進(jìn)化生物學(xué)論文

1、 進(jìn)化生物學(xué)論文 摘要：根據(jù)自己的遺傳學(xué)特性闡述自己的前世，今生和未來(lái)。包括生命起源的化學(xué)演化階段，由小分子演化成為生物大分子，再到形成原始生命體的過(guò)程，包括原始的生命活動(dòng)，都意味著生命的真正開(kāi)始。接著討論了物種的進(jìn)化，人類未來(lái)發(fā)展的可能結(jié)果和進(jìn)化形態(tài)。 關(guān)鍵詞：小分子 人類的起源與進(jìn)化 遺傳特性 人工心臟 發(fā)展 前言：進(jìn)化生物學(xué)是研究生物進(jìn)化的科學(xué)，但又不僅僅是研究進(jìn)化的過(guò)程，更重要的是研究進(jìn)化的原因、機(jī)制、速率和方向，是追究事物或過(guò)程的因果關(guān)系的科學(xué)。它不僅要從生物組織的不同層次揭示進(jìn)化的原因，也要從時(shí)間上追溯進(jìn)化的過(guò)程。它吸收了生物學(xué)多個(gè)學(xué)科的成就，特別是將進(jìn)化論與生態(tài)學(xué)、分類學(xué)、行為學(xué)

2、綜合起來(lái)研究有關(guān)的生命現(xiàn)象。而進(jìn)化生物學(xué)的基礎(chǔ)就是進(jìn)化論，進(jìn)化論是生物學(xué)中最大的統(tǒng)一理論。生物階的復(fù)雜現(xiàn)象，諸如形態(tài)的、生理的、行為的適應(yīng)，物種的形成和滅絕，種內(nèi)和種間關(guān)系等現(xiàn)象都只能在進(jìn)化理論的基礎(chǔ)上得到統(tǒng)一的解釋，也都只能通過(guò)進(jìn)化生物學(xué)的研究而明確其內(nèi)在的原因與機(jī)制，生物學(xué)各學(xué)科無(wú)不貫穿進(jìn)化的原則和思想。為了加深對(duì)進(jìn)化生物學(xué)的理解，本論文將結(jié)合作者自己的遺傳特征，來(lái)談?wù)勆锏倪M(jìn)化和發(fā)展。 正文：談到自身的進(jìn)化和未來(lái)，我不禁在想，45億年前的我們所有人的“祖先”都是那個(gè)原始膜不經(jīng)意包裹有機(jī)質(zhì)形成的小囊，當(dāng)我們?nèi)祟愒倩仡^研究生命起源時(shí)，讓人感慨這是多么神奇，又是多么漫長(zhǎng)，而且未來(lái)的我們（人類）

3、到底會(huì)發(fā)展進(jìn)化成什么樣的？不禁感覺(jué)好神奇呀。讓我們一起探討吧。目前已確定自然界中有109種元素，其中生物體中已發(fā)現(xiàn)的元素近60種，主要是C、H、O、N、P和S，其次是Ca、Mg、Na和Cl等元素，這些元素都普遍存在于無(wú)機(jī)自然界，可見(jiàn)生命體中不存在特有的元素，其中以離子形式存在的元素對(duì)生物體起著重要的作用。從分子成分看，各種生物除含有70%的水和多種無(wú)機(jī)化合物外，還含有多種有機(jī)分子，如核酸、蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)和維生素等。其中，葡萄糖、ATP等在各種生物中都是相同或基本相同的；而蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子，雖然在各種不同的生物體中有不同的組成，但構(gòu)成它們的單體卻是一致的。例如，構(gòu)成各種生物蛋白質(zhì)的單

