關(guān)于生命的進(jìn)化

4/4關(guān)于生命的進(jìn)化關(guān)于生命的進(jìn)化由查字典物理網(wǎng)資料整理 生命從何而來?自從人類從愚昧中走出之時(shí),就開始思考這個(gè)與自己切身相關(guān)的問題。從古希臘的哲學(xué)家到大陸東端的方士,無一不在思考這個(gè)問題。于是各種各樣的學(xué)說出現(xiàn)了——自然發(fā)生說、神創(chuàng)論、無始無終論……人們就在不斷地提出假說中摸索探究。 最初,人們發(fā)現(xiàn),垃圾成堆的地方過一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)蒼蠅蚊子,河邊的腐草中會(huì)出現(xiàn)螢火蟲,燒過的草地會(huì)再長出草來,所以人們認(rèn)為,生命是自然發(fā)生的。但是,經(jīng)過嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn),人們發(fā)現(xiàn),自然發(fā)生說錯(cuò)了——以前的現(xiàn)象沒有排除從外界引入生命的可能。 黑暗的中世紀(jì),天主教會(huì)禁錮了一切與其不同的思想。于是,上帝創(chuàng)造生命變成了金科玉律——上帝在七天之內(nèi)創(chuàng)造了所有的事物,而且他們一成不變……但是總有人不迷信于?圣經(jīng)?的權(quán)威,他們提出各種各樣的問題,讓神創(chuàng)論不攻自破——沒有太陽計(jì)時(shí),一開始上帝如何確定一天?地層中的化石是什么原因?為什么鯽魚長期養(yǎng)殖后會(huì)變得漂亮?伏爾泰發(fā)動(dòng)了“圣戰(zhàn)〞,上帝的權(quán)威被打破了。 自然神論的出現(xiàn),使得人們認(rèn)為生命是無始無終的——從來生命就是這樣。但是人工繁殖物種的變異,使得人們開始疑心這一點(diǎn)——生命不是無始無終么? 在這個(gè)時(shí)刻,達(dá)爾文提出了進(jìn)化論。他的進(jìn)化論雖然帶有很強(qiáng)的社會(huì)意義,但是還是為生物界注入了新的動(dòng)力。經(jīng)過長時(shí)間不斷的完善,進(jìn)化論被人們所廣泛接受。 生命如何進(jìn)化?為什么生物是現(xiàn)在這個(gè)樣子——植物不會(huì)動(dòng),動(dòng)物不能進(jìn)行光合作用?人們提出了諸如這樣的問題。經(jīng)過多年的研究,科學(xué)家們根本同意了如下的觀點(diǎn),即生命首先通過化學(xué)進(jìn)化產(chǎn)生,然后再以變異——選擇的方式進(jìn)化。 最初的時(shí)候,地球上的環(huán)境與今天大不相同——復(fù)原性的大氣,充滿著甲烷、氨氣;電閃雷鳴;頻繁的地質(zhì)運(yùn)動(dòng);強(qiáng)烈的宇宙射線作用。在閃電、宇宙射線的作用下,復(fù)原性的大氣中產(chǎn)生了各種各樣的有機(jī)小分子化合物,譬如嘌呤堿、嘧啶堿、氨基酸等等。這一實(shí)驗(yàn)已經(jīng)被美國的生物學(xué)家米勒用實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。 這些有機(jī)小分子在粘土為催化劑的催化下,形成了一些核苷酸——RNA的根本單元。這些核苷酸隨機(jī)的結(jié)合稱為RNA分子。但是這些RNA分子中,大局部不能保存它的序列信息,于是在漫長的地質(zhì)時(shí)期后,它們都降解了。 巧的是,有一些序列的RNA分子,他們能夠催化核苷酸的聚合同時(shí)按照自身的序列合成新的RNA。這些RNA分子保存了下來——至今有些生物體內(nèi)的RNA,如四膜蟲的,還有這種功能。 在隨后的漫長歲月中,這些RNA分子的功能逐漸被另外協(xié)同進(jìn)化的兩種東西所取代——DNA和蛋白質(zhì)。