在生物进化过程中某个基因变异

生物的进化

生物进化历程图

细胞的形成标志着生命的化学进化的结束，生物从此进入了生物进化时期，生物是如何进化的？生物进化的理论是如何产生的？这要从达尔文的生物进化理论谈起。

一、达尔文生物进化理论的提出

在生物是从哪里来的，人类又是如何产生这个课题上，曾有无数科学家作了大量的探索。林耐、布丰、居维叶、拉马克四位科学家就是杰出的代表人物，他们在生命起源的研究中都作出了不朽的贡献，而最后取得成功的，是英国生物学家达尔文。

达尔文

达尔文从小就热爱自然，喜欢研究生物，对数学不感兴趣，由于数学成绩较差，他的父亲把他送到剑桥大学学神学。但达尔文对神学课程也不感兴趣，仍“不务正业”地研究生物，把大部分精力放在博物学上，他在大学里常去听生物学和地质学课，研究化石。大学毕业后，达尔文并没有按他父亲的意愿去当一名高贵的牧师，而去了一家博物馆工作，专门研究地质和生物。

一个偶然的机会，使达尔文成为著名的生物学家。1831年经人推荐达尔文参加了一次为期五年的环球旅行，达尔文乘“贝格尔舰”航行了五年，勘查了南美洲东西两海岸和附近的岛屿，并且进行环球各地的考察，搜集了大量的生物标本。本来达尔文是带着《圣经》登上贝格尔舰的，那时的他对上帝创造了万事万物和人类是深信不疑的。旅行中他发现的各种生物的变化，他开始想到各种生物也是自然界发展变化的产物。动摇了对神创论的信念。例如：在南美洲发现的一些动物化石和现代动物虽然有区别，但又基本相似。虽然同一种动物在美洲从南到北都有一定差别，距离越大，差别也越大。这些事实用神创论是无法解释的。从此，达尔文一直在思考着“物种变化”这个问题。1836年达尔文回到英国后，就开始研究生物进化的问题。

经过长期研究，达尔文发现，动植物的进化与自然选择有很大关系。现代的动植物是远古为数不多的原始生物，经过长期的自然选择，逐步淘汰、演化、发展而来的。1859年11月，达尔文终于写出了《物种起源》这一划时代的不朽著作。恩格斯把进化论、能量守恒和转化定律、细胞学并列为19世纪自然科学的三大发现。从此，把人们从对生物的迷信和无知中解放出来，彻底粉碎了上帝神创论和形而上学的物种不变论的错误观点。

二、生物的进化历程

生物进化到了形成细胞的阶段，就出现了单细胞的原始生物，这就是微生物。

开始时，原始微生物过着异养的生活，单细胞微生物在缺氧的大气里生活，是用发酵的方式摄取食物。后来出现了含有色素的单细胞的微生物，会在太阳光作用下进行光合作用，自己利用无机物直接合成养料，开始了用自养的方式生活。原始单细胞生物有自养，也有异养的，这时候的原始微生物还没有进化为动物或植物。

原始微生物主要是生活在原始海洋里，随着地球的变化，原始微生物的生存环境也不断变化。随着海洋里原始微生物的不断增加，有机食物也不断减少，为了适应这种有机食物紧张的生活环境，原始生活开始向两种摄物方式分化。一种由于加强运动器官和运动机能，使它们在争夺食物和生存斗争处在有利地位，逐渐向异养的方向发展。另一种由于运动器官和运动机能较弱，向加强光合作用的器官和机能方向发展，成为自养生物，随着运动机能的逐渐衰退，慢慢就成了完全自养方式的植物的一支。

自养的方式和异养的方式，是区别植物和动物的重要标志。原始微生物在漫长的进化过程中，一种微生物仍保留原来的特征，处在动物和植物没有分化的阶段，进化为现代微生物；另一种原始微生物由于完全发展为异养而成为动物，还有一种则进化为植物。原始微生物的不断进化，发展成为千姿百态的动物和植物，才有今天生机勃勃的自然界。

