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文檔簡介
1、存在與演化存在與演化 生物進(jìn)化的理論生物進(jìn)化的理論雷毅雷毅人文學(xué)院科技社會所人文學(xué)院科技社會所一生物的存在圖景一生物的存在圖景l(fā)西方文化中的自然西方文化中的自然 秩序與和諧是主流。秩序與和諧是主流。l赫拉克里特(一切皆流變)赫拉克里特(一切皆流變)l畢達(dá)哥拉斯學(xué)派(宇宙的和諧存在于數(shù)量關(guān)系之中)畢達(dá)哥拉斯學(xué)派(宇宙的和諧存在于數(shù)量關(guān)系之中)亞里士多德:亞里士多德:自然界任何事物都有其自身的目的,自然界任何事物都有其自身的目的,所有生物從生到死的運(yùn)動(dòng)只不過是穩(wěn)所有生物從生到死的運(yùn)動(dòng)只不過是穩(wěn)定狀態(tài)的延續(xù),并不導(dǎo)致永恒的變化。定狀態(tài)的延續(xù),并不導(dǎo)致永恒的變化。l提出提出“存在巨鏈存在巨鏈”的思想的
2、思想(The Great Chain of Being),“自然界是按連續(xù)不斷的順序由無生物經(jīng)植自然界是按連續(xù)不斷的順序由無生物經(jīng)植物而最后形成動(dòng)物的。物而最后形成動(dòng)物的?!眑生物形成一個(gè)連續(xù)的序列,從植物到人構(gòu)成生物形成一個(gè)連續(xù)的序列,從植物到人構(gòu)成11個(gè)等級。個(gè)等級。l“存在巨鏈存在巨鏈”思想對后世生物學(xué)家至少產(chǎn)生了兩方面的思想對后世生物學(xué)家至少產(chǎn)生了兩方面的影響:影響: 不同等級的生物物種之間存在著較大的不連續(xù)性;不同等級的生物物種之間存在著較大的不連續(xù)性; 這些不連續(xù)的生物物種構(gòu)成了一個(gè)連續(xù)的生物鏈條。這些不連續(xù)的生物物種構(gòu)成了一個(gè)連續(xù)的生物鏈條。這種連續(xù)與間斷的觀念成為了生物分類的基
3、本思想。這種連續(xù)與間斷的觀念成為了生物分類的基本思想。l林奈(瑞典)的人為分類林奈(瑞典)的人為分類法。(強(qiáng)調(diào)生物物種法。(強(qiáng)調(diào)生物物種不連不連續(xù)性續(xù)性和和等級次序等級次序) 界、門、綱、目、科、界、門、綱、目、科、屬、種屬、種G.Buffon(17071788)布豐(法國)的自然分類布豐(法國)的自然分類法。(強(qiáng)調(diào)物種法。(強(qiáng)調(diào)物種連續(xù)性連續(xù)性和和親緣關(guān)系親緣關(guān)系)C. Linnaeus(17071778)二演化的階梯二演化的階梯l1818世紀(jì)以后,人們在自然觀上經(jīng)歷了一個(gè)重大世紀(jì)以后,人們在自然觀上經(jīng)歷了一個(gè)重大的轉(zhuǎn)變:科學(xué)新發(fā)現(xiàn)否定了的轉(zhuǎn)變:科學(xué)新發(fā)現(xiàn)否定了圣經(jīng)圣經(jīng)的解釋。的解釋。自然的
4、規(guī)律取代了上帝的意志自然的規(guī)律取代了上帝的意志l時(shí)空無限和宇宙演化正在被人們接受。生物學(xué)時(shí)空無限和宇宙演化正在被人們接受。生物學(xué)的發(fā)現(xiàn)對神創(chuàng)論者、干預(yù)論者的觀點(diǎn)提出了嚴(yán)的發(fā)現(xiàn)對神創(chuàng)論者、干預(yù)論者的觀點(diǎn)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。(如:動(dòng)植物區(qū)系的異源論,深層峻的挑戰(zhàn)。(如:動(dòng)植物區(qū)系的異源論,深層地層化石的差異增大,滅絕的經(jīng)常性的證據(jù)日地層化石的差異增大,滅絕的經(jīng)常性的證據(jù)日漸增多,生物的非凡適應(yīng)能力,種群思想,等漸增多,生物的非凡適應(yīng)能力,種群思想,等等)等)l把宇宙看作一個(gè)整體是由演化生產(chǎn)的思把宇宙看作一個(gè)整體是由演化生產(chǎn)的思想則最早來自想則最早來自德國哲學(xué)家康德(德國哲學(xué)家康德(17241804)
