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進化論的理論中,異性繁殖給生物種群帶來更高的生存機會。為什么會這樣?
進化論的核心是基因隨機變異,自然選擇,適者生存。如果是同性繁殖,細胞分裂的后代幾乎和父輩是一樣的?;驈椭七^程中,一般10億個堿基對會出現一個錯誤(變異)。因此,后代和前代幾乎一樣。打個不恰當的比方,全球70億人,大家都是同一個性別,且長相和屬性幾乎完全一樣,只有幾個特殊的人,是不是很恐怖?
長得一樣有沒有問題?當然有。要在變化的環境中生存下來,多樣性是很關鍵的。適者生存,必須先有針對環境的適者。如果環境突然變化,大家都一樣,都是不適應者,這個物種就滅絕了。
異性繁殖在多樣性上就有很大的優勢。異性繁殖是兩性各出一半基因,組成新的基因組合的后代。這種組合,會大大帶來多樣性的后代。一旦出現環境變化,不適應者死去,適應者留下后代,繼續演化。有計算說,異性繁殖,提升物種的生存概率達到10億倍。(摘自王立銘的《生命科學50講》)
第一個雙性的生物是怎樣來了呢?可能是某次變異,出現了一個雙性結合繁殖的生命體,他們的后代的多樣性,其生存優勢立即體現出來,最后導致只有雙性的后代流傳下來了。
達爾文不代表進化論,進化論不等于達爾文。敲黑板,重點重復三次:達爾文不代表進化論,進化論不等于達爾文;達爾文不代表進化論,進化論不等于達爾文;達爾文不代表進化論,進化論不等于達爾文。
既然達爾文不等于進化論,那么,即使把達爾文這個人的理論全部否決掉,甚至直接把"達爾文"這個人"咔嚓"一下把科學史里面去掉,假設達爾文這個人根本存在過,也與進化論沒有任何關系,現代進化論早就不依賴達爾文的存在。很多人錯誤的以為,達爾文這個人就代表進化論,其實,達爾文只能代表早期粗糙的進化論,隨著幾百年的科學進步,知識的累計,進化論本身早就發生了翻天覆地的變化,已經成為一個由解剖學,胚胎學,高等數學,生理學,基因工程等等學科支撐的科學理論,即使還有一些局部的細節需要調整,但整體框架已經不可動搖,是不可能被"徹底推翻的"。如果你看見某些報道說"進化論被推翻了",那肯定不是刊登在正規科學網站,而是發表在一些玄學版面上面。
可以說,達爾文由于他本人所處的歷史局限性,是不可能掌握一個精密的科學細節的,有一點錯誤也在所難免,但是,達爾文提出的方向,是完全正確的。無數的科學證據,都證明達爾文的構想是正確的。何況,達爾文只能代表早期,現代進化論的高度遠遠超越了達爾文的個人所能理解的層次,也不再需要達爾文。所以,我們即使給達爾文的理論找出很多缺陷,也一樣撼動不了進化論。即使把達爾文完全拿走,也與進化論無關。
假設我們拿走耶穌,《圣經》就會面目全非。拿走達爾文,則進化論還是進化論。這充分說明了科學與其他理論的不同:科學不依賴個人的成就,而是依賴知識發展和證據積累。
進化論自1859年由達爾文提出以來至今,都一直飽受爭議,雖說這個理論已經成為了解釋物種進化和多樣性的主流理論,但還是無法解釋,例如:生物起源的問題。而且這個理論相比于宇宙大爆炸理論來說,更加受到廣大民眾的詬病,因為支持進化論的證據都是一些零星的生物化石和考古記錄拼湊出來的,這些證據不像我們對宇宙起源和演化的探索,因為宇宙一直就在那里,我們可以隨時去觀測它,甚至能夠回顧宇宙的過去,來驗證宇宙起源理論是否正確。
所以,有人就說了:我們寧愿相信大爆炸是真的,也不愿相信進化論。足以見得人們對進化論的懷疑程度,而且大部分都有這樣的疑問:既然進化論是正確的,那么我們為何沒有看到目前地球上的生物進化呢?沒有看到人類在進化?沒有看到因為自然選擇而造成生物性狀發生變化呢?
