第一章 绪论

教材进化生物学高等教育出版社，2002主编：沈银柱参考书References课程简介•1.进化论产生的历史背景与过程•2.达尔文主义与非达尔文主义的学说与观点•3.生命起源研究的有关历史与现状以及有关的假说与实验模拟。•4.进化生物学从微观水平到宏观水平的有关研究•5.从进化的角度阐述人类的起源与人类社会的发展，认识进化生物学的范畴及研究生物进化的意义。通过学习，对分子、细胞、生物个体、种群和生物圈等水平上与进化有关的问题有一定的认识。课程内容1.绪论2.生命及其在地球上的起源3.细胞的起源与进化4.生物发展史5.生物表型的进化6.生物遗传物质的进化7.生物的微观进化8.物种与物种形成9.生物的宏观进化10．生态系统的进化11．分子进化12．人类的起源与进化从科学家的评论看学习和研究生物进化的意义•E.Mayr进化论是生物学中最大的统一理论。•Th.Dobzhansky如果不借助于进化的观点，生物学上的事情就变得情理不通。•F.Jacob进化论把与生物有关的全部学科都互相联系在一起；进化论在千变万化的生物世界中建立起一种秩序并使生命与地球上的其余事物紧密相连；进化论提供了一种对生命世界及其丰富多样性的因果解释。第一章绪论•一进化生物学研究的对象•二进化科学的产生和发展一进化生物学研究的对象•（一）广义进化：指事物的变化发展，包含宇宙演化、生物进化、人类出现、社会发展。•（二）生物进化：张昀：生物在与其生存环境的相互作用过程中，其遗传系统随时间而发生一系列不可逆的改变，并导致相应的表型改变，在大多数情况下这种改变导致生物总体对其生存环境的相对适应。•（三）生物进化论与进化生物学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。重点是研究生物如何从简单向复杂、由低等向高等的发展过程。进化生物学是研究生物进化的科学，不仅研究进化的过程，更重要的是研究进化的证据、原因、机制、学说、规律、速率和方向等。二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）进化论的发展•（四）进化生物学发展的新方向原始社会生物进化论的艰辛发展历程朴素的唯物观神话式宇宙观BC400奴隶社会反天神论尊天神论（亚里士多德）AD01封建社会文艺复兴物种可变论变化论（布丰）宗教神学物种不变论（林奈）17001800资本主义社会拉马克学说首次系统阐述进化思想灾变论(居维叶，多宾尼)（一）进化思想的产生1.西方的进化思想起源于古希腊阿纳克西德曼、伊姆佩多克、亚里士多德、托马斯·阿奎那2.近代唯心主义的种不变论柏拉图“本体论”3.中国先秦诸子百家的哲学思想周易、庄老哲学4.中世纪西方的宗教哲学——反进化思想创世说、物种不变论5.自然神学•用阳爻（－）和阴爻（－－）表示阴阳。将上述阴阳爻按照由下往上重叠三次，就形成了八卦，即“乾，坤，震，巽，坎，离，艮，兑”八个基本卦，称为八经卦。再将八经卦两两重叠，就可以得到六个位次的易卦，共有六十四卦，这六十四卦称为六十四别卦，每一卦都有特定的名称。•天下万物生于有，有生于无•道生一，一生二，二生三，三生万物•夫有形者生于无形，则天地安从生？故曰：有太易，有太初，有太始，有太素。太易者，未见气也：太初者，气之始也；太始者，形之始也；太素者，质之始也。气形质具而未相离，故曰浑沦。浑沦者，言万物相浑沦而未相离也。视之不见，听之不闻，循之不得，故曰易也。易无形埒，易变而为一，一变而为七，七变而为九。九变者，穷也，乃复变而为一。一者，形变之始也。清轻者上为天，浊重者下为地，冲和气者为人；故天地含精，万物化生。创造活动创造活动第一天时间、空间、物质、光、地球第四天太阳、月亮、星星第二天空气第五天鱼类、鸟类第三天海、陆地、植物第六天陆地动物、人类神创论•十八世纪以前，《圣经》及其宣扬的神创论（或创世说、特创论）在西方学术界、知识界以及整个西方文化中占据着统治地位。