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1、物种进化之谜第1页，本讲稿共16页达尔文的错误？达尔文的错误？n n1.1.进化论本身进化论本身 世界是发展式的演变，一切都随时间而进化世界是发展式的演变，一切都随时间而进化世界是发展式的演变，一切都随时间而进化世界是发展式的演变，一切都随时间而进化 n n2.2.共同祖先学说共同祖先学说 所有的生物都来自一个共同的祖先所有的生物都来自一个共同的祖先所有的生物都来自一个共同的祖先所有的生物都来自一个共同的祖先 n n3.3.渐变性进化学说渐变性进化学说 进化是通过积累一系列细微、连续的有利变异而产生进化是通过积累一系列细微、连续的有利变异而产生进化是通过积累一系列细微、连续的有利变异而产生进化
2、是通过积累一系列细微、连续的有利变异而产生 n n4.4.物种形成及增殖学说物种形成及增殖学说 物种增殖是由一个祖先种产生出几个子代种的进化物种增殖是由一个祖先种产生出几个子代种的进化物种增殖是由一个祖先种产生出几个子代种的进化物种增殖是由一个祖先种产生出几个子代种的进化 n n5.5.自然选择学说自然选择学说 “适者生存发展，不适者被淘汰适者生存发展，不适者被淘汰适者生存发展，不适者被淘汰适者生存发展，不适者被淘汰”第2页，本讲稿共16页线系渐变论线系渐变论“自然界没有自然界没有飞跃飞跃”生物个体在长时间的演化中，经过自然选择，生物个体在长时间的演化中，经过自然选择，其微小的变异积累为显著的
3、变异，于是形成其微小的变异积累为显著的变异，于是形成新的物种或新的亚种，因此，繁多的物种是新的物种或新的亚种，因此，繁多的物种是类似于从一到二、从二到三这样循序渐进、类似于从一到二、从二到三这样循序渐进、缓慢演变出来的。缓慢演变出来的。达尔文（达尔文（Charles Robert Charles Robert DarwinDarwin，1809188218091882）第3页，本讲稿共16页寒武纪生命大爆发寒武纪生命大爆发n n生命演化史具有以生命演化史具有以“寒武大爆发寒武大爆发”为代表的为代表的跃进的进化现象，如跃进的进化现象，如“埃迪亚卡拉大爆发埃迪亚卡拉大爆发”、“三叠大爆发三叠大爆发
4、”、“早第三纪大爆发早第三纪大爆发”等等 。第4页，本讲稿共16页1984年年7月，我国科学家在云南澄江帽天山月，我国科学家在云南澄江帽天山发现了轰动世界的动物群化石，这就是距发现了轰动世界的动物群化石，这就是距今约今约5.3亿年的一个多门类动物化石群亿年的一个多门类动物化石群澄江动物化石群澄江动物化石群。在已采集到的。在已采集到的5万余块万余块动物化石标本中，不仅有大量的海绵动物、动物化石标本中，不仅有大量的海绵动物、腔肠动物、腕足动物、软件动物和节肢动腔肠动物、腕足动物、软件动物和节肢动物，还有很多鲜为人知的根本无法归类的物，还有很多鲜为人知的根本无法归类的化石，现今生存的各种动物，都能在
5、这里化石，现今生存的各种动物，都能在这里找到其先驱代表。是世界上目前所发现的找到其先驱代表。是世界上目前所发现的最为古老的、保存最为完整的带壳后生动最为古老的、保存最为完整的带壳后生动物群，亦是世界上公认的爆发性跃进的进物群，亦是世界上公认的爆发性跃进的进化动物群典型。化动物群典型。澄江动物化石群澄江动物化石群第5页，本讲稿共16页跳跃式进化：n n鉴于大量事实，美国科学家埃尔鉴于大量事实，美国科学家埃尔德里奇和古尔德于德里奇和古尔德于19721972年提出了年提出了一个全新的生物进化理论一个全新的生物进化理论“间间间间断平衡论断平衡论断平衡论断平衡论”（punctuated equilibr
6、ia punctuated equilibria）。）。该理该理论指出，生物的进化并不像达论指出，生物的进化并不像达尔文所认为的那样是一个缓慢尔文所认为的那样是一个缓慢的渐变积累过程，而是长期的的渐变积累过程，而是长期的稳定稳定(甚至不变甚至不变)与短暂的剧变交与短暂的剧变交替的过程。换句话说，替的过程。换句话说，“间断平衡论间断平衡论”新种的产生不是渐变的而是突然的、跳跃的，新种的产生不是渐变的而是突然的、跳跃的，然后，新种在快速形成之后就处于保守的或然后，新种在快速形成之后就处于保守的或进化的停滞状态，直到下一次新种形成事件进化的停滞状态，直到下一次新种形成事件发生之前外观形状不会有明显的
7、变化。发生之前外观形状不会有明显的变化。B B美国生物学家古尔德美国生物学家古尔德（Stephen Jay GouldStephen Jay Gould）第6页，本讲稿共16页渐灭与突灭渐灭与突灭n n“我确信通常的世代演替没有一次中断过，没有任何激变曾使整个世界变成荒芜 达尔文物种起源 渐灭论第7页，本讲稿共16页n n在漫长的生命演化历史上，生物整体性的突在漫长的生命演化历史上，生物整体性的突然灭亡然灭亡(简称突灭简称突灭)时有发生。自距今时有发生。自距今5.75.7亿年亿年的寒武纪初以来，有人统计明显的生物突灭的寒武纪初以来，有人统计明显的生物突灭事件有事件有1515次。其中次。其中 奥