其實自然選擇所導致的生物性狀改變,也就是發生進化一直就存在于我們的身邊,只不過我們缺少一雙發現生活的慧眼。生物進化的過程中基因突變、環境選擇、生殖隔離是三個重要不可或缺的環節。一個生物的進化首先是從上代父母獲得遺傳特征,然后在基因傳遞和復制的過程中,基因會發生突變,但是這個基因的變異非常微小,在一代甚至幾代的傳遞之間并不會看到宏觀外表任何性狀上的改變,而且生物的繁殖有過剩的傾向。
但是生物在地球上所生存的環境是在不斷的改變,空間、食物也是有限的資源,這樣就會造成生物的生存面臨壓力,由于基因突變是隨機發生的,并沒有任何力量導致生物的基因突變要朝著特定的方向發展,那么這些突變的基因有些對生物的生存就是有利、有些就是有害的,所以那些有利于生物在環境壓力面前有更好適應能力的基因就被保留了下來,那些沒有競爭力的有害基因突變就會被淘汰,這就是進化論中所說的環境對生物進化的選擇。
雖然一代之間基因會發生極小的變異,但是在漫長的自然選擇過程中,量變就會導致質變,不僅生物會在宏觀性狀上發生改變,還會出現生殖隔離,形成新的亞種或者新的物種。所以客觀的說,生物進化是在非常長的時間尺度上發生的,往往是數十萬年、數百萬年。因此我們在自然界不能看到生物進化也是可以理解的。
但是人類的干預以及選擇性的育種,確實是造成了很多生物在性狀上發生了改變,這是我們能看到生物進化最直觀的例子,例如:我們生活中各種各樣品種的狗,以及貓,這些寵物的外觀完全是按照人類的審美在演化,例如:呆萌、腿短、無毛。這些性狀在自然界完全沒有任何的生存優勢,之所以這些可愛的性狀能夠保存下來,就是人為干預繁殖的結果。
除了我們身邊的寵物,還有一些植物也在人類的干預下發生了進化,例如:我們家之前的蘋果園,小時候我記得,一開始栽種的果樹果實,從外觀口感上并不是很好,但是自從引進新的品種后,果實不僅成熟周期短,而且飽滿、顏色艷麗、口感香甜。雖然果樹的果實在自然的選擇下也會往香甜、顏色艷麗這方面發展,以方便被其他動物搬運果實,在被吃掉果肉以后,種子就可以被播種到其他地方,但是自然選擇導致進化的過程非常緩慢,可在人為干預的情況下,果樹的果實就能發生快速的進化。
以上就是人為干預下我們能看見的生物性狀的改變,那么在自然界還存在環境或者生物互相作用下導致的進化嗎?其實也有,只不過在生活中不那么容易看見,例如:意大利壁虎就為我們展現了一場自然選擇的偉大之處。意大利壁虎喜歡吃一些小昆蟲和蒼蠅,正巧的是,在這些壁虎生活的范圍內,有許多特殊的植物叫:尸香魔芋花。
這種植物的花朵可以發出惡臭一般的氣味來吸引蒼蠅駐足,所以壁虎就常常守在尸香魔芋花的周圍放哨,借助這種花的丑味來飽餐一頓。而壁虎的排泄物又會給花多的生長帶來營養。這種壁虎與尸香魔芋花互惠互利的場景在地中海地區十分普遍。
但是在過去的20年里,在西班牙的米諾卡島上,就發生了一起自然選擇和宏觀進化的實例。蜥蜴利用花朵來捕食蒼蠅,但是當花死后,成群的蜥蜴就會離開,可能是有一只不按討論出牌的蜥蜴,在花朵死后,選擇去吃尸香魔芋花的果實,并且發現這些果實的味道還不錯,于是這種行為就在米諾卡地區的蜥蜴中流傳了起來。
那么蜥蜴吃果實的行為是如何導致尸香魔芋花發生進化的?跟以下三件事有關:
蜥蜴只會選擇吃那么果實飽滿,味道好的果子吃。
這些果肉豐富的果實中,種子必須必須足夠的“強壯”,可以在蜥蜴進食和消化的過程中不會被破壞。那么這些在蜥蜴肚子里保存下來的果實就被蜥蜴帶到了更遠的地方,種子被排出體外,就會長成新的植物很顯然,尸香魔芋花在米諾卡島上遍地生長開花,最主要的是,在這座島嶼上人們發現的這種植物,與其他地方的植物已經出現了性狀上的不同,因為在壁虎選擇種子的時候其實就是一個導致進化的自然選擇的過程。在米諾卡島上的尸香魔芋花它們現在的結出來的果實不僅數量多,而且果肉飽滿,味道香甜,尤其是種子變得更加堅硬。
這就是一種自然選擇與進化,我們在生活中真真切切能看到得例子,不僅在地球上遙遠得地方發生,而且也發生在我們的周圍。所以進化論確實是解釋地球上生物演化的過程,不過我們不能指望進化論,讓我們人類長出一雙翅膀才算是進化!??!
