生物进化论(生物进化论的主要内容是什么？)
生物进化论的主要内容是什么？一、突变和基因重组产生进化的原材料 从达尔文的自然选择学说可以看出，生物在繁衍后代的过程 中，会产生各种各样可遗传的变异，这些可遗传的变异是生 物进化的原材料。现代遗传学的研究表明，可遗传的变异主 要来自突变广义的突变包括基因突变和染色体变异和基 因重组。 我们知道，自然界中生物的自发突变频率很低，而且一般对 生物体是有害的，那么，它为什么还能够产生生物进化的原 材料呢?这是因为虽然对于每一个基因来说，突变率是很低 的，但是种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞 中都有成千上万个基因， 这样， 每一代就会产生大量的突变。 例如，果蝇约有 10^4 对基因，假定每个基因的突变率都是 10^-5，对于一个中等数量的果蝇种群约有 10^8 个个体 来说，每一代出现的基因突变数将 是:2×10^4×10^-5×10^8=2×10 ^7个。 此外，突变的有害和有利并不是绝对的，这取决于生物的生 存环境。例如，有翅的昆虫中有时会出现残翅和无翅的突变 类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去。但是在经常刮 大风的海岛上，昆虫的这种突变性状反而是有利的，这是因 为这类昆虫不能飞行，就避免被风吹到海里淹死。在突变过程中产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因 重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群出现大量的 可遗传变异。由于这些变异的产生是不定向的，因此，突变 和基因重组只是产生了生物进化的原材料，不能决定生物进 化的方向。 二、是生物进化的基本单位 种群就是指生活在同一地点的同种生物的一群个体。例如， 一个池塘中的全部鲤鱼是一个种群，一片草地的所有蒲公英 也是一个种群。种群中的个体并不是机械地集合在一起，而 是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传递给后代。因 此，种群也是生物繁殖的基本单位。 一个种群所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。每一 个种群都有它自己的基因库，种群中的个体一代一代地死 亡，但基因库却在代代相传的过程中保持和发展。 种群中每个个体所含有的基因，只是种群基因库的一个组成 部分。不同的基因在种群基因库中所占的比例是不同的。某 种基因在某个种群中出现的比例，叫做基因频率。怎样才能 知道某种基因的基因频率呢?这往往要通过抽样调查的方法 来获得。 例如， 从某个种群中随机抽出 100 个个体， 测知基因型为 AA、 Aa 和 aa 的个体分别是 30、60 和 10 个。
就一对等位基因来 说，每个个体可以看作含有 2 个基因。那么，这 100 个个体共有 200 个基因， 其中， A 基因有 2×30+60=120 个， a 基因有 2×10+60=80 个。 于是，在这个种群中， A 基因的基因频率为:120÷200=60% a 基因的基因频率为:80÷200=40% 在自然界中，由于存在基因突变、基因重组和自然选择等因 素，种群的基因频率总是在不断变化的。生物进化的过程实 质上就是种群基因频率发生变化的过程。 三、自然选择决定生物进化的方向 英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蠖，它们夜间活动，白天栖 息在树干上。在自然条件下，桦尺蛾会出现多种变异，如有 的触角短些、有的足长些、有的体色深些等。在 19 世纪中 期以前，桦尺蠖几乎都是浅色型的。到了 20 世纪中期，生 物学家们发现，黑色型的桦尺蠖却成了常见类型，这时其他 方面的变异仍然存在。杂交实验表明，桦尺蠖的体色受一对 等位基因 S 和 s 控制生物进化论，黑色S对浅色s是显性。在 19 世 纪中期以前，桦尺蠖种群中 S 基因的频率很低，在 5%以下， 到了 20 世纪则上升到 95%以上。
这种变化究竟是怎样产生的? 在 19 世纪时，曼彻斯特地区的树干上长满了地衣，浅色的 桦尺蠖栖息在上面不容易被鸟类发现，因此容易生存下来并 繁殖后代，种群中 s 基因的频率也就很高。后来，环境条件发生了变化，随着英国工业的发展，工厂排出的煤烟使地衣 不能生存，结果树皮裸露并被煤烟熏成黑褐色。在这种情况 下，浅色型个体容易被鸟类捕食，而黑色型的个体由于具有 了保护色而容易生存下来。这样，在通过有性生殖产生的后 代中，浅色型个体数减少，s 基因的频率也随着降低;而黑色 型的个体数增多，S 基因的频率随着增高。经过许多代以后， 黑色型个体就成了常见类型，S 基因的频率也达到了 95%以 上。 通过这个例子可以看出，种群中产生的变异是不定向的，经 过长期的自然选择，其中的不利变异被不断淘汰，有利变异 则逐渐积累，从而使种群的基因频率发生定向改变，导致生 物朝着一定的方向缓慢地进化。因此，生物进化的方向是由 自然选择决定的。 除了自然选择以外，还有一些因素也会影响基因频率的变 化。例如，在一个种群中，某种基因的频率为 2%，如果这个 种群有 50 万个个体，含这种基因的个体就有 1 万个。如果 这个种群只有 50 个个体生物进化论，那么就只有 1 个个体具有这种基 因。
在这种情况下，可能会由于这个个体偶然死亡或没有交 配，而使这种基因在种群中消失。这种现象叫做遗传漂变。 一般种群越小，遗传漂变越显著。又如，在一个种群中，如 果含有 A 基因的个体比含有 a 基因的个体更多地迁移到另一 个地区，那么，这个种群中 A 基因和 a 基因的频率就会发生相应的变化。可见，遗传漂变和迁移也是造成种群基因频率 发生变化的重要原因。 四、隔离导致新物种的形成 曼彻斯特地区的桦尺蠖，虽然种群基因频率发生了很大的变 化，但是并没有形成新的物种。那么，什么是物种，新的物 种是怎样形成的呢? 在自然界中，新物种的形成要有隔离的存在。隔离就是将一 个种群分隔成许多个小种群，使彼此之间不能交配，这样， 不同的种群就会向不同的方向发展，才有可能形成不同的物 种。隔离的种类很多，常见的有地理隔离和生殖隔离。 自然界中物种形成的方式有多种，经过长期的地理隔离而达 到生殖隔离是比较常见的一种方式。 例如，达尔文在加拉帕戈斯群岛发现的地雀就是这样形成 的。这些地雀原先属于同一个物种，从南美洲大陆迁来后， 逐渐分布到不同的群岛上。各个岛上的地雀被海洋隔开，这 样，不同的地雀就可能会出现不同的突变和基因重组，而一 个种群的突变和基因重组对另一个种群的基因频率没有影 响，因此，不同种群的基因频率就会向不同的方向发展。
另 外，由于每个岛上的食物和栖息条件等互不相同，自然选择 对不同种群基因频率的改变所起的作用就有差别;在一个种 群中，某些基因被保留下来，在另一个种群中，被保留下来 的可能是另一些基因。久而久之，这些种群的基因库会变得很不相同，并逐步出现 生殖上的隔离。生殖隔离一旦形成，原来属于同一个物种的 地雀就成了不同的物种。不过，这种物种形成的过程进行得 十分缓慢，往往需要成千上万代，甚至几百万代才能实现。 五、共同进化和生物多样性的形成 不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化 和发展，这就是共同进化。 例如，某种兰花与吸食花蜜的蛾类的结构相适应;猎豹与斑 马、狼与羊等捕食者与被捕食者之间存在相互选择的关系。
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