生物進(jìn)化課件講義

生物進(jìn)化

進(jìn)化含有連續(xù)變化的意思，而這種變化又帶有定向的成分，進(jìn)化即朝一定方向變化的趨勢(shì)。生物從共同祖先由低級(jí)到高級(jí)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜逐步分化演變的過程叫進(jìn)化（evolution)。一.生物進(jìn)化的證據(jù)1.古生物進(jìn)化的證據(jù)化石化石是古代埋藏在地層中的動(dòng)、植物遺跡。如：石化的軀體、軀體印痕、足跡、排遺物糞便等。

琥珀和深凍猛犸與化石一樣，也是研究生物進(jìn)化的好材料。同位素衰變同位素具有一定的衰變速度，并且這個(gè)速度不受環(huán)境條件（如氣候）的影響。利用這一特點(diǎn)，就可以比較準(zhǔn)確地計(jì)算出各新、老地層和化石的年齡。各種同位素的衰變速度都是用半衰期（half-life)來計(jì)算的，半衰期是指一個(gè)樣品中某一同位素原子衰變一半所需要的時(shí)間。2.比較解剖學(xué)證據(jù)同源器官homologueorgan

是指具有不同的功能和外部形態(tài)，但卻有相同的基本結(jié)構(gòu)的器官。如：蠑螈和鱷的前肢；鳥類的翅和哺乳類的前肢以及人的手臂。

同源器官在構(gòu)造及發(fā)育上的一致性說明這些動(dòng)物起源于共同的祖先，具有相似的遺傳基礎(chǔ)。痕跡器官traceorgan

是指生物體內(nèi)仍然保存著的，但功能不大的器官。如：人的闌尾、犬齒；男性的乳房等。3.胚胎學(xué)證據(jù)

從魚類、兩棲類、爬行類、鳥類到哺乳類和人，它們的早期胚胎很相似，都具有鰓裂和尾。這說明脊椎動(dòng)物也具有共同的祖先，它們均來自用鰓呼吸、有尾的水棲動(dòng)物祖先，而人類則是從有尾的動(dòng)物發(fā)展而來的。4.分子生物學(xué)證據(jù)

細(xì)胞色素C

細(xì)胞色素C是一個(gè)具有104~112個(gè)氨基酸的多肽分子，從進(jìn)化上看，它是很保守的分子。不同生物的細(xì)胞色素C中氨基酸的組成和順序反映了這些生物之間的親緣關(guān)系。根據(jù)細(xì)胞色素C分子中氨基酸順序的差異，可以得知這一分子的基因核苷酸順序的差異，依此也同樣反映出不同生物之間的親緣關(guān)系。5.免疫學(xué)證據(jù)

根據(jù)抗原抗體沉淀反應(yīng)的強(qiáng)弱程度，確定不同生物之間的親疏關(guān)系。驗(yàn)證了人和黑猩猩、大猩猩的關(guān)系最近，和猴的關(guān)系最遠(yuǎn)。證明了大熊貓和熊科動(dòng)物的親緣關(guān)系比和小熊貓的親緣關(guān)系更接近，說明大熊貓應(yīng)屬于熊科而不應(yīng)屬于浣熊科。二.進(jìn)化學(xué)說（進(jìn)化理論）1.神創(chuàng)論

18世紀(jì)瑞典植物學(xué)家林奈（Linne,1707－1778)，創(chuàng)立了現(xiàn)代生物分類學(xué)的基礎(chǔ)。但他按照舊約創(chuàng)世紀(jì)的記載，認(rèn)為人是上帝創(chuàng)造的?！吧系垡婚_始創(chuàng)造了多少不同的形式，現(xiàn)在就有多少物種”。2.災(zāi)變論

居維葉（Curier,1769－1832)，他證明了從兩棲類到人類的四肢骨骼都相似。他把生物化石的變化與環(huán)境的災(zāi)變聯(lián)系在一起，認(rèn)為生物的改變是突然發(fā)生的，是整體地消滅和整體地重新被創(chuàng)造的。他反對(duì)一個(gè)物種從另一個(gè)物種演變而來的思想。實(shí)際上，居維葉是以上帝的多次創(chuàng)造代替一次創(chuàng)造而已。3.獲得性狀遺傳學(xué)說

法國(guó)拉馬克(Lamarck,1744－1829)，科學(xué)進(jìn)化論的創(chuàng)始者。

?他認(rèn)為生命是連續(xù)的，物種是變化的，環(huán)境改變是物種變化的原因。4.自然選擇學(xué)說（達(dá)爾文主義）

?英國(guó)博物學(xué)家華萊士（Wallace),1858年提出了生物進(jìn)化的見解，和達(dá)爾文的結(jié)論如出一轍。

?

