进化生物学课件第一章

1、第一章 进化科学概述 复习题1.进化、进化论、进化生物学2.拉马克学说3.达尔文学说4.现代达尔文学说5.中性学说6.进化生物学研究的内容一、进化、进化论和进化生物学二、进化生物学研究的任务和内容三、进化生物学的特点和学习方法四、进化论与生物学五、学习进化生物学的目的第一节 进化生物学研究的对象一、进化、进化论和进化生物学1.进化 (evolution): 由拉丁语evolutis “把卷紧的东西松开” 以及evolve “展开 ” 派生而来，是指事物逐渐发展和变化。 包括广义和狭义两方面的含义。 广义进化包含了宇宙的演化即天体的消长，生物的进化，社会的发展 。 狭义的进化是指生物进化，是生物

2、种群多样性和适应性的变化。正如G.L.Stebbins所说：生物进化乃是生物群体的遗传组成部分的或全部的不可逆的一系列转变，这种转变是基于生物与环境相互作用的改变。2.生物进化论evolutionism 生物进化论是研究生物界进化发展的规律，以及如何运用这些规律的科学 。 第一位系统阐明生物进化思想的是法国著名博物学家拉马克(Jean Baptiste Lemarck，17441829) 。到了19世纪中叶，达尔文(Darwin C.R，18091882)的物种起源为其奠定了科学的基础。 进化论认为：1.地球上最早的生命物质是由非生命物质转化而来。2.现存的各种生物有共同的祖先。3.在进化过程

3、中，生物的种类由少到多、结构和功能由简单到复杂、由低级到高级。 3.进化生物学evolutionary biology 随着生命科学，特别是分子生物学的发展，进化论的研究逐步由推论走向验证，由定性走向定量，于是产生了进化生物学。进化生物学是研究生物进化的过程及其原理、机制、速率和方向的科学。也就是说进化生物学是回答：“为什么”的科学，是追究事物或过程的因果关系的科学。它不仅要从生物组织的不同层次揭示进化的原因，也要从时间上追溯进化过程。它吸收生物学多个学科的成就，特别是将进化论与生态学、分类学、行为学综合起来研究有关的生命现象。 二、进化生物学研究的任务和内容1.生物界的基本特征与进化生物学的

4、任务1）多样性：种类繁多、大小悬殊、结构各异、分布广泛。2）适应性：生物对环境的一种适合，是生物体适应环境条件所形成的性状和特性的现象。3）同一性(统一性）：元素组成、细胞（原生质、遗传密码）、新陈代谢、生长发育、遗传变异、应激性 用辩证唯物主义和历史唯物主义的观点和方法研究和揭示生物界的多样性、适应性和同一性之间的矛盾特点和联系就是进化生物学的任务。2.进化生物学的研究内容1).进化的起点:生命的本质和生命的起源2)进化的历程：动、植物种上进化的大致过 程3)进化的证据：古生物学、生物地理学、胚胎 学、比较解剖学、生理学、分子生物学4)进化的因素：变异、遗传、选择和隔离5)进化的规律：方向、

5、速度、途径、动力6)物种及其物种形成：物种的概念、结构，物种形成的过程和方式7)人类的起源：人类的起源和进化8)进化论的进化：不同学派及观点三、进化生物学的特点和学习方法1.历史性：进化生物学研究生物界的系统发展及其规律性。进化是个漫长的历史过程。比较重大的进化现象（门、纲、目、科的产生和发展）我们个人都无法直接感受到。但可以观察到许多细微的变化。进化生物学是自然历史科学2.综合性：进化生物学涉及面极其广泛，除生物学各分支学科外，还与天文、地质、数学、化学、物理、哲学（辩证法）等密切相关。从非生命-人类社会涉及亿万种生物和亿万年时间，不仅要追溯过去，还要考察其现状、预测其未来。3.理论性：进化

6、生物学叙述生物学的一般规律性问题。从进化理论解释生物学现象，再从生物学现象中归纳出进化理论。学习时要注意把握其精髓，注意理论上的提升，有些内容是纯理论的。4.前进性：进化生物学是发展中的学科，新技术、新成果对其影响很大。化石的缺失可以说是永久的。不同学派，从不同角度，选择不同内容，采取不同方法在进行不断的探讨。会不断的前进。四、进化论与生物学首先，进化生物学是生物学的一门重要的分支学科。研究生物学的一些根本性问题（生命、细胞、物种、人）是整个生物学的基础，用进化的观点可以把各分支学科统一起来成为一个整体，同时它又是各学科研究成果的概括和总结。其次，进化生物学的发展与生物学的发展水平密切相关。古