三、生物进化的年代

水母

三叶虫

在太古代，地球的生命开始孕育，到距今35亿年前的太古晚期有原始微生物形成。

在太古代之后的元古代，原始微生物进化、繁殖。到元古代末期，出现了原生动物，如海绵、水母和水螅等。

在古生代，生物界开始发展。早期有水生无脊椎动物三叶虫等，植物仍以藻类为主。古生代中期，发生强烈的造山运动，植物界出现了原始陆生植物裸蕨，原始鱼类开始繁盛。在古生代晚期，地球气候湿热，陆地植物有了大发展，出现大片造煤森林。这时两栖动物形成，出现了原始爬行类。后来，爬行动物开始由两栖开始征服陆地，产生了陆地动物。

中生代，地壳开始稳定，气候温暖湿润，裸子植物和爬行动物十分繁盛。中期出现了哺乳动物。这时，恐龙是世界霸主，鸟类开始出现。后期，被子植物出现，动物界爬行类恐龙绝灭，哺乳类开始兴起。

新生代，地壳又趋向活动，陆海又重新分布，气候开始变冷。植物中被子植物迅速发展，动物界鸟类和哺乳类繁殖迅速。

第三纪，被子植物迅速发展形成森林。动物类开始向适应不同环境的种类发展。

第四纪是人类时代，这时地球出现了大冰川，各类动物迁移频繁。变化很大。古猿的一支进化为人类。

四、植物进化的大概历程

木贼

单细胞生物发生在太古代。到元古代，其中一支发展成构造简单的菌藻类植物，菌藻类植物没有根、茎、叶组织，生活在水中。这是最早的水生植物。后来，苔鲜植物从古代的菌藻类植物中演变产生，这类植物构造简单，有叶状体和假根，但这类植物还没有完全走向陆地，只能生活在水边潮湿的地方。受精作用还离不开水。其次出现的是古蕨类植物，如石松、木贼等。这时植物已由水生到陆生。裸蕨类是最早登上陆地植物的代表，后来蕨类的一支进化为现代的被子植物。蕨类植物构造已比较复杂，逐渐有了根、茎、叶的分化。但还没有完全脱离水生的特性，受精仍离不开水。再次出现的是裸子植物。裸子植物构造复杂，受精已不需要水，已完全适应陆地生活。而且有了种子，种子比孢子有更强的耐早能力。最后出现的是被子植物。被子植物构造比裸子植物更复杂，更完善，能够适应多种不同的陆地环境。干寒的山地、湿热的沼泽、烈日炎炎的沙漠都有被子植物的踪迹，被子植物的出现，使大自然变得更加多彩多姿。

五、动物进化的大概历程

水生动物是由单细胞的原始单细胞生物中另一支和植物分道扬镳进化来的。一般地说动物和植物是基本同时出现的，但陆地的动物和植物的出现却是先有陆生植物，后有陆生动物。水生动物开始是由水生的原始生物进化来的原生动物。原生动物由单细胞组成，是动物界最原始、最简单的类群。后来，原生动物的一支进化成原始腔肠动物。腔肠动物的细胞开始分化，成为多细胞的后生动物，这类动物仍生活在水里，经过长时间的进化，腔肠类动物的一支进化为环节动物和节肢动物。环节类动物开始登陆进化为昆虫类等。又经过长时间的进化，无脊椎动物又进化为脊椎动物。脊椎类动物登陆后，进化为两栖类，由两栖类逐渐进化成爬行类，最后出现哺乳类，哺乳类的古猿进化为现代的人类。

六、达尔文生物进化学说的内容

生物进化是有一定规律的进化，并不是杂乱无章的进化过程。生物进化就其生物本身来说，遗传和变异的矛盾是生物进化的内部根据，生物没有遗传，就无法保留某种生物的特点而乱了套，而没有变异生物就不能演变和变化，地球的变迁，自然界的变异性以及人类对生物体的影响和选择，则是生物进化的外因，没有这些外部条件，就不能使生物产生变异性。自然界的变化对生物的变异影响非常小，但正是这些微小的影响，才使生物能在一定方向上积累并固定下来。而对那些不适合自然界的变化或不适应人类的选择的变异性状，则会被通过选择而淘汰。选择条件是生物进化的重要外因。生物进化正是内因和外因共同起作用的结果。自然环境是条件，遗传变异是进化的动力。