要談及生物進化,就不能不說明一個問題,何謂生物?生物的本質特征是什么?生物進化都與那些因素相關。不搞清這些基本問題,生物進化就會陷入一個個認識誤區。首先,什么是生物?關于這個問題,生物科學界早已有明確定義,無須贅述和爭論。在這里唯一需要說明和指出的是,生物的生命活動的延續、自我復制和不斷完善,都需要一定的能量、能量物質(包含各種營養物質)和水來做為它的物質基礎和必須的保障。換言之,失去了這些基本的物質保障,任何一種生命活動都不會存在!這一點,是每一個生物進化的共同的必要的前提和保證。其次,盡管大千世界存在著數以千萬計的生物,但是,它們都有著各自獨特適用的能量物質和水,有著各自不相同的代謝機制。這即是說,每一種生物都是一個各不相同的具有獨特個性的能量(各種能量物質、氧氣)和水的應用體系。這個應用體系結構不同、構造不同、代謝機制不同,對于能量物質和水的基本要求不同,需求量大小不同,合成產物和代謝產物不同……正是因為這一個個的獨特和不同,才構成了整個自然界萬千生物的千差百異,萬千種不同形態;再次,這些千差百異的萬千生物,在能量和水的應用過程中,發生著不同的變化,有利于生長、生命活動旺盛、遺傳基因優良轉化等等。這是正確適應和自已這個能量、水應用體系、構造、功能等和諧一致的必然反映;相反,如果不適用和自已這個能量(各種能量物質、氧氣)和水應用體系性質有違的能量物質和水,就不利于生物的生存、發展和優化或曰進化;第四,各種能量物質和水的運動及其變化,在不同的生物間,不同的生物(能量和水)應用體系中,都將留下歷史烙印一一這種歷史烙印,將以遺傳信息、遺傳物質、遺傳基因的不同改變被保留了下來,并為人類所認知。例如,以人類為例,人類的大腦和血液中的紅細胞主要應用的能量物質為葡萄糖;而葡萄糖又是人體內各器官、各系統、各組織細胞通用的能量物質(當然,還有脂肪和蛋白質可資利用)。正是因為正確的適用了能量物質。人類才變得聰明、智慧、不斷強大??墒牵咸烟菍τ诠湃祟悇t是可遇而不可期的。那時候,農作物尚未認識和栽培,人們是盲目的追求食物的一一只要能裹腹,有時甚至誤食毒物……根本不可能滿足于人體內血液和大腦以及全身各器官、系統、組織對于葡萄糖這一基本能量物質的最低需要……這是古人類壽命普遍較低的根本原因,……這絕不是毫無根據的主觀臆斷,從現代西醫學人體生理學、人體解剖生理學等可以清晰的看到這一點:不同的族類和人群具有不同的能量物質識別蛋白;人類血型的不同類型和亞型;人類體內的各種不同類型的受體(包括毒物、煙堿、咖啡);人類大腦灰白質的遷移和變化等等,都表明了這一點。因此說,是否正確的適用自然界的能量物質和水,是生物進化的重要保障。這就是能量和水的適用必須和生物的功能、結構、質地相適應一致的規則,即同一性法則。
新物種的誕生包括三個基本環節。其中基因變異和基因重組是新物種形成的基礎;自然選擇是新物種形成的主導因素;生殖隔離是新物種形成的必要條件。一般說在經過地理隔離之后,自然選擇的作用使不同種群基因頻率發生改變,突破了種的界限,進而發生了生殖隔離(把它們放在一起不能自由交配,即使交配成功也不能產生可育后代)。它們就是兩個不同的新物種。
物種形成的方式有漸變式和爆發式。面提到的基因變異-自然選擇-生殖隔離-新物種形成方式為漸變式。過程極為緩慢,是新物種形成的主要方式。爆發式是通過個體染色體發生突變,遠緣雜交及染色體加倍等形式,在自然選擇的作用下形成新物種。這種形式在高等植物、特別是種子植物較為普遍。其過程為,首先實現種間雜交和屬間雜交,接著是雜交后的染色體自然加倍,只需經過一兩代很短的時間就能產生新物種。
近年,隨著遺傳學的快速發展,人類改造生物的基因、創造新物種成為可能,如遠緣雜交、多倍體、細胞工程、基因轉移等。
1.遺傳
遺傳是生物進化的基礎。遺傳物質是基因,基因具有自身復制的能力,能使物種在各個世代中保持自身的特性。每種個體有一定量的基因,一居群中所有個體的基因總和構成基因庫。一個物種的基因庫基本上是穩定的,所以物種的特征能世代遺傳。比如,人生人,馬生馬,種瓜得瓜,種豆得豆,都是遺傳現象。
遺傳具有穩定性同時又具有可變性。某種生物如果許多世代都生活在相同的環境條件下,其遺傳性就比較穩定;如果生活環境變了,生物的遺傳性就失去了它的穩定性,就要改變,這就是遺傳的可變性。在生物進化、物種形成的過程中,穩定性和可變性起著辯證的作用,二者缺少任何一方面都是不行的??勺冃允股锬軌蜻m應新環境,產生新性狀,穩定性則使新獲得的性狀能夠積累,穩定下來,傳給后代,形成新的物種。
