文学说　　1859年，英国生物学家和生物进化论的奠基者达尔文，在其巨著《物种起源》中提出了生物进化的自然选择学说。该学说的要点是群体中的个体具有性状差异，这些个体对其所处的环境具有不同的适应性；由于空间和食物有限，个体间存在生存竞争，结果，具有有利性状的个体得以生存并通过繁殖传递给后代，具有不利性状的个体会逐渐被淘汰；由于自然选择的长期作用，分布在不同地区的同一物种就可能出现性状分歧和导致新物种的形成。　　由于当时对群体变异的来源不清楚，人们对该学说褒贬不一。有人认为该学说揭示了自然选择在

3、物种形成中的创造性作用；有人则认为自然选择作用于物种内的连续变异不足以导致新物种的形成，新物种的形成只能依靠物种内的非连续变异。　　突变学说　　人们对达尔文学说的争论，促使荷兰遗传学家德·弗里斯提出了物种形成的突变学说。该学说受到当时的许多生物学家的欢迎，因为它是在对美洲物种夜报春花试验研究的基础上提出的，似有过硬的试验证据。首先，他在该物种的自然群体中观察到几种变型。然后，在多代繁育试验中发现，该物种总能连续产生少数变型；这些变型或能真实遗传，或能分离成该物种和自然群体中原观察到的那几种变型。由于某

4、些变型与原物种差别很大，故定为新物种，而新物种的形成很易用单突变解释。但后来证明，德·弗里斯所用的材料实为一永久杂种，他所发现的所谓新物种只不过是这一永久杂种的分离产物。　　在德·弗里斯突变论的启发下，摩尔根根据他试验得到的许多突变体实受孟德尔基因控制，从而认为：在进化中，突变的作用大于自然选择的作用──前者创造变异，后者只保留现存的有利变异；少数有利变异会在群体中逐渐占优势，而进化是群体中更为有利的基因替换原有基因的过程。因此，摩尔根这一进化学说往往叫突变学说，但最好叫突变-自然选择学说，因它没有否

5、定自然选择在进化上的作用。　　综合进化学说　　在20世纪20～30年代，英国学者费希尔、霍尔登和美国学者赖特，综合了选择论和基因论的成就，运用群体遗传学的理论和方法，对突变、选择和遗传溧变引起群体等位基因频率的变化，在数学上进行了深入的理论研究后得出：选择对群体等位基因频率的影响，要比突变有效得多。这一理论成果很快为许多实验遗传学家所接受。　　综合进化学说的主要论点有：突变是随机的，是生物进化的原始材料，但由于对等位基因频率变化的影响很小，在进化中作用很小；自然群体存在的遗传变异足以对不同环境的自然选

6、择作出反应，自然选择是影响生物进化的主要因素，决定着生物进化的方向；由于自然选择，处在不同环境下的有利基因分别被固定，最终可使不同环境下的生物出现生殖隔离而形成新物种。由于综合进化学说的基本观点仍是自然选择，所以又叫新达尔文学说。　　分子进化一般涉及两方面内容：一是重建物种或基因的进化历程，即重建分子系统发育树；二是研究生物大分子的进化机制。　　试验结果　　利用不同的分子技术，对蛋白质和核酸分析的主要发现有：　　对于特定的蛋白质或基因，只要功能不变，每年每位点的进化速率为一常数。分析的基本思路是，测定

7、特定蛋白质不同物种自趋异以来的氨基酸差异数d；根据古生物学等可知道不同物种开始趋异的时间t.研究发现，d和t存在显著的直线回归关系，进而可求得特定蛋白或基因的进化速率。进化速率依蛋白质或基因的类型而定，如纤维蛋白肽、血红蛋白和组蛋白Ⅳ的进化速率分别是×10-9，×10-9和6×10-11。但对同类分子而言，进化速率是恒定的，不随物种而异。按照自然选择理论，进化速率与有效群体大小、选择系数和突变率有关，即K=4NeSμ，不可能为常数。　　氨基酸或核苷酸替换率高。依分子资料，在多肽中每一百个氨基酸发生1个

8、替换约需28×106年；哺乳动物基因组约有4×109对碱基，则每基因组每年的核苷酸替换数为[1/÷100]=若哺乳动物每4年1代，则每代发生2个核苷酸替换。若按霍尔登的自然选择理论计算，发生1个氨基酸替换约需300代，与实际的相差100多倍。自然选择理论不能解释如此高的替换率。　　中性学说　　木村资生为了解释分子进化的试验结果，提出了分子进化的中性学说。后经许多学者的探讨修正，修正后的中性学说的主要论点：　　大多数无害突变基因在选择上是中性的。所谓选择上