5、。)。l他在其早期著作他在其早期著作自然通史自然通史中令人信中令人信服地給出了一個(gè)能動(dòng)的、不斷發(fā)展進(jìn)化服地給出了一個(gè)能動(dòng)的、不斷發(fā)展進(jìn)化的世界。(星云假說)的世界。(星云假說)l法國啟蒙運(yùn)動(dòng)使法國在發(fā)展有關(guān)生物學(xué)法國啟蒙運(yùn)動(dòng)使法國在發(fā)展有關(guān)生物學(xué)的新概念新思想方面處于領(lǐng)先地位。因的新概念新思想方面處于領(lǐng)先地位。因此,一種真正的進(jìn)化學(xué)說的提出者是位此,一種真正的進(jìn)化學(xué)說的提出者是位法國人就不會使人感到意外。法國人就不會使人感到意外。三拉馬克進(jìn)化論三拉馬克進(jìn)化論l拉馬克(拉馬克(Jean-Baptiste de Lamarck 17441829)法國生)法國生物學(xué)家,較早期的進(jìn)化論者之一。物學(xué)家,
6、較早期的進(jìn)化論者之一。l代表作:代表作:無脊椎動(dòng)物系統(tǒng)無脊椎動(dòng)物系統(tǒng)(1801)和和動(dòng)物學(xué)哲學(xué)動(dòng)物學(xué)哲學(xué)(1809)l認(rèn)為生物具有一種朝著增加結(jié)構(gòu)認(rèn)為生物具有一種朝著增加結(jié)構(gòu)復(fù)雜性方向進(jìn)化的趨勢;形態(tài)變復(fù)雜性方向進(jìn)化的趨勢;形態(tài)變化是功能變化的結(jié)果,在生物進(jìn)化是功能變化的結(jié)果,在生物進(jìn)化過程中功能是主導(dǎo)的?;^程中功能是主導(dǎo)的。l拉馬克的進(jìn)化理論是建立在傳統(tǒng)的自然等級觀念上的。拉馬克的進(jìn)化理論是建立在傳統(tǒng)的自然等級觀念上的。 自然界中的生物存在著從簡單到復(fù)雜的差異,這種差異自然界中的生物存在著從簡單到復(fù)雜的差異,這種差異構(gòu)成了生物從低等到高等的序列。構(gòu)成了生物從低等到高等的序列。l拉馬克:生物
7、本質(zhì)上是變化的,這種變化是連續(xù)的、緩慢拉馬克:生物本質(zhì)上是變化的,這種變化是連續(xù)的、緩慢的,因此,自然等級序列不可能是靜態(tài)的。的,因此,自然等級序列不可能是靜態(tài)的。 (均變論均變論者)者)l拉馬克的進(jìn)化理論必須解決兩個(gè)關(guān)鍵問題:拉馬克的進(jìn)化理論必須解決兩個(gè)關(guān)鍵問題:A為什么生物會出現(xiàn)由簡單到復(fù)雜的完美序列?為什么生物會出現(xiàn)由簡單到復(fù)雜的完美序列?B為什么生命現(xiàn)象會表現(xiàn)出驚人的多樣性?為什么生命現(xiàn)象會表現(xiàn)出驚人的多樣性?拉馬克的解決方案拉馬克的解決方案:l解釋這二個(gè)問題并不復(fù)雜,只要將它們解釋這二個(gè)問題并不復(fù)雜,只要將它們看成是生物進(jìn)化的兩個(gè)方向便可以解決??闯墒巧镞M(jìn)化的兩個(gè)方向便可以解決。l