4、體包括20種氨基酸，并且都是L型氨基酸；構(gòu)成各種生物核酸的單體也僅僅是那8種核苷酸。說(shuō)明各種生物在化學(xué)成分上存在著高度的同一性。我們的“祖先”，各種分子在早起的地球上發(fā)生一些列的化學(xué)反應(yīng)，這就是生命起源初期的化學(xué)演化階段，這一階段化學(xué)反應(yīng)的催化劑只要是早期地球的熱能、太陽(yáng)能以及放電，當(dāng)然還可能有宇宙射線、放射線、隕石沖擊等均可促進(jìn)化學(xué)演化。生命起源的化學(xué)演化全過(guò)程大體可區(qū)分為4個(gè)主要的階段：1、從無(wú)機(jī)小分子生成有機(jī)小分子，這一階段大約發(fā)生在47億年前，在地球還處于星云凝聚階段時(shí)，與生命起源有關(guān)的H、C、O、N以及S、P等元素之間第一次化學(xué)反應(yīng)就已經(jīng)在進(jìn)行了。大約在4547億年前，地殼剛開(kāi)始形成

5、時(shí)，火山爆發(fā)十分頻繁，早期地球核心的金屬碳化物被噴到地球表面，與當(dāng)時(shí)基本上由過(guò)熱水蒸氣組成的地球大氣發(fā)生相互作用，結(jié)果形成了碳?xì)浠衔铮?、從有機(jī)小分子發(fā)展成生物大分子，主要是指蛋白質(zhì)和核酸，有些學(xué)者認(rèn)為在原始海洋中氨基酸和核苷酸經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的積累，互相作用，在適當(dāng)?shù)臈l件下，分別通過(guò)縮合作用或聚合作用，形成了原始的蛋白質(zhì)和核酸分子；3、由生物大分子組成多分子體系，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為是在原始海洋的局部地區(qū)發(fā)生了濃縮，諸如蒸發(fā)作用、黏土吸附等，使生物大分子形成膠質(zhì)小球，漂浮在原始海洋中。這種多分子體系的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭饕袌F(tuán)聚體和類蛋白質(zhì)微球體；4、由多分子體系發(fā)展成原始生命，這一過(guò)程最重要的事件是原始膜的出現(xiàn)，

6、在原始海洋中類脂和蛋白質(zhì)之間相互作用逐漸形成囊狀，把富含有機(jī)物的海水包進(jìn)去，使之成為一個(gè)獨(dú)立于環(huán)境的原始生命體。這些原始的生命體將在漫長(zhǎng)的演化中表現(xiàn)出越來(lái)越多的生命特征。出現(xiàn)生命活動(dòng)特征是生命起源的一個(gè)關(guān)鍵的階段，生命活動(dòng)的基本特征包括：自我更新、自我復(fù)制、自我調(diào)控、自我突變。生物體的自我更新是一個(gè)具有同化與異化兩種作用的新陳代謝過(guò)程。同化作用是將外界物質(zhì)轉(zhuǎn)化為自身物質(zhì)，同時(shí)伴隨著能量貯存的過(guò)程。正因?yàn)槿绱耍饔糜址Q為合成作用。而異化作用是將自身物質(zhì)轉(zhuǎn)化為外界物質(zhì)，同時(shí)伴隨著能量釋放的過(guò)程。所以異化作用又可稱為分解作用?？梢?jiàn)二者既相互對(duì)立又相互統(tǒng)一，同化作用與異化作用之間的對(duì)立統(tǒng)一，為生物

7、體新陳代謝的完成提供了動(dòng)力源泉。生物體內(nèi)生物大分子的自我復(fù)制是生命活動(dòng)的另一個(gè)基本特征。從分子水平看，作為多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)DNA，在進(jìn)行細(xì)胞分裂之前都要進(jìn)行自我復(fù)制，復(fù)制的方式就是一般所說(shuō)的半保留復(fù)制。生命是一個(gè)復(fù)雜的自我調(diào)控的開(kāi)放系統(tǒng)，大腸桿菌的乳糖操縱子是最典型的例子，這一過(guò)程完全是自我調(diào)控的，是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果。這里就不在贅述。這里講的突變是指DNA分子結(jié)構(gòu)內(nèi)部的突變，也既DNA分子的化學(xué)變化。突變常常使一個(gè)基因變成它的等位基因，并引起一定的表型變化。例如，小麥從晚熟變?yōu)樵缡?；普通羊群中出現(xiàn)的短腿安康羊；野生型細(xì)菌變成抗青霉素型或營(yíng)養(yǎng)缺陷型等等。這種突變通常是在內(nèi)外因素的影響下發(fā)生的