驼鸟

自然选择是通过自然界本身的变化，把物种中产生有利变异的个体保留下来，把具有有害变异的个体淘汰掉。这就是人们常讲的适者生存，不适者被淘汰，也是动物中的生存斗争的集中表现。自然选择的过程在自然界生物进化历史中一直不间断地进行着。自然界的不断变化，使生物个体也会发生一定的变异。自然界选择了有利变异的个体，从而使生物在不断变异中进化。自然选择是通过生存斗争进行的，自然选择也通过生存斗争去不断淘汰有害变异的个体。每种生物都离不开外部环境，离不开一定的生存条件。但在有时候生物的生存条件却是有限的。生存的条件也会有对生物的生长不利的一面，这就必然要求在生物之间跟有害的因素和前来袭击的敌害作斗争。驼鸟适应热带气候而善跑，乌贼防止敌害而放出墨汁，骆驼适应沙漠气候而贮藏水分。斗争中能胜利的个体或物种就是适者，适者就得以生存，就被大自然保留下来并逐步进化。不适应者就会被大自然所淘汰。如生物之间的食物链就是生存斗争的具体表现，狼捕捉鹿，鹿就要和狼作斗争，狼也要在捕捉鹿的斗争中求得生存。就狼来说，体力强壮，奔跑迅速的就能生存下来，并越来越完善。而那些体力弱或不善跑的狼，就会因为捕不到鹿而挨饿并逐渐被自然淘汰掉。就鹿来说，鹿在防止狼的侵害中不断求得生存，那些感觉灵敏，奔跑迅速的个体就容易逃避狼的追击而生存下来，并逐步完善自己。而那些感觉迟钝、行动缓慢的个体就可能被狼所食。这种生存斗争就形成了一种自然选择，狼对鹿要进行选择，使适者生存。而鹿对狼也进行选择，使不适者被挨饿而逐渐淘汰。

自然选择不仅表现在生物之间的相互选择，也表现在生物和非生物之间的自然选择。生物对阳光、土壤、温度等非生物因素进行选择。而非生物因素的环境条件对生物也要进行选择。如一些海岛上的昆虫，就要受海岛气候的选择。由于海岛上风很大。昆虫的飞行就很困难，这样就迫使海岛的昆虫翅膀发生一系列变化。有的昆虫的翅膀为适应在大风中飞行而变得非常发达，这些翅膀发达的昆虫就成为海岛的适者，而生存下来并不断完善白己。另一部分则慢慢退化翅膀而适应地面生活，这些昆虫由于翅膀退化而适应海岛生活。还有一些昆虫既不能完善翅膀又不能退化翅膀的昆虫则会被淘汰。大自然中的每一种生物都是在自然选择中得以生存，也是在自然选择中得以进化。海岛的昆虫要适应大风必须向两个方面进化，要么翅膀非常发达，才能保证自己不被大风吹入大海，要么完全退化不再飞翔也能保证自己不被大风吹入大海。而那些翅膀不强的昆虫则会被淘汰。

生物链

自然选择已被人工选择充分证明是生物生存和进化的一条重要规律。在人工的选择下，动植物在不同培养条件下产生变异。人们按照自己的需要按一定方向选择生物个体，把它们培养在跟亲代相似的生活条件下使它们进行杂交和繁殖，又通过把各种变异和遗传保留某种有利个体再加以培养而形成不同的品种。这种人工选择的本质就是利用自然选择规律。例如现在饲养的家鸽起源于原来生活在地中海沿岸的岩鸽，这种岩鸽的地中海沿海还有150多个品种。这些鸽子不仅外形不同，而且生理机能和身体结构也有一定差异，这些差异有的对岩鸽生长是有利的，有些则是不利的，人们在长期的饲养中通过人工选择使有利变异保存下来，淘汰了一些不良变异。这些有利变异又通过人工选择而被遗传下来。现代生活中的人工饲养的狗、猫、鸡、猪、马、牛、羊等家畜和家禽原来都是野生的，通过人工选择而使这些家畜、家禽保留了有利变异，淘汰了一些不良变异而使适者生存，不适者被淘汰。人工培育优良植物品种，也是通过人工选择去实现的。