8、生物的進(jìn)化包含了:生物的進(jìn)化包含了:l垂直進(jìn)化垂直進(jìn)化:導(dǎo)致生物由簡單向復(fù)雜轉(zhuǎn)變:導(dǎo)致生物由簡單向復(fù)雜轉(zhuǎn)變l水平進(jìn)化水平進(jìn)化:表現(xiàn)為生物多樣性的分化。:表現(xiàn)為生物多樣性的分化。引起進(jìn)化演變的原因:引起進(jìn)化演變的原因:l第一個(gè)原因:所有動(dòng)物都有使自身結(jié)構(gòu)更加復(fù)第一個(gè)原因:所有動(dòng)物都有使自身結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜(完善)的天賦。雜(完善)的天賦。”在相繼產(chǎn)生各種各樣的動(dòng)物時(shí),自然從最不完善或最簡單的開始,以最完善的結(jié)束,這樣就使得動(dòng)物的結(jié)構(gòu)逐漸變得更加復(fù)雜?!發(fā)動(dòng)物取得使結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜化的動(dòng)力是生命的內(nèi)動(dòng)物取得使結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜化的動(dòng)力是生命的內(nèi)在潛力。(是自然的規(guī)律,無需特別解釋。)在潛力。(是自然的規(guī)律,無需
9、特別解釋。)第二個(gè)原因:動(dòng)物擁有對環(huán)境的變化作出第二個(gè)原因:動(dòng)物擁有對環(huán)境的變化作出反應(yīng)的能力。反應(yīng)的能力。l動(dòng)物必須永遠(yuǎn)與其環(huán)境協(xié)調(diào),當(dāng)某種協(xié)調(diào)遭到動(dòng)物必須永遠(yuǎn)與其環(huán)境協(xié)調(diào),當(dāng)某種協(xié)調(diào)遭到破壞時(shí),動(dòng)物就會通過它的行為來重新建立協(xié)破壞時(shí),動(dòng)物就會通過它的行為來重新建立協(xié)調(diào)關(guān)系。調(diào)關(guān)系。l因此,適應(yīng)是生物為了應(yīng)付環(huán)境因此,適應(yīng)是生物為了應(yīng)付環(huán)境變化所必需的變化所必需的生理過程(連同獲得性狀遺傳)的必不可免的生理過程(連同獲得性狀遺傳)的必不可免的產(chǎn)物。產(chǎn)物。進(jìn)化適應(yīng)進(jìn)化適應(yīng)(evolutionary adaptationevolutionary adaptation)l自我能力的進(jìn)步是導(dǎo)致生物機(jī)
10、能復(fù)雜化的根自我能力的進(jìn)步是導(dǎo)致生物機(jī)能復(fù)雜化的根本原因,環(huán)境對生物的影響則主要表現(xiàn)在水本原因,環(huán)境對生物的影響則主要表現(xiàn)在水平進(jìn)化上。平進(jìn)化上。l無神經(jīng)系統(tǒng)的動(dòng)物和植物適應(yīng)環(huán)境的方式:無神經(jīng)系統(tǒng)的動(dòng)物和植物適應(yīng)環(huán)境的方式:環(huán)境環(huán)境 機(jī)能機(jī)能 形態(tài)構(gòu)造形態(tài)構(gòu)造;(直接);(直接)l有神經(jīng)系統(tǒng)和習(xí)性復(fù)雜的動(dòng)物適應(yīng)環(huán)境的方有神經(jīng)系統(tǒng)和習(xí)性復(fù)雜的動(dòng)物適應(yīng)環(huán)境的方式:式:環(huán)境環(huán)境 需要需要 習(xí)性習(xí)性 機(jī)能機(jī)能 形態(tài)構(gòu)形態(tài)構(gòu)造造” 。(間接)。(間接) 第一定律:用進(jìn)廢退第一定律:用進(jìn)廢退l 器官用進(jìn)廢退的觀點(diǎn)自古有之,但拉馬器官用進(jìn)廢退的觀點(diǎn)自古有之,但拉馬克給予了嚴(yán)密的生理學(xué)解釋??私o予了嚴(yán)密的生理