8、，可以發(fā)生在生物的任何個(gè)體及個(gè)體發(fā)育的任何時(shí)期或任何基因上，而且在體細(xì)胞或性細(xì)胞內(nèi)均有可能發(fā)生突變。同時(shí)突變具有多方向性、重演性和可逆性。正因?yàn)樯镉袡C(jī)體具有這種突變特性，才使之能夠適應(yīng)不斷變化著的環(huán)境。然后隨著在泥盆紀(jì)脊椎動(dòng)物出現(xiàn)，生命物質(zhì)進(jìn)化一步一步的發(fā)展起來(lái)，之后的兩棲動(dòng)物的出現(xiàn)，然后爬行動(dòng)物到哺乳動(dòng)物的出現(xiàn)，最后到人類的出現(xiàn)。5000萬(wàn)年前，靈長(zhǎng)類動(dòng)物呈放射狀快速進(jìn)化，從低級(jí)靈長(zhǎng)類動(dòng)物的原猴類中，分化出高級(jí)靈長(zhǎng)類動(dòng)物。這時(shí)候，有的猴類開(kāi)始向猿類演化，原始猿類逐漸從猴類中分離出來(lái)。目前已知的最早猿類，是出土于埃及法雍的生活于3500萬(wàn)至3000萬(wàn)年前的原上猿，其次是距今2800萬(wàn)至260

9、0萬(wàn)年前的埃及古猿。2300萬(wàn)年前，又演化出森林古猿，目前在非洲和亞歐大陸的很多地方，都發(fā)現(xiàn)有森林古猿的化石。1000萬(wàn)年前，森林古猿消失。在漫長(zhǎng)的生存過(guò)程中，森林古猿分化出了巨猿、西瓦古猿和拉瑪古猿等多個(gè)分支。1400萬(wàn)年前，拉瑪古猿開(kāi)始出現(xiàn)，目前在非、亞、歐三大洲都發(fā)現(xiàn)有拉瑪古猿的化石（中國(guó)云南祿豐也有發(fā)現(xiàn)），其共同特征是：吻部短縮，齒弓向后張開(kāi)，牙齒排列緊密，犬齒小，頰齒齒冠寬短，下頜第一前臼齒為雙尖型，釉質(zhì)厚。這些等點(diǎn)與人類相似，而與猿類不同。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，拉瑪古猿是人類和猩猩的共同祖先。1200萬(wàn)年前，地殼運(yùn)動(dòng)開(kāi)始在非洲東部制造一條南北走向的大裂谷，把非洲分為東部和西部?jī)蓚€(gè)相對(duì)獨(dú)立的

10、動(dòng)植物系統(tǒng)，這成為人和猿分道揚(yáng)鑣的關(guān)鍵因素。500多萬(wàn)年前，非洲東部出現(xiàn)了一種雙腳勉強(qiáng)可以行走，雙手作輔助的大型高級(jí)靈長(zhǎng)類動(dòng)物，這就是南方古猿。100多萬(wàn)年前，能人出現(xiàn)，能人的體形較為纖細(xì)，瘦高；腦容量在700毫升上下；手骨和腿骨與現(xiàn)代人近似。能人的食性廣泛，既采食野果、嫩葉和植物塊莖，又食用肉類，而且食物中的肉類比例很高。能人生活艱難，經(jīng)常食不裹腹，但適應(yīng)能力很強(qiáng)。將近200萬(wàn)年前，在非洲，直立人出現(xiàn)了。直立人，又稱晚期猿人。后來(lái)，直立人走出非洲，向亞歐大陸遷徙，這是人類進(jìn)化史上第一次走出非洲。目前，在非、亞、歐三大洲，發(fā)現(xiàn)有大量的直立人骨骼化石和生活遺址。中國(guó)的元謀人、藍(lán)田人、北京人，印度