8、陶大绝灭奥陶大绝灭、泥盆大绝泥盆大绝灭灭、二叠大绝灭二叠大绝灭、白垩大绝灭白垩大绝灭44次事件次事件是大家所公认的。例如，在是大家所公认的。例如，在 二叠大绝灭二叠大绝灭 事事件中，仅海洋动物当时即绝灭了件中，仅海洋动物当时即绝灭了200200多个科，多个科，海洋无脊椎动物当时约有海洋无脊椎动物当时约有700700个属绝灭。个属绝灭。第8页，本讲稿共16页第9页，本讲稿共16页突灭论“灾变论灾变论”居维叶居维叶(18(18世纪世纪 法国法国)地球上曾经发生过多次突然的灾地球上曾经发生过多次突然的灾 变变,现代的物种与远古的生物无关现代的物种与远古的生物无关 “新灾变论新灾变论”兴德沃夫兴德沃夫
9、(20(20世纪世纪5050年代年代 德国德国)在宇宙和地球演化史中，包括生命演化史中，出现过一系在宇宙和地球演化史中，包括生命演化史中，出现过一系列具有突发性、短暂性的突变和灾变事件，引起突灭列具有突发性、短暂性的突变和灾变事件，引起突灭 “灾灭论灾灭论”数学家托姆（数学家托姆（19721972年年 法国）法国）运用拓朴学从数学上论证了突变形态的发生方式，提出突变是自然运用拓朴学从数学上论证了突变形态的发生方式，提出突变是自然界和生物界进化的内在动力之一界和生物界进化的内在动力之一 B B法国解剖学家和古生物学乔治居维叶（Georges Cuvier，17691832）第10页，本讲稿共16
10、页自然选择第11页，本讲稿共16页在分子水平上，自然选择对生在分子水平上，自然选择对生物大分子能否起作用？物大分子能否起作用？事实上，分子生物学的研究发现，既非有害、又非有利的分子变异普遍存在，蛋白质和DNA都可有很多不影响其本身功能的“多态性”，如同工酶和同义替换等。在蛋白质或核酸的很多变异都是无害的，同时也没有什么优越性，变异对有关生物大分子的功能无甚影响，因而对有关生物的生存与繁殖也无甚影响。第12页，本讲稿共16页分子水平上生物进化理论：n n日本科学家木村资生（Motoo Kimura，19241994）于1968年正式提出了“分子进化的中性理论”（更为确切地，应称为中性突变与随机遗
11、传漂移理论，neutral mutation and random genetic drift）。分子进化的中性理论分子进化的中性理论 第13页，本讲稿共16页中性理论的核心：n n 大部分对种群的遗传结构与进化有贡献的分子大部分对种群的遗传结构与进化有贡献的分子突变在自然选择的意义上都是中性或近中性的突变在自然选择的意义上都是中性或近中性的（neutral or nearly neutralneutral or nearly neutral），），自然选择对这些突自然选择对这些突变并不起作用。变并不起作用。n n 中性突变产生后是通过随机漂移，或被固中性突变产生后是通过随机漂移，或被固定在种
12、群中，或消失。定在种群中，或消失。n n 并不是所有分子突变都是中性的；并不是所有分子突变都是中性的；大部分大部分突变是有害的突变是有害的，但它们会，但它们会很快被淘汰掉很快被淘汰掉，因而对，因而对种群的遗传结构及进化没有什么意义。种群的遗传结构及进化没有什么意义。n n 正突变很少正突变很少，它们对种群的遗传结构也无甚，它们对种群的遗传结构也无甚贡献。贡献。n n 自然选择只对有害突变和正突变起作用，自然选择只对有害突变和正突变起作用，而不能而不能影响对种群的遗传结构起重要作用的中性或近中影响对种群的遗传结构起重要作用的中性或近中性突变，即性突变，即中性或近中性突变的命运只能由随机因中性或近
13、中性突变的命运只能由随机因素决定。素决定。第14页，本讲稿共16页物种进化理论学说的发展：生物以连续渐变的生物以连续渐变的生物以连续渐变的生物以连续渐变的方式进化方式进化方式进化方式进化注重现代生物种类注重现代生物种类注重现代生物种类注重现代生物种类之间的不连续性之间的不连续性之间的不连续性之间的不连续性 自然选择在生物进自然选择在生物进自然选择在生物进自然选择在生物进化中只是起着一些化中只是起着一些化中只是起着一些化中只是起着一些较为次要的作用较为次要的作用较为次要的作用较为次要的作用 自然选择对维持自然选择对维持自然选择对维持自然选择对维持生物种群中的生物种群中的生物种群中的生物种群中的多
14、态性是必需的多态性是必需的多态性是必需的多态性是必需的 进化过程中，生物与进化过程中，生物与进化过程中，生物与进化过程中，生物与环境保持着一种平衡环境保持着一种平衡环境保持着一种平衡环境保持着一种平衡状态，而不是越来越状态，而不是越来越状态，而不是越来越状态，而不是越来越适应环境适应环境适应环境适应环境 生物进化方向性只生物进化方向性只生物进化方向性只生物进化方向性只是生物对环境适应性是生物对环境适应性是生物对环境适应性是生物对环境适应性的一种趋势。的一种趋势。的一种趋势。的一种趋势。第15页，本讲稿共16页n n随着现代生物学的发展，进化论的研究随着现代生物学的发展，进化论的研究也不断深入，并逐渐形成一个进化生物学是也不断深入，并逐渐形成一个进化生物学是研究生物进化的新的学科研究生物进化的新的学科进化生物学进化生物学。它的理论基础就是进化论，涉及到生物科学它的理论基础就是进化论，涉及到生物科学从微观到宏观的各个领域。从微观到宏观的各个领域。Thank you for listening Thank you for listening!第16页，本讲稿共16页