11、學(xué)解釋。“在每一個(gè)尚未超過發(fā)育限度的動(dòng)物中,任何一個(gè)在每一個(gè)尚未超過發(fā)育限度的動(dòng)物中,任何一個(gè)器官使用的次數(shù)越多,持續(xù)時(shí)間越長,就會使那個(gè)器官使用的次數(shù)越多,持續(xù)時(shí)間越長,就會使那個(gè)器官逐漸加強(qiáng),發(fā)展和擴(kuò)充,而且還會按使用時(shí)間器官逐漸加強(qiáng),發(fā)展和擴(kuò)充,而且還會按使用時(shí)間的長短成比例地增強(qiáng)其上述能力;這樣的器官如果的長短成比例地增強(qiáng)其上述能力;這樣的器官如果長期不用就會不知不覺地被削弱和被破壞,日益降長期不用就會不知不覺地被削弱和被破壞,日益降低其能力,直至最后消失。低其能力,直至最后消失?!?” (動(dòng)物哲學(xué)動(dòng)物哲學(xué))第二定律:獲得性狀的遺傳第二定律:獲得性狀的遺傳l“由于動(dòng)物族類長期生活于其中
12、的環(huán)境條件影由于動(dòng)物族類長期生活于其中的環(huán)境條件影響的結(jié)果,也就是由于長久使用(或長期廢而響的結(jié)果,也就是由于長久使用(或長期廢而不用)某一器官的結(jié)果,使得動(dòng)物個(gè)體獲得或不用)某一器官的結(jié)果,使得動(dòng)物個(gè)體獲得或失去的每一種性狀都通過繁殖傳給由此產(chǎn)生的失去的每一種性狀都通過繁殖傳給由此產(chǎn)生的新個(gè)體,只要所獲得的性狀變化對新個(gè)體,只要所獲得的性狀變化對雌雄兩性都雌雄兩性都是相同的,或者對凡是生產(chǎn)幼仔的動(dòng)物都是相是相同的,或者對凡是生產(chǎn)幼仔的動(dòng)物都是相同的。同的?!保▌?dòng)物哲學(xué)動(dòng)物哲學(xué))l(長頸鹿的進(jìn)化過程長頸鹿的進(jìn)化過程)四達(dá)爾文進(jìn)化論四達(dá)爾文進(jìn)化論l物種的起源(共物種的起源(共同起源論)同起源論)
13、l新物種生產(chǎn)的原新物種生產(chǎn)的原因(自然選擇)因(自然選擇)達(dá)爾文(達(dá)爾文(18091882)物種起源物種起源l達(dá)爾文指出,盡管物種具有相達(dá)爾文指出,盡管物種具有相對的穩(wěn)定性,但它們畢竟是由對的穩(wěn)定性,但它們畢竟是由變種(或亞種)演化而來的。變種(或亞種)演化而來的。現(xiàn)存的不同物種由共同的血緣現(xiàn)存的不同物種由共同的血緣聯(lián)系在一起。聯(lián)系在一起。為弄清物種起源的機(jī)制,達(dá)爾文考察了當(dāng)時(shí)關(guān)于物種為弄清物種起源的機(jī)制,達(dá)爾文考察了當(dāng)時(shí)關(guān)于物種起源的種種觀點(diǎn),收集和分析了地質(zhì)學(xué)、地理學(xué)、形態(tài)起源的種種觀點(diǎn),收集和分析了地質(zhì)學(xué)、地理學(xué)、形態(tài)學(xué)和胚胎學(xué)的各種證據(jù)。學(xué)和胚胎學(xué)的各種證據(jù)。l達(dá)爾文相信,地球的歷史遠(yuǎn)
14、不止人們達(dá)爾文相信,地球的歷史遠(yuǎn)不止人們認(rèn)為的認(rèn)為的1億年,化石的不連續(xù)性乃是記億年,化石的不連續(xù)性乃是記錄的不完全所致。錄的不完全所致。l隨著化石資料的增多,尤其是始祖鳥隨著化石資料的增多,尤其是始祖鳥化石的發(fā)現(xiàn),向人們提供了由爬行類化石的發(fā)現(xiàn),向人們提供了由爬行類動(dòng)物向鳥類過渡類型的證據(jù);動(dòng)物向鳥類過渡類型的證據(jù);l在南非發(fā)掘出的大批類似哺乳動(dòng)物的在南非發(fā)掘出的大批類似哺乳動(dòng)物的蜥蜴化石,也表明了存在著過渡物種。蜥蜴化石,也表明了存在著過渡物種。l這些證據(jù)還表明,物種不僅傾向于互相取代,這些證據(jù)還表明,物種不僅傾向于互相取代,還會產(chǎn)生出分支。年代久遠(yuǎn)的物種演化到今天,還會產(chǎn)生出分支。年代久