神创论认为，地球及万物是上帝在大约6000年以前，即公元前4004年10月26日上午9:00钟创造出来的。自从被上帝创造出来以后，地球上的生命没有发生任何变化。•在那个时代，大多数人相信世界是上帝有目的地设计和创造的，由上帝制定的法则所主宰，是有序协调、安排合理、美妙完善且永恒不变的。•并且，那个年代所有著名的学者都毫不怀疑地相信圣经的字面解释，神创论的思想对那个时代的科学发展产生了极大的影响。《圣经》•这个世界中的万物都排列在一种上升式的阶梯上，最底下是岩石和矿物之类的无生命的物质，其中是地衣、苔藓和植物，经过了珊瑚及其他低等动物后，便是高等动物，在高等动物中，经过哺乳动物之后，是灵长类和人类。人们认为这种自然阶梯并没有发生过改变（是恒定的），反映出造物主创造万物时已经按照一定的顺序排列好万物，并使之完美。•1.布丰（GeorgeBuffon，1717-1788），法国人，是第一个提出广泛而具体的进化学说的博物学家。•布丰收集了不少有关自然科学的材料，编写了《博物学》。在书中，他提出了进化论点，认为物种是可变的，特别强调环境对生物的直接影响，当物种生存环境的改变，尤其是气候与食物性质的变化，可引起生物机体的改变。他认为生命起源于海洋，以后慢慢发展到陆地上。GeorgeBuffon可是由于这个进化论点和教义明显不一致，布丰经不起宗教势力的压迫而公开发表了放弃进化观点的声明。（二）进化思想的产生•2.灾变论18世纪晚期到19世纪初，从各时代地层中发现了大量的各种形态的生物化石，这些化石与现代生物既相似又不同，表明地球历史上生存过许多现今不再存在的物种。圣经不能解释这些物种绝灭的事实，为了解释古生物学的发现而又不违背圣经，于是有了灾变论。•法国地质学家、古生物学家居维叶可以看作是那个年代“灾变论”的最有影响的代表。根据灾变论的观点，地球上的绝大多数变化是突然、迅速和灾难性地发生的。居维叶•居维叶认为，在整个地质发展的过程中，地球经常发生各种突如其来的灾害性变化，并且有的灾害是具有很大规模的。•例如，海洋干涸成陆地，陆地又隆起山脉，反过来陆地也可以下沉为海洋，还有火山爆发、洪水泛滥、气候急剧变化等。洪水泛滥生物灭绝沉积化石造物主重新创造出新物种(大致印象)使地球又重新恢复了生机(新旧物种差异）如此循环的往复，就构成了我们在各个地层看到的情况。居维叶推断，地球上已发生过4次灾害性的变化，最近的一次是大约距今5000多年前的摩西洪水泛滥。这使地球上生物几乎荡尽，因而上帝又重新创造出各个物种。最著名的例子无疑是圣经《旧约》中所说的大洪水——圣经故事变成了地质学的例证。•3.均变论在1800年前后，当地质学作为充满活力的科学出现后，关于地球变化的另一种观点—“均变论”（Uniformitarianism）开始得到了发展。被誉为“现代地质学之父”的莱伊尔对均变论的形成和确立做出了重要的贡献。1830年1月，发表了《地质学原理》第一卷（1831年出版第2卷，1833年5月出版第3卷）。莱伊尔•他坚持并证明地球表面的所有特征都是由难以觉察的、作用时间较长的自然过程形成的。他指出地壳岩石记录了亿万年的历史，可以客观地解释出来，而无需求助于圣经或灾变论。同时，他承认陆地的升降运动，把意大利塞拉比寺院的三根石柱（它们曾部分被海水淹没）作为《地质学原理》的刊头画，并指出斯德哥尔摩附近海面以上200呎的海生动物的贝壳说明陆地的上升。均变论4.拉马克学说拉马克•拉马克（Jean-BaptistedeLamarck，1744-1829）是法国伟大的博物学家，较早期的进化论者之一。•于1778年出版了3卷集的《法国植物志》。•1783年被任命为科学院院士，为《系统百科全书》撰写植物学部分，并担任皇家植物标本室主任。•1820年他双目失明，以后的著作都是由他口述、经他的女儿记录整理出版的。在动物分类方面，他首先提出“无脊椎动物”一词，第一个将动物分为脊椎动物和无脊椎动物两大类(1794)，由此建立了无脊椎动物学。他也是现代博物馆标本采集原理的创始人之一。