然后,蛋白質(zhì)凝膠體小球與周圍的環(huán)境間產(chǎn)生界膜——生命的原始形式產(chǎn)生了。 于是以后,一些原始生命從環(huán)境中無意獲得了某些光合色素,藍(lán)藻產(chǎn)生了。而另一些生命的基因變異,使得它們必須依賴與氧氣過活——好氧細(xì)菌的出現(xiàn)。這些生命體相互吞噬——有的吞噬了藍(lán)藻,有的吞噬了好氧菌,有的那么都吞噬了。這些被吞進(jìn)去的東西并沒有被消化,而是共生在宿主的體內(nèi)——于是原始的植物和動(dòng)物產(chǎn)生了——藍(lán)藻變成了葉綠體而好氧菌變成了線粒體。 進(jìn)化的過程,實(shí)際上是一個(gè)變異和選擇的過程。進(jìn)化的方向是不定向的。比方,猿進(jìn)化成人,體毛逐漸減少,這在間冰期氣溫較暖的條件下是適應(yīng)于環(huán)境的,這就是進(jìn)化。假設(shè)有一批人,由于變異體毛增多,變得和猿人一樣——人們通常稱之為退化——但是實(shí)際上這也是進(jìn)化,只不過他們的進(jìn)化——體毛增多——不適應(yīng)于環(huán)境而已。 例如植物,一開始植物多是移動(dòng)的,少數(shù)植物變異為固著生活。后來環(huán)境變化,移動(dòng)的種類不適于環(huán)境,被搞掉了,所以固著的植物生存下來,成為了今天的樣子。 有些人認(rèn)為地球上的東西是外星人創(chuàng)造的。這其實(shí)是神創(chuàng)論的變種。人是外星人創(chuàng)造的,外星人從何而來?外星人莫非是外外星人創(chuàng)造的??簡直是無稽之談嘛。 那什么是進(jìn)化?前面我說了,進(jìn)化實(shí)際上是一個(gè)變異選擇的過程。任何生物的某種性狀發(fā)生了改變,這就是進(jìn)化——只不過這種進(jìn)化不一定適應(yīng)于環(huán)境,所以就不一定能夠保存下來。 但是個(gè)體的變異很難作為一種獨(dú)立的性狀保存下來。譬如一只果蠅的眼睛突變成蒼蠅那么大,然后被人拍死了。果蠅的大眼睛性狀并沒有流傳下來——它沒有后代。也就是說,個(gè)體并不是進(jìn)化的單位。那么進(jìn)化的單位是什么?通過遺傳學(xué)、生態(tài)學(xué)的研究,人們意識到,種群才是生物進(jìn)化的單位。 什么叫種群?種,就是交配后可以產(chǎn)生具有生育能力的后代的生物,也就是說種內(nèi)不存在生殖隔離。例如大忽悠家養(yǎng)了一群豬和一群驢,然后豬和驢交配,什么也不會(huì)生下來——這是生殖隔離;或者說范廚師家的驢和馬交配生下了一只騾子,但是騾子是不能生育后代的——這也是生殖隔離。也就是說豬、驢、馬是三種不同的物種,它們每一種的很多個(gè)體聚在一起就構(gòu)成了一個(gè)種群。 所以我們可以看出,全世界的人類是一個(gè)種群,沒聽說過那個(gè)黑人和白人生下的正常的小孩子沒有生育能力。 那么種群如何作為一個(gè)進(jìn)化的單位呢?我們知道,對于一個(gè)種群來說,它的每個(gè)個(gè)體都有一定的基因型,表現(xiàn)在外面就是各種各樣的性狀。假設(shè)某種基因所決定的性狀不適應(yīng)于環(huán)境,環(huán)境就會(huì)如同一個(gè)篩子一樣將攜帶有這種基因的個(gè)體逐漸給搞掉。于是整個(gè)種群的基因頻率發(fā)生了變化,種群就進(jìn)化了。 例如,黃大錘家養(yǎng)了一群狗,這群狗有的毛長,有的毛短。黃大錘常年在外打工,沒有工夫照顧這群狗,一年冬天,天氣特別特別的冷,毛短的狗都凍死了。于是黃大錘的狗就全成了長毛狗。以后這些長毛狗繁殖的后代也根本都是長毛狗。 假設(shè)在那個(gè)特別冷的冬天,黃大錘在家里建了一堵墻,把這群狗隨機(jī)的分成了兩局部,每一局部都是有一些長毛狗和一些短毛狗。但是墻的一面有暖氣,所有狗都過得挺舒坦,另一面的狗只能挨凍。而狗又不能跨過這堵墻,于是那年冬天后,