15、遠(yuǎn)的物種演化到今天,往往會留下不止一個(gè)物種的后代。這只能用物往往會留下不止一個(gè)物種的后代。這只能用物種的共同起源理論才能說明。因此,共同起源種的共同起源理論才能說明。因此,共同起源和自然選擇一起構(gòu)成了達(dá)爾文進(jìn)化論的兩大基和自然選擇一起構(gòu)成了達(dá)爾文進(jìn)化論的兩大基石。石。新物種生產(chǎn)的原因:變異新物種生產(chǎn)的原因:變異l變異變異: :同種生物世代之間或同代不同個(gè)體之間同種生物世代之間或同代不同個(gè)體之間性狀的差異。性狀的差異。l變異既可以在自然狀態(tài)下發(fā)生,也能在家養(yǎng)下變異既可以在自然狀態(tài)下發(fā)生,也能在家養(yǎng)下發(fā)生。發(fā)生。l變異是進(jìn)化的必要條件,但本身并不是決定進(jìn)變異是進(jìn)化的必要條件,但本身并不是決定進(jìn)化方
16、向的直接力量?;较虻闹苯恿α?。l自然界動(dòng)植物的變異是普遍的,一個(gè)物種往往自然界動(dòng)植物的變異是普遍的,一個(gè)物種往往有許多的變種。那些在分類上不能確定位置的有許多的變種。那些在分類上不能確定位置的物種,也是變異的結(jié)果。物種,也是變異的結(jié)果。l變異的可遺傳性變異的可遺傳性是進(jìn)化的一個(gè)基本條件,是進(jìn)化的一個(gè)基本條件,不遺傳的變異是沒有意義的。不遺傳的變異是沒有意義的。l生物個(gè)體在環(huán)境選擇下的各種微小變異,生物個(gè)體在環(huán)境選擇下的各種微小變異,通過遺傳的作用而逐漸累積,最終形成通過遺傳的作用而逐漸累積,最終形成差異明顯的不同個(gè)體。差異明顯的不同個(gè)體。l拉馬克拉馬克變異直接導(dǎo)致適應(yīng)變異直接導(dǎo)致適應(yīng)l達(dá)爾文
17、達(dá)爾文變異須經(jīng)自然選擇才變異須經(jīng)自然選擇才能產(chǎn)生適應(yīng)性狀能產(chǎn)生適應(yīng)性狀進(jìn)化的動(dòng)力:自然選擇進(jìn)化的動(dòng)力:自然選擇l自然選擇是進(jìn)化的機(jī)制,是變異、選擇自然選擇是進(jìn)化的機(jī)制,是變異、選擇和遺傳三種因素相互作用的過程。當(dāng)生和遺傳三種因素相互作用的過程。當(dāng)生物高度的繁殖率與有限的食物和空間發(fā)物高度的繁殖率與有限的食物和空間發(fā)生矛盾時(shí),生物之間的生存斗爭就會表生矛盾時(shí),生物之間的生存斗爭就會表現(xiàn)出來,生物本身的某些變異,都會在現(xiàn)出來,生物本身的某些變異,都會在適應(yīng)環(huán)境的存斗爭中被保存或淘汰,這適應(yīng)環(huán)境的存斗爭中被保存或淘汰,這個(gè)過程就是自然選擇。個(gè)過程就是自然選擇。l自然選擇是一個(gè)緩慢、漸變的過程。與地質(zhì)
18、變自然選擇是一個(gè)緩慢、漸變的過程。與地質(zhì)變化的過程不同,自然選擇不容易觀察到,它是化的過程不同,自然選擇不容易觀察到,它是從其它觀察形式所得到的結(jié)論中推斷出來的。從其它觀察形式所得到的結(jié)論中推斷出來的。這種推論依據(jù)了三個(gè)基本的前提:這種推論依據(jù)了三個(gè)基本的前提:l任何物種的個(gè)體,在形態(tài)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)上均存在任何物種的個(gè)體,在形態(tài)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)上均存在著差異;著差異;l這種差異是可以遺傳的;這種差異是可以遺傳的;l生物個(gè)體的增殖速度超過了環(huán)境承受的能力,生物個(gè)體的增殖速度超過了環(huán)境承受的能力,就會導(dǎo)致許多個(gè)體的死亡。就會導(dǎo)致許多個(gè)體的死亡。l雖然自然界中的每一個(gè)生物都要承受自雖然自然界中的每一個(gè)生物都要
