說海洋動物登陸陸地的歷史不長可以理解,因為大爆炸發生在5億年前,但植物很晚才到達陸地似乎很難理解。壹種解釋是氧氣,即氧氣形成的臭氧層,可以屏蔽可以穿透其他氣體的紫外線。有了臭氧層,生命可以離開可以保護紫外線的海水,直接在陸地上面對太陽。地球在大約4億年前形成了臭氧層,所以此時生命被大規模轉移到了陸地上。
陸地和海洋之間的進化聯系可以通過今天仍然存活的古代總鰭魚來證明。純深海魚的腿與陸地動物的腿相似。很明顯,當時很多魚是用腿在陸地上行走的,這種魚的祖先因為缺乏勇氣而撤退了。我們是勇者的後代,在我們的身上,都是勇者的基因。
然而,生命的真正登陸不僅取決於魚的長腿,還取決於地核的力量,因為生命星球上充滿水分的氣候必然會侵蝕地貌。如果沒有造山機制,那麽地球上已經存在的山早就被夷平了,平地就意味著沒有河流。而在沒有河流的陸地上,生命是不可能深入的。然而,地球有壹個造山的引擎,這是壹個旋轉的熱核。核心巖漿通過層層地幔向上傳導熱量,由此引發的造山運動從未停止。這種造山運動幾乎每1億年就徹底改變壹次地球的面貌。最近最大的造山運動離我們只有4000萬年。它造就了地球上最高的喜馬拉雅山和廣袤的青藏高原,同時也影響了至少半個地球的生態和人類文明的布局。
地球上的山川河流是年輕的,地球表面生命氣候的磨損需要地球不斷修復,永遠保持表面的凹凸不平,這樣生命在使用地球的土地後,仍然可以享受貫穿河流,通向土地深處的生命鏈。我們的地球在40多億年的年紀,依然充滿滄桑。
從地心傳來的整個地球的活力,在生命的存在和進化上,有著其他類似於我們的星球無法比擬的優勢。金星上有山,甚至比地球上的山還要高,但它們形成於數十億年前,只是氣候幹燥,沒有被磨掉。其他巖石行星也很古老。我不知道這是巧合還是必然。簡而言之,壹個沒有生命的星球的物理動態幾乎停滯不前。
地球的生命力不僅在於創造山川河流,還在於改變整個大陸的形態。壹旦局部心臟的熱核對散熱感到不適,就會拱起土地,就像嬰兒踢被子壹樣。這個踢的過程就是大陸的漂移。在最近的2億年裏,地球的大陸從遠古的三塊變成了1億年前的壹塊,然後又分離成了今天。
這種漂移,無論是分還是合,對生命的進化方式都有很大的影響。據調查,今天的大陸被劃分成自生命登陸以來最多的板塊,每個大陸明顯有不同的生物物種。事實上,隔離導致的生物多樣性似乎比其他因素導致的生物多樣性更明顯,而我們的祖先靈長類動物出生於大約6000萬年前,當時大陸板塊漂移到彼此最遠的地方。
生命的著陸
地球因為自轉而充滿生機,從遠古就保護著生命,壹直推動著生物向智慧文明進化。但是,今天的智能文明並不需要地球自轉太快,因為太快自轉帶來的太多地震、火山或強風都會給人類帶來災難。
我們很幸運,地球有壹顆衛星——月球。它的質量只有地球的八十分之壹,但它的引力卻足以成為地球車輪的隱形制動器,不斷減緩地球的自轉。在過去的40多億年裏,月球使地球的自轉速度減慢了至少壹半,月球也隨著地球自轉速度的減慢而放松了束縛,逐漸離開了地球,以至於當人類出現的時候,它的表面直徑與太陽從地球上的表面直徑重合,這就給了人類壹個觀察太陽活動規律的機會。
月球引起的海洋潮汐無時無刻不在影響著陸地。正是這種力量推動著小貝殼。幾億年來,幾億次的摩擦,終於讓地球的自轉速度從壹天10小時減慢到了24小時。
月球給我們留下了壹個溫暖而漫長的夢想之夜,它給人類最珍貴的禮物是地球歷史上最穩定的地殼。
月球距離地球只有38萬公裏,所以人們可以看到它的表面輪廓。然而,無論人們如何想象月球上的神話,月球都是壹顆死寂的星球。月球和地球在同樣的距離獲得太陽的光輝。但是,由於月球比地球小很多,所以他們的命運完全不同。
類月衛星
但是宇宙是復雜的。像月球這樣的小天體,如果遇到壹些特殊的外界條件,其表面會發生難以想象的事情。在太陽系的行星周圍有許多像月亮壹樣的衛星。雖然它們離太陽很遠,但因為離地球很近,引力很大,所以和我們的月球完全不同。
木星是太陽系中最大的行星,質量是地球的300多倍,擁有16顆衛星,其中4顆幾乎和月球壹樣大。它們應該和月球表面狀態類似,但情況完全不同。其中,木衛壹1距離木星最近,因此木星巨大的引力攪動了其內部的熱能,不斷從核心噴出,形成火山。火山巖漿已經多次覆蓋了這個星球的表面。從目前的情況來看,火山仍在猛烈噴發。不知道噴了多少年,還會再噴多久。但是,壹個天體上存在著復雜的物理化學動力學,這對我們研究生命起源是非常有價值的。
另壹方面,Io-2是壹個在零下170度的冷空間可能存在液態水的天體,外面是冰,裏面是水。它的冰層有被木星潮汐力撕裂後重新凍結的痕跡,這可能證明除了核聚變能,引力能也能創造液態水,這可能意味著遠離恒星的地方會有生命存在,因為液態水被認為是生命存在的最直接條件。