英國(guó)人達(dá)爾文（Darwin)，1859年出版了<<物種起源>>一書。

?

CharlesDarwin(1809－1882），22歲就到“貝格爾號(hào)”作環(huán)球旅行，5年間（1831－1836）他收集了大量的動(dòng)植物資料，為達(dá)爾文主義打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。5.綜合進(jìn)化論（現(xiàn)代達(dá)爾文主義）1937年D氏發(fā)表<<遺傳學(xué)和物種起源>>這一著名著作。來源于拉馬克進(jìn)化學(xué)說，達(dá)爾文主義，孟德爾遺傳學(xué)（1856年開始豌豆雜交）。突出人物：T.杜布贊斯基（th.Dobzhansky)6.分子進(jìn)化的中性學(xué)說（非達(dá)爾文主義）

A.

分子進(jìn)化速度的一定性，即同一生物大分子在不同物種中的進(jìn)化速度是一樣的。

B.

功能上對(duì)生命生存制約性低的分子或一個(gè)分子中不那么重要的部分，較之對(duì)生命生存制約性高的分子或分子中重要的部分，其突變置換率高。

C.

進(jìn)化過程中，對(duì)分子功能不損害或損害輕的突變（置換）較之損害嚴(yán)重的突變?nèi)菀装l(fā)生。

D.具有新功能的基因一般起源于基因重復(fù)。

E.

中性突變包括有害程度輕微的突變；分子進(jìn)化中遺傳漂變對(duì)中性突變?cè)谌后w中的固定發(fā)揮著重要作用，即遺傳漂變是分子進(jìn)化的基本動(dòng)力。7.逆轉(zhuǎn)座子與病毒進(jìn)化學(xué)說

?

在DNA水平上進(jìn)行轉(zhuǎn)位的遺傳因子稱為轉(zhuǎn)座子。

?

由RNA經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生cDNA，再插入到基因組中的遺傳因子稱為逆轉(zhuǎn)座子。

?

遺傳因子可以從基因組的一個(gè)位點(diǎn)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)位點(diǎn)，抑或是借助病毒的轉(zhuǎn)導(dǎo)作用，在種與種之間進(jìn)行水平轉(zhuǎn)移，將一個(gè)種的特征傳給另一個(gè)種。8.“不進(jìn)化”現(xiàn)象

有關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)化到一定程度以后，與其功能之間的矛盾就會(huì)越來越小，從而進(jìn)化的動(dòng)力也越來越小，結(jié)果使得這些結(jié)構(gòu)的進(jìn)化停頓下來，產(chǎn)生不進(jìn)化，但并不是真的“不進(jìn)化”，此時(shí)進(jìn)化的焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移到另一更高一級(jí)的結(jié)構(gòu)層次。

“不進(jìn)化”現(xiàn)象可以被看成進(jìn)化普遍性中的特殊性。

例如：豌豆和牛的H3、H4組蛋白結(jié)構(gòu)是一樣的。三.物種和物種的形成1.物種的定義

物種（species)：是一個(gè)具有共同基因庫的，與其他類群有生殖隔離的類群。它具有形態(tài)、地理分布、生理、行為以及生殖等多方面的特征，區(qū)分物種的一個(gè)最主要的根據(jù)則是：有無生殖隔離。2.物種的形成（1）漸變式通過突變、選擇、隔離等過程，從一個(gè)種先形成若干地理亞種，然后建立起一套生殖隔離機(jī)制，進(jìn)而形成一個(gè)新種。（2）跳躍式新的物種起源于大突變。一些種群由于基因漂變、建立者效應(yīng)以及調(diào)節(jié)基因置換的作用，易于發(fā)生大突變，這些大突變?cè)诟綦x的環(huán)境中有更大的可能被留存下來，從而形成新的物種。（3）異源多倍體方式（植物界較顯著）

兩個(gè)不同物種的個(gè)體雜交后得到的雜種再經(jīng)過染色體加倍后則形成新的物種。這種異源多倍體可以很快地出現(xiàn)，也可稱跳躍式。

（4）逆轉(zhuǎn)座子的擴(kuò)增和散布在物種形成中起重要作用

借助于RNA病毒的轉(zhuǎn)導(dǎo)作用，使基因在種與種之間進(jìn)行水平轉(zhuǎn)移，將一個(gè)物種的特點(diǎn)傳給另一個(gè)物種，從而形成新的物種。

（5）災(zāi)變學(xué)說

在地球的歷史上可能發(fā)生過災(zāi)變，如：彗星的轟擊、板塊愈合……等等。災(zāi)變時(shí)大批物種滅絕了，但仍有相當(dāng)?shù)奈锓N存活下來