19、承受自然選擇的壓力,但生物的進(jìn)化是以種群然選擇的壓力,但生物的進(jìn)化是以種群為單位的。變異對進(jìn)化的作用必須通過為單位的。變異對進(jìn)化的作用必須通過生殖過程傳遞給后代,并逐漸在群體中生殖過程傳遞給后代,并逐漸在群體中擴(kuò)散開來才能發(fā)生,因此,生殖作用是擴(kuò)散開來才能發(fā)生,因此,生殖作用是自然選擇的一個(gè)重要方面。自然選擇的一個(gè)重要方面。(1)通過生存斗爭,保存對生存有利的變異,)通過生存斗爭,保存對生存有利的變異,淘汰有害的變異;淘汰有害的變異;(2)通過生殖作用和生存斗爭,累積有利的)通過生殖作用和生存斗爭,累積有利的變異;變異;(3)通過環(huán)境的變化,控制生物發(fā)展的方向,)通過環(huán)境的變化,控制生物發(fā)展的
20、方向,由此產(chǎn)生適應(yīng)環(huán)境的新生物類型。由此產(chǎn)生適應(yīng)環(huán)境的新生物類型。自然選擇的創(chuàng)造性作用主要有三個(gè)方面:自然選擇的創(chuàng)造性作用主要有三個(gè)方面:l自然選擇只是一個(gè)比喻性的說法,自然自然選擇只是一個(gè)比喻性的說法,自然界中并不存在一種有意識地選擇的力量。界中并不存在一種有意識地選擇的力量。l自然選擇不僅僅指通過生存斗爭淘汰不自然選擇不僅僅指通過生存斗爭淘汰不適者,它的更重要的作用在于使生物產(chǎn)適者,它的更重要的作用在于使生物產(chǎn)生適應(yīng)環(huán)境的能力,是通過個(gè)體之間的生適應(yīng)環(huán)境的能力,是通過個(gè)體之間的生存斗爭來達(dá)到群體的平穩(wěn)與和諧。生存斗爭來達(dá)到群體的平穩(wěn)與和諧。l共共同同起起源源論論l物種起源物種起源出版后產(chǎn)生
21、了巨大的社會出版后產(chǎn)生了巨大的社會影響,但大影響,但大多數(shù)人對達(dá)爾文的自然選擇多數(shù)人對達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說不感興趣。只有少數(shù)博物學(xué)家,如學(xué)說不感興趣。只有少數(shù)博物學(xué)家,如華萊士、胡克、賴爾、??藸栆约澳承┤A萊士、胡克、賴爾、??藸栆约澳承├ハx學(xué)家接受,但是沒有一個(gè)實(shí)驗(yàn)生物昆蟲學(xué)家接受,但是沒有一個(gè)實(shí)驗(yàn)生物學(xué)家承認(rèn)它。學(xué)家承認(rèn)它。l19世紀(jì)末的細(xì)胞學(xué)和遺傳學(xué)的發(fā)展卻使世紀(jì)末的細(xì)胞學(xué)和遺傳學(xué)的發(fā)展卻使達(dá)爾文進(jìn)化論受到廣泛重視達(dá)爾文進(jìn)化論受到廣泛重視。五達(dá)爾文之后五達(dá)爾文之后進(jìn)化:漸變或驟變?進(jìn)化:漸變或驟變?l早期的孟德爾學(xué)派對進(jìn)化的解釋是:早期的孟德爾學(xué)派對進(jìn)化的解釋是: (1 1)進(jìn)化中的每一變化都是由于出現(xiàn)了一種新)進(jìn)化中的每一變化都是由于出現(xiàn)了一種新的突變(遺傳不連續(xù)性),進(jìn)化的動(dòng)力是突變的突變(遺傳不連續(xù)性),進(jìn)化的動(dòng)力是突變壓力。壓力。 (2 2)選擇在進(jìn)化中并非
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