11、尼西亞的爪哇人，德國(guó)的海德堡人，北非的毛里坦人等等，都屬于直立人的范疇。大約3萬(wàn)年前，所有早期智人都滅絕了，被晚期智人徹底取代。10萬(wàn)至5萬(wàn)年前，晚期智人走出非洲，逐漸走向除了南極洲以外的每一個(gè)大洲。這是人類進(jìn)化史上第三次走出非洲。在這期間，主要由于冰河期太冷的緣故，很多走出非洲的晚期智人（克羅馬農(nóng)人）又返回非洲，而后再次走出來(lái)。經(jīng)歷了一個(gè)起源、進(jìn)化、發(fā)展的過(guò)程。人類進(jìn)化符合整個(gè)生物界的進(jìn)化規(guī)律，遵循著由低級(jí)到高級(jí)的進(jìn)化程序。人類的生物學(xué)進(jìn)化發(fā)展到現(xiàn)在這樣一個(gè)階段，同樣經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的多次突變選擇的過(guò)程，而且文化進(jìn)化逐漸占據(jù)了重要位置。人的遺傳特性有很多，如對(duì)苯硫脲的味覺(jué)感受能力，苯硫脲又稱苯

12、基硫代碳酰二胺（PTC），對(duì)一定濃度的PTC，有的人感覺(jué)極苦，有的卻感覺(jué)甜，還有的感覺(jué)完全無(wú)味；達(dá)爾文耳點(diǎn), 在耳廓外緣呈現(xiàn)一明顯的凸點(diǎn)，叫達(dá)爾文耳點(diǎn)，這是一顯性遺傳性狀。這一顯性基因在表達(dá)方式上表現(xiàn)可變性，外顯率不一樣；眼皮的單雙；耳垂的有無(wú)；卷發(fā)與直發(fā)。一直到現(xiàn)在進(jìn)化成我們現(xiàn)代人。就我們自己而言與最親近的父母親有著直接的遺傳關(guān)系，但和自己的父母親有沒(méi)有進(jìn)化關(guān)系呢？顯而易見(jiàn)，就自己的父母親以及近幾代人來(lái)看根本看不出或感覺(jué)不到人類的進(jìn)化，我們自己本身和父母親沒(méi)有明顯的差異，只是由于遺傳物質(zhì)的不同我們會(huì)有不同的面孔，會(huì)有專屬自己的染色體，沒(méi)有很大的變化。我們的父母以及幾代人遺傳到我們這對(duì)于自然界

13、來(lái)說(shuō)只是短的不能再短的一個(gè)過(guò)程，人類未來(lái)的進(jìn)化除仍受生物進(jìn)化的一般規(guī)律支配以外，人類的社會(huì)文化進(jìn)化在人類未來(lái)的進(jìn)化中必定產(chǎn)生越來(lái)越重要的影響。人類的生物學(xué)進(jìn)化與人類的文化進(jìn)化是相互作用和相互影響的。所以說(shuō)根本不會(huì)發(fā)現(xiàn)會(huì)有什么進(jìn)化關(guān)系。但假如我們放眼到1000年之后，人類會(huì)進(jìn)化成什么樣的呢？人工智能的迅速發(fā)展讓一些專家們擔(dān)心總有一天它將超越人類的自然智慧。深藍(lán)計(jì)算機(jī)打敗國(guó)際象棋冠軍卡斯帕羅夫就是一個(gè)鮮明的例證。然而，其實(shí)我們自己成為半個(gè)機(jī)器人似乎可能性更大，因?yàn)槲覀円呀?jīng)在制造一些能被身體同化的機(jī)器，例如假肢、人工心臟、人工視網(wǎng)膜?！耙话愕目赡苄允俏覀儗⒃诖竽X中植入芯片，我們將不再會(huì)迷路，能夠解答