他的代表作是《无脊椎动物系统》(1801)和《动物学哲学》(1809)，在这两本巨著中拉马克提出了有机界发生和系统的进化学说。他的进化思想包括：（1）环境的改变引起生物体发生变异,环境的多样性是生物多样性的原因。（2）生物按照等级进化并有向上发展的趋势。（3）不同类群有不同的起源(多元论)。（4）原始生命源于自然发生，即自生论。•对植物和低等动物为直接影响：环境的改变机能的改变形态构造的改变•对高等动物为间接影响：环境的变化动物需要的变化动物习性的改变机能改变形态构造发生改变。(用进废退、获得性状遗传、定向变异)•总的来说，拉马克的进化学说种主观推测较多，相对的争议也较多，但他的学说较系统和完整，内容更丰富，拉马克的学说为达尔文的科学进化论的诞生奠定了基础，他的《动物哲学》和达尔文的《物种起源》被称为现代进化论思想的两大源泉。•5.达尔文学说•查尔斯·达尔文（CharlesDarwin，1809-1882）是英国著名生物学家。•达尔文出生于英国一个医生的世家。•18世纪20年代，在Edinburgh医学院学习后退学。•19岁，在Cambridge学习神学，其间达尔文结识了著名的植物学家Henslow和著名地质学家Sedgwick，并接受了植物学和地质学研究的科学训练。CharlesDarwinJohnStevensHenslowAdamSedgwick•1831年夏天，达尔文在Henslow的推荐下，以一名不拿任何报酬的博物学家身份随英国海军探测船“贝格尔号”参加了历时5年的环球考察，所见所闻对其生物进化思想、自然选择学说的形成产生了重要的影响；•1859年发表了《物种起源》一书，用大量的事实证明了生物变异的普遍性、变异与遗传的关系，提出了生存竞争和自然选择学说，系统地论述了物种形成的机制。•该书的发表标志着现代生物进化理论的形成，引发了近代最重要的一次科学革命，因而达尔文被称为生物进化论的奠基人。•达尔文原来是相信世界万物都是上帝创造的，但是五年的环球航行，特别是在南美洲长期的科学考察改变了他的信仰。•在环球航行时，有几组事实使得达尔文无法接受神创论的说教：•①南美地层的化石与现代犰狳十分相似-----现代与古代生物存在亲缘关系•②整个南美大陆不同纬度构成了生物类型的更替-----生物分布受环境影响③加拉帕戈斯群岛的地雀-----环境影响使物种发生分化，物种是可变的④南美洲2万多头牛因干旱死亡-----生物灭绝不是上帝干预而是自然原因造成⑤火地岛土人的原始生活-----人类起源1936年，达尔文从南美洲回到英国后，一直忙于研究。1838年，马尔萨斯《人口论》生存斗争自然条件是“选择者”。1844-1858年期间，达尔文最终完成他的生物进化基本理论。1858年，达尔文与华莱士同时在林奈学会上宣读论文.1859年《物种起源》正式发表，达尔文进化理论诞生了。达尔文学说的主要内容(1)生物物种可以演变，而且具有共同起源（一元论）。(2)自然选择是在生物的生存斗争之中进行的,适者生存和不适者淘汰是通过生存斗争实现的。(3)生物产生不定向变异，通过自然选择，形成适应。•拉马克的一步适应：定向变异适应•达尔文的两步适应：不定向变异自然选择适应(4)生物进化是渐进和连续的，不存在不连续的变异或突变。(5)生物性状符合“用进废退”和“获得性状遗传”的规律。生物是不是进化的达尔文进化论诞生生物是怎样进化的•进化论的发现在人类整个思想史上也是划时代的大事。达尔文进化论的意义•达尔文进化论是19世纪生物科学的最大成就。它是生物科学的一次理论综合。从达尔文开始，把生物科学作为一个整体来研究。17世纪的牛顿把上帝从无生命现象的研究领域驱逐出去，现在，进化论又把上帝从有生命现象的研究领域驱逐出境。（三）进化论的发展1.新达尔文主义•魏斯曼及其“种质连续学说”AugustWeismann(1834-1914)在自然选择与进化、遗传的物质基础、生物发育的机制等方面的理论研究取得很大的成就。魏斯曼根据当时对细胞结构以及生殖的认识，特别是他自己