人工选择也再次证明：生物进化是通过自然选择去实现的，生物是在适应自然选择中不断演变和进化的。生物并不是从来就有的，也不是从来就如此，更不会永远如此，生物由进化而来，生物也要不断进化和发展。

自然选择是生物进化的外部条件，这些外部条件迫使生物不断进化，否则就会被淘汰，但生物进化的根本原因，不是自然选择，而是生物自身的遗传变异，通过遗传和变异而呈现出适应性。生物体的形态、结构和机能都能适应它的生活环境，对不适应的环境通过变异去加以适应，这种变异是自然选择引起的。这样，通过长期的自然选择和遗传，旧的物种就能够产生新的物种。有的一种物种可以进化为另一种新的物种。有的一种物种可以变成多种物种。自然条件的多种多样，选择也就多种多样。自然选择也就从不同方面和不同方向对生物进行选择。同一物种生活在不同环境下会出现差异。如果这些差异是适应性状，这种适应性就会被保留下来，并且一代代积累下去，差异也就会越来越大而形成新的物种。应当说，生物进化是由自然选择引起的，是通过生物自身的遗传和变异实现的。生物进化是内因和外因共同起作用的结果。自然选择和遗传变异是缺一不可的。没有自然选择，生物就失去了进化的条件，但没有遗传变异则就没有进化的动力。

遗传和变异是生物进化的动力。

生物体的遗传和变异是生命的基本特征之一，也是生物进化的动力。遗传和变异规律的发现为生物进化提供了有力的证据。也是人类探索生物的起源和进化所取得的卓越成就。

19世纪末，奥地利学者孟德尔从豌豆的自交实验中，发现了生物遗传的分离规律和自由组合规律，提出了生物存在遗传因子的假说。20世纪30年代，美国学者摩尔根从果蝇染色体的研究中发现遗传的连锁和互换规律，肯定基因存在于细胞的染色体上。在近20多年科学研究DNA和RNA的结构和性质的过程中，科学家又进一步认识到基因就是具有双链结构的DNA片段，还发现遗传性状不仅受到细胞核里DNA的控制，还受到细胞质里的RNA的控制，从而认定DNA是承担遗传的物质。

生物体通过有性繁殖或无性繁殖生出新的个体，在形态、结构和一切特性上保持和亲本相似的现象，生物学上叫遗传，遗传是由事物自身的矛盾特殊性决定的。没有遗传，生物就失去了联系，也就不能进化。遗传物质可以使生物体在繁殖中保持相对稳定。遗传物质可以复制出跟亲本相同的物质。这种自我复制有利于将遗传的性状照原样传递给后一代。正因为有了遗传，生物体的有利性特征才被传下来，自然界中才会有种瓜得瓜，种豆得豆的规律。

孟德尔

变异是生物体在遗传中不是全部的、绝对的复制。生物体在有性繁殖和无性繁殖中，在生出的生物体中，一方面通过遗传使新的生物体保持亲本的形态、结构和一切特性，又由于外界非生物因素等多种因素的影响而使新生物体和亲本出现微小的差异。正是因为这些差异的出现，使生命体产生变化。这些变化有的是有利地适应变化，在遗传中被逐渐积累和固定下来，使生物得到了进化。

变异是由环境引起的变异，是不遗传变异。例如小麦、水稻等植物由于肥料、水分、阳光等条件的好坏会产生出生长差异，有的穗大，有的穗小，这是条件差异引起的，当这些条件相同时，差异也会消失，如通常讲的“南枳北柑”就是这个道理。由遗传物质变化引起的变异是遗传变异。生物进化中的变异首先是由不遗传变异而引起生物长期适应过程中形成的微小变异，再通过遗传变异使某些有利于适应性的变异被保存下来，从而引起生物的不断进化。遗传和变异是生物进化的动力和根本原因。否认了这一点，我们就会陷入形而上学的生物不变论。