7、代无 动物学、植物学、分类学、地质学促进进化思想形成。胚胎学、细胞学、古生物学达尔文创立进化论现代群体遗传学-综合进化论第三，进化生物学对生物学的发展有重要影响 1.使生物学各分支学科统一成为整体。 2.确立了生物学发展的大方向。 3.现代关于根本性问题的研究对促进生物学的发展，尤其是进一步认识生命本质及其运动规律有重要作用。五、学习进化生物学的目的与遗传学一样，进化生物学是生物学的核心理论，通过学习在了解进化的一般规律的基础上，还可加深对各分支学科的理解。是哲理性很强的学科，学习进化对于破除迷信、解放思想，进一步确立科学的自然观很有帮助。目的为学习、研究生物学以及参加社会实践树立唯物主义自然

8、观。第二节 进化科学的产生和发展 一.进化思想的产生二.进化论的形成三.进化论的确立四.进化论的发展五.进化生物学发展的新方向六.学习和研究进化生物学的意义和方法一.进化思想的产生 “相信地球上的生物有自己的发展史，主张现代生物是过去生物的子孙，是未来生物的父母，这就是进化思想”。（方宗熙）进化思想的产生过程贯穿了两种宇宙观的斗争。在原始社会，生产力水平低下，人们对复杂的自然现象往往不能解释。 奴隶制社会，随着生产力的发展，出现了私有制，当时有所谓“尊天神”与“反天神”的斗争。尊天神论的代表人物是亚里士多德，他信奉宗教，提倡神学，主张万物有灵，认为失去灵魂，躯体就会腐烂。反天神论以恩伯多利克为

9、代表，主张用自然解释自然。当时在我国流传的易经中提出的“八卦”即“天、地、 风、雷、水、火、山、泽”，认为是这八种自然现象相互作用构成万物的变化。 封建社会，宗教神学占据了统治地位，是自然科学史上的黑暗时期。当时有所谓“特创论”、“目的论”和“物种不变论”。认为世界上的万物都是上帝创造的，并且每一物种都是上帝为了一定的目的创造出来的。但是，物种可变的思想仍然存在。我国公元6世纪，北魏时期的贾思勰著有齐民要术，其中“种谷”篇，记载了86种谷子，并按性状分成4类。清朝陈昊子著有“花镜”，提出了“花小者可大，实小者可巨，酸苦者可甜人力可以回天。” 文艺复兴时期，仍然是物种不变论占据统治地位。其代表人

10、物是现代生物分类学的创始人林奈(Linne Carl von，17071778)。他认为物种的数目同最初所创造出来的各种不同类型的数目是相同的，认为这些类型按照繁殖规律又产生其他的，但永远是同自己相似的类型。 当时与之对立的是布丰(Buffon GL, 17071788)的“变化论”，布丰认为物种可变并认为生物是逐渐演化的，认为生命源于海洋，以后慢慢发展到陆地上，在不同的环境条件下，生物的器官会发生变化。但是后来，在教会势力的压力下，布丰不得不放弃自己的观点。这是许多新生事物成长中遭受挫折的一个典型的事例。 二.进化论的形成 1拉马克的生平和科学活动J.B.Lamarck 1744-1829

11、1744 出生于法国一个破落贵族家庭17611768年在军队服役 1778出版法国全境植物志 1779 当选法国科学院院士1793巴黎博物馆无脊椎动物学教授，1801年完成无脊椎动物的系统 1809 动物学哲学 1817年完成了无脊椎动物自然史 18292.拉马克学说的主要内容(1)环境条件的转变能够引起生物的变异 (2)环境的多样性是生物多样性的原因。认为环境条件对植物和低等动物的影响是直接的，如水毛茛的叶片。环境条件对有神经系统和习性复杂的动物的影响是间接的。 (3)得出了两个著名的法则，一是用进废退，即经常使用的器官就发达，不使用的就退化；二是获得性状遗传，指由器官的用与不用而导致的变异

12、是可以遗传的。(4)生物具有按等级向上发展的趋向(5)最原始的生物源于自然发生 三.进化论的确立1.时代背景2.达尔文的生平和科学活动C.R.Darwin 180918821826 爱丁堡大学学习医学1827-1831 剑桥大学神学院1831-1836 贝格尔号环球探险调查 在南美草原的地层中发现巨大的动物化石，这些化石与现代的犰狳十分相似，说明现代生物与古代生物之间存在着一定的亲缘关系。 随着南美大陆向南漂移的程度不同，构成了生物类型的更替，说明生物的分布受到地理环境的影响。 加拉帕戈斯群岛不同岛上的地雀彼此不同，在那里达尔文可区分出13个物种，说明环境的影响使物种发生分化，说明物种并非一成