2.變異
變異是同種生物個體之間的差異(不包括年齡和性別差異等)。例如子女像父母雖然是普遍的現象,但絕不會和父母完全相同,人們常說的“一母生九子,九子各不同”就是這個道理。同一物種的個體之間總有一些差別,絕不會有兩個完全一樣的個體,這就說明,變異是一切生物普遍具有的共同特性。變異是相關的,有機體一部分發生變異,也會引起其他部分的變異。變異有遺傳的,也有不遺傳的,只有遺傳的變異才能對進化起作用。變異不僅表現在外部形態上,還表現在內部結構上。變異所以能遺傳是由于有遺傳的物質基礎。
在生物進化中,變異是一種創造性因素,遺傳是一種穩定性因素。沒有變異,生物只能產生同樣的物種,進化無法進行;沒有遺傳,生物沒有相對穩定性,不成其種類,也不可能有進化。因此,變異和遺傳互相作用是生物進化的基本動力。
3.隔離
隔離包括地理隔離和生殖隔離。地理隔離是指由于水體、沙漠、山脈的阻擋或遙遠的地理距離等原因造成的隔離。同種的不同居群生活在不同地區,彼此孤立,使不同居群的個體之間無法雜交,失去基因交流的機會,從而導致隔離的各居群間產生不同方向的變異,逐漸形成地理亞種。如我國的華南虎和東北虎,由于長期生活于不同的地理環境,在體型大小、毛色深淺及毛的長短等方面都產生了明顯的差別,已形成了兩個地理亞種。地理亞種進一步發展,就會形成新種。生殖隔離是指居群間由于基因型差異使基因交換不能進行,這包括生態隔離、季節隔離(交配期不同)、行為心理隔離、機械隔離(生殖器官不相配)、雜交不育、不成活等。
4.自然選擇
生物個體之間的變異,有些對生存有利,有些對生存不利。在生存斗爭中(爭奪食物、生存空間、配偶),具有利變異的個體得到保存,具不利變異的個體受到淘汰。達爾文把這種在自然界中淘劣留良的作用稱為自然選擇(naturalselection)。自然選擇是一個歷史過程,需要較長時間(地質時代),通過遺傳把對生存有利的變異一代一代地積累起來。自然選擇的實質就是使種內居群的遺傳物質朝著更有利于適應外界環境的方向改變。
自然選擇的一個生動實例就是達爾文研究的馬德拉群島上的甲蟲。他發現500個種中有200個種的翅膀不會飛,會飛的則以翅膀非常強大的甲蟲為主。他認為,原來這島上的甲蟲都是會飛的,后來有些甲蟲的翅膀發育稍不完全,或者由于習性怠惰,很少飛翔,經過若干世代,翅膀便退化,喪失了飛翔能力。群島常遭強烈的風暴襲擊,每當海風暴起,不能飛翔的甲蟲能夠很好地隱藏,直到風過了以后才出來。而在空中飛翔的甲蟲則常常被海風吹到海里,葬身碧波。這樣一來,前者獲得了最好的生存機會,保留下來,不斷地繁衍后代;后者則不斷被風浪淘汰,只有那些翅膀非常強壯,能夠抵抗風暴的類型才能保留下來。
我們站在人的角度上看,無限的演化,眼花繚亂,不以人的意志為轉移。
但是我們跳出人類這個圈子,或者跳出生物這個圈子,這就是一個生命的演化過程,必然的趨勢,對宇宙來講是無數的各種各樣演化的一種形式。
自從地球上有了水,有了有機物,有了原始生命,新陳代謝,新的取代了舊的,不斷的吐故納新,而后進化的更高級的形式,弱肉強食,弱肉強食是吐故納新的進化,也是從微生物的吞噬,到高級生命的搏殺。
生命在不斷的演化著,一步一步的走向高級階段,而出現更高級的演化形式。
搏殺是為了自身的生存,而自身的生存又要以其它生命為代價,吃掉對方。而為了自己的生存不斷的繁衍后代,這種形式有是原始細胞分裂的演化階段,一個分裂成兩個,這就是原始細胞的繁殖,演化到了高級階段就是兩個性別男女,公母的交配,從分裂低級生命,到交配生育高級生命。而男女各自承擔一半的生命形式,然后交配結合成為孕育出更加高級的生命。
生存和搏殺就是生命的演化形式,也是生物演化形式,也是生物化學演變形式。這就是地球上生命的特征,和演化形式。對地球來講沒有意義,對宇宙來講沒有意義。但是對生物來講有意義,對人來講更有意義,因為,人類在進化過程中不斷的優化自身,優化自己的社會性質,合理,公平。使人類的生活更加豐富多彩,和精彩紛呈。
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