14、所有過(guò)去常常困擾我們的數(shù)學(xué)題。”外星智能探索研究所的高級(jí)天文學(xué)家塞思·肖斯塔克說(shuō)。但肖斯塔克認(rèn)為人與機(jī)器的結(jié)合只是一個(gè)過(guò)渡，“你能通過(guò)在馬身上安裝四缸引擎來(lái)讓其加速，但最終不需要馬也能實(shí)現(xiàn)，這種混合品種并非一種巨大的突破，它只意味著機(jī)器不夠好。” 未來(lái)的我們必定是更高級(jí)更智慧更完美的生物。 人的驕傲和遺憾：獲得性遺傳是一個(gè)非常具爭(zhēng)議的問(wèn)題。盡管達(dá)爾文主義把其予以否定，然而的確存在著一些與獲得性狀遺傳有關(guān)的，即生物在其生存期間獲得的某些性狀可以遺傳給其后代的現(xiàn)象。表觀遺傳是指生物在其核酸序列沒(méi)有改變的情況下，某些基因表達(dá)的方式發(fā)生了改變且引致表型的改變，而這種改變能以較穩(wěn)定的狀態(tài)傳給后

15、代。以人為例的話很好理解，假如一男子由于父母親的遺傳特性，身高不高，但是該男子經(jīng)過(guò)后天的鍛煉以及科學(xué)的飲食長(zhǎng)到較高的身高，那么該男子高身高的特性就可能遺傳給他的孩子，這算是表觀遺傳一個(gè)典型的例證。 結(jié)論：在人類未來(lái)的進(jìn)化中越來(lái)越智慧與完美的最趨勢(shì)是不會(huì)變的，從計(jì)算機(jī)到腦、通訊到神經(jīng)系統(tǒng)、控制到效應(yīng)器隨著外界信息源的豐富將促進(jìn)人腦的發(fā)展，借助光、電、聲的現(xiàn)代科技將使人的肢體 和感官在體外延生，智能計(jì)算機(jī)將補(bǔ)充人腦的不足，機(jī)器人將進(jìn)入人類生活的各個(gè)方領(lǐng)域。人類的優(yōu)生則通過(guò)一系列的措施與對(duì)策來(lái)不斷提高人類自身的遺傳素質(zhì)，產(chǎn)生優(yōu)秀的后代。還有克隆從有性繁殖到無(wú)性繁殖是生物進(jìn)化史上的一大轉(zhuǎn)折。人類的基因

16、組可以讓我們對(duì)人類的許多遺傳疾病以及癌癥等疾病的治病原理，為分子診斷、基因治療等新方法提理論依據(jù)。所以當(dāng)自然進(jìn)化和人為進(jìn)化同時(shí)作用于人時(shí)，自然進(jìn)化將不再起作用，因?yàn)槿藶檫M(jìn)化的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于自然進(jìn)化的速度，自然進(jìn)化必然變得微不足道。所以可以肯定的是：未來(lái)人類的進(jìn)化將是以人為進(jìn)化為主的進(jìn)化，自然進(jìn)化不再適用于人類自身。也就是達(dá)爾文的進(jìn)化理論應(yīng)用于未來(lái)人類時(shí)需要修正，人類對(duì)進(jìn)化的需求將成為未來(lái)人類進(jìn)化的動(dòng)力。那么事情就變的十分有趣了，對(duì)于現(xiàn)代的人類來(lái)說(shuō)，“男才女貌”、“俊男靚女”相當(dāng)于動(dòng)物界的生存優(yōu)勢(shì)，他們的基因能更好的傳遞給下一代，所以說(shuō)他們是符合達(dá)爾文進(jìn)化論中的“適者生存”的法則。而相反，那些外貌不是很出眾，或者說(shuō)有缺陷的人則面臨著傳宗接代的壓力，他們的基因想要傳遞下去就沒(méi)有這么容易。但是對(duì)于未來(lái)1000年，甚至更遠(yuǎn)之后的人類來(lái)說(shuō)，這些東西可能變的最無(wú)關(guān)緊要，就像現(xiàn)在對(duì)于我們來(lái)說(shuō)會(huì)打獵并不是明顯的生存優(yōu)勢(shì)一樣。那時(shí)的生存優(yōu)勢(shì)就可能是智慧，是創(chuàng)造的能力。我期待著人類光明的未來(lái)！參考文獻(xiàn)(1