我們這本書講的是“進化”,地球上一切生物都在進化,一切事物都在進化,包括生物進化理論也在進化,那麼,生物進化理論“進化”到現在到達什麼程度了呢?不妨讓我們來看看。
1.現代進化論流觴
首先,現代進化理論的由來有兩點:
(1)拉馬克進化學說的要點:①生物由古老生物進化而來的;②由低等到高等逐漸進化的;③生物各種適應性特征的形成是由於用進廢退與獲得性遺傳。
(2)達爾文自然選擇學說的主要內容,意義及局限性:①內容:過度繁殖,生存鬥爭,遺傳和變異,適者生存;②意義:論證了生物是不斷進化的,並且對生物進化的原因提出了合理的解釋;③局限性:對於遺傳變異的本質未作出科學的解釋,對生物進化的解釋也局限於個體水平,強調特種的形成是漸變的結果,不能解釋物種大爆發現象。
基於以上兩點,生物進化論也會不斷“進化”。
2.現代進化論的基本觀點
現代生物進化理論的基本觀點是:種群是生物進化的基本單位,生物進化的實質是種群基因頻率的改變。突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過程的三個基本環節。現在我們具體闡述的就是:
(1)種群是生物進化的單位
種群是生物生存和生物進化的基本單位,一個物種中的一個個體是不能長期生存的,物種長期生存的基本單位是種群。一個個體是不可能進化的,生物的進化是通過自然選擇實現的,自然選擇的對象不是個體而是一個群體。這是因為:
①就原核生物和無性繁殖的真核生物來說,來自同一親本的無性繁殖係是由遺傳上相同的個體組成的,同一克隆內的個體之間沒有遺傳差異,自然選擇作用的對象是無性繁殖係。
②對於有性生殖的生物來說,個體的基因型是終身不變的,無論它在自然選擇中具有多大優勢,其基因型也不可能一成不變地傳給下一代個體,這是因為個體的基因組成來自父母雙方。但是就一個種群來說,種群中全部基因的總和卻可以在傳宗接代過程中維持相對穩定,因此,自然選擇作用的是種群,本質上是種群基因庫。也可以這樣理解:種群中個體的基因來自種群基因庫,個體死亡後又通過其後代把基因歸還給基因庫。如果一個個體不能與種群中其他個體交配產生後代,這個個體在進化上就沒有意義。種群也是生物繁殖的基本單位,種群內的個體不是機械地集合在一起,而是彼此可以交配,並通過繁殖將各自的基因傳遞給後代。
(2)生物進化的原材料—突變和基因重組
可遺傳的變異是生物進化的原始材料,可遺傳的變異主要來自基因突變、基因重組和染色體變異,在生物進化理論中,常將基因突變和染色體變異統稱為突變。
基因突變是指DNA分子結構的改變,即基因內部脫氧核苷酸的排列順序發生改變。基因突變是普遍存在的。根據突變發生的條件可分為自然突變和誘發突變兩類。不管在什麼樣的條件下發生突變,都是隨機的,沒有方向性。
染色體變異包括染色體結構的變異和染色體數量的變異,染色體數量的變異又包括個體染色體的增加或減少(非整倍數變化)和成倍地增加或減少(整倍數變化)兩種類型。其中染色體結構的變異與非整倍數變異,由於破壞了生物體內遺傳物質的平衡,所以一般對生物的生命活動是不利的,有時甚至是致命的,在生物進化過程中的意義不大。但染色體整倍數的變化沒有破壞原有遺傳物質的平衡,能夠加強生物體的某些生命活動,對生物的進化,特別是某些新物種的形成有一定的意義,如自然界中多倍物種的形成。
基因重組是指染色體間基因的交換和組合。是由於減數分裂過程中,同一個核內染色體複製後發生重組和互換,結果就產生了大量與親本不同的基因組合的配子類型。又由於在有性生殖過程中,雌雄配子的結合是隨機的,進一步增加了後代性狀的變異類型。基因重組實際包括了基因的自由組合定律和基因的連鎖與互換定律。
突變和基因重組都是不定向的,有有利的,也有不利的。但有利和不利不是絕對的,這要取決於環境條件。環境條件改變了,原先有利的變異可能變得不利,而原先不利的變異可能變得有利。等位基因是通過基因突變產生的,並在有性生殖過程中通過基因重組而形成多種多樣的基因型,從而使種群出現大量的可遺傳變異。
變異是不定向的,變異隻是給生物進化提供原始材料,不能決定生物進化的方向。生物進化的方向是由自然選擇來決定的。
(3)自然選擇決定生物進化的方向
種群中產生的變異是不定向的,經過長期的自然選擇,其中的不利變異被不斷淘汰,有利變異則逐漸積累,從而使種群的基因頻率發生定向的改變,導致生物朝著一定的方向緩慢地進化。