13、不变。 南美洲某地有2万多头牛，因连续三年的干旱而死亡，说明不是造物主的干预而是自然的原因引起的。 火地岛上的土人赤身裸体，使用石器和弓箭过着原始生活，这对他认识人类起源起了重要作用。18391843 1839年与其表姐结婚，贝格尔舰航行期间的动物志 五卷1842 珊瑚礁的构造和分布 物种起源初稿35页1844 火山岛屿的地质考察 物种起源初稿230页1846 南美洲的地质考察18511854 蔓足亚纲的现代类型和化石专集1858 接到华来士（A.R.Wallace 1823-1913)的论文，“论变种无限偏离原始模式的倾向”1859.11.24 物种起源1860 兰花的传粉1868 动物和植

14、物在家养条件下的变异1871 人类起源及性择1876 植物界中异花受精和自花受精的效果1882 逝世 3.达 尔文学说的基本内容1)生物普遍具有变异现象2)一切生物都有高速率繁殖的倾向(繁殖过剩)3)一切生物实际生存数极其低微,原因是繁殖过剩引起的生存斗争4)在生存斗争中,对生存有利的变异被保存,不利的个体被淘汰(自然选择)5)自然选择在不同方面保存和积累了不同器官、不同性状的微小变异，使后代离开祖先愈来愈远，通过性状分歧和中间类型的绝灭，逐渐形成新种6）自然选择经常在生物与环境的相互斗争中改造生物体适者生存 过度繁殖生存斗争遗传和变异现象动力内因结果联系决定生物进化的方向自然选择达尔文的进化

15、论与拉马克的进化论的比较 Lamarck Darwin当时报纸上刊登的讽刺达尔文的漫画四.进化论的发展1.新达尔文主义德国的魏斯曼（A.Weismann 18341914)奥地利的孟德尔（G.J.Mendel 1822-1884)荷兰的德 弗理斯（de Vries 18481935)丹麦的约翰逊（W.L.Johannsen1859-1927)美国的摩尔根（T.H.Morgan 18661946)从遗传学角度研究进化机理，突变+选择是进化的因素。变异的原因：突变、染色体变异、基因重组坚决否定获得性遗传魏斯曼（A.Weismann 18341914)孟德尔（G.J.Mendel 1822-1884

16、)约翰逊（W.L.Johannsen1859-1927)摩尔根（T.H.Morgan 18661946)2.新拉马克主义1909年，达尔文学说发表五十周年时出现。认为进化的主要原因是环境的影响和获得性遗传，自然选择在进化中是次要的。美国的科普（E.D.Cope) 3. 现代综合 进化论现代综合进化论也称为现代达尔文主义。其代表人物是美籍苏联学者杜布赞斯基(Th.Dobzhansky 19001975) 1.种群是生物进化的基本单位。2.突变和基因重组产生进化的原材料。3.自然选择决定生物进化的方向。4.隔离导致物种的形成。4.中性学说 日本国立遗传研究所群体遗传部主任木村资生(Motoo.Ki

17、mura 1924- )，1968年发表了分子水平上的进化速率一文，创立了分子进化中性论，也称中性突变进化学说 突变大多是中性的，不影响核酸与蛋白质的功能；中性突变通过随机的遗传漂变在群体中得以 固定，因此自然选择对分子进化不起作用；进化的速率由中性突变发生的速率所决定；5.间断均衡论间断平衡论(penctuated equilibrium) 1972年由纽约自然博物馆的艾德里奇（N.Eldredge 1943- )和哈佛大学的古尔德（S.J.Gould 1941- )提出的。这个理论的英文含义是“不时被打断了的平衡”。 长时间的只有微小变化的稳定或平衡，被短时间内发生的大变化所打断，也就是说，长期的微进化之后出现快速的大进化，渐变式的微进化与跃变式的大进化交替出现。 平衡指进化的渐变期，间断指进化的突变期，间断平衡论即指进化是突变与渐变的交替出现。 古尔德五.学习和研究进化生物学的意义和方法 (一)学习和研究进化生物学的意义1学习和研究进化生物学对促进生物学的发展具有十分重要的意义2学习进化