木星的成分基本上是氫,超新星制造的重元素在宇宙中所占比例很小,所以大部分都是像氫壹樣的古老物質。土星是氫最典型的產物,因為它的比重比水輕,但它美麗的光環是重元素。土星的光環基本上由巖石和冰組成。巨大的土星和它的薄光環的物質比例,很可能代表了太陽系中宇宙的原始物質和超新星制造的重元素之間的比例。/ca & gt;
參考資料:
/ks/kyk/www/public/show.php?ArticleID=33667
達爾文主義
達爾文主義
英國生物學家C.R .達爾文創立的以自然選擇為中心的生物進化理論,通常被稱為進化論。達爾文運用了地質學、古生物學、比較解剖學、胚胎學等方面的大量材料,特別是他在環球航行中以及研究家養動植物時獲得的第壹手材料,令人信服地證明了各種生物都是從原始祖先進化而來的,揭示了自然選擇是生物進化的主要動因,從而使進化真正成為壹門科學。自然選擇的主要內容包括變異和遺傳、生存競爭和選擇。變異是原材料的選擇。在生存競爭中,有利的變異將被保留,而有害的變異將被淘汰。經過長期的積累,有利的變異導致性狀的差異,最終形成新的物種。生物就是這樣通過自然選擇慢慢進化的。英國生物學家A.R .華萊士和達爾文同時提出了類似的觀點,並在1889年首次將達爾文的理論稱為“達爾文主義”。達爾文主義的其他著名代表是T.H .赫胥黎和E.H .黑克爾。
達爾文主義第壹次將生物學置於完全科學的基礎之上,它的出現不僅是生物學的壹次偉大革命,也是人類思想史上的壹次偉大革命,具有重大的哲學意義。它利用自然選擇的進化理論來合理解釋生物的多樣性和適應性,從而有效地打擊了神創論和目的論的唯心主義,後者長期以來主張上帝利用生物的多樣性和適應性有目的地創造了生物。這是唯物主義世界觀的偉大勝利。馬克思和恩格斯高度評價達爾文的進化論,並把它作為自己理論的博物學基礎。唯心主義者試圖利用達爾文主義宣傳自己的哲學思想和社會政治觀點,產生了社會達爾文主義、庸俗進化論等流派。圍繞達爾文主義的哲學鬥爭壹直延續至今。
在達爾文的時代,細胞理論剛剛建立,遺傳學還沒有成為壹門科學,所以達爾文主義沒有也不可能揭示生物遺傳和變異的機制。此外,達爾文還過分強調生物進化緩慢。19年底以來,出現了達爾文自然選擇理論與遺傳學相結合的趨勢,各種生物科學的新成果使達爾文主義發展到壹個新階段(見新達爾文主義和綜合進化論)。
新達爾文主義
新達爾文主義
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達爾文的自然選擇理論和魏斯曼的種質理論相結合的生物進化理論。新達爾文主義產生於19年底,由德國生物學家魏斯曼創立。美國遺傳學家摩根(T.H. Morgan)和英國遺傳學家湯姆森(J.A. Thomson)也是頗具影響力的新達爾文主義者。1896年,G.J. Romanes首次將這壹理論稱為“新達爾文主義”。
19世紀下半葉,細胞學有了很大的發展,陸續發現了細胞核、染色體、有絲分裂、減數分裂等重要事實。在這些成果的基礎上,魏斯曼通過自己的實驗研究,認真探討了遺傳和進化的問題。他做了壹個著名的剪老鼠尾巴的實驗,發現老鼠的尾巴在連續剪了22代之後並沒有變短,這就否定了他的性狀遺傳(見拉馬克主義)。魏斯曼提出生物由種質和體質組成。種質是遺傳物質,專門從事繁殖和遺傳;體質發揮營養、生長等功能。種質穩定連續,不受體質影響。它包含在性細胞核中,主要是染色體中。後天性狀是生理變化,所以不能遺傳。魏斯曼認為,進化是種質通過自然選擇有利變異的結果。1917年,摩爾根提出了“基因論”,將魏斯曼種質發展為染色體上的線性遺傳因子,即基因。新達爾文主義是進化理論發展的壹個重要階段。魏斯曼將遺傳學與自然選擇理論相結合,開創了進化研究的新方向。他首次區分了種質和體質,指出了遺傳的物質基礎和連續性,補充了達爾文關於遺傳機制的觀點。這是新達爾文主義的壹個重要貢獻。但魏斯曼的種質與體質的絕對對立有壹定的局限性。
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達爾文主義、新達爾文主義和現代達爾文主義
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文/馬蓋蓮
1達爾文主義
即達爾文學說,以達爾文的著作《物種起源》為基礎,從分類學、形態學、胚胎學、生物地理學、古生物學等方面列舉事實,證明不同生物之間存在壹定的親緣關系;古代生物和現代生物有共同的祖先;現代生物是古代少數原始類型按照自然選擇規律逐漸進化的產物。這是壹個巨大的生物進化系統。在達爾文主義的科學體系中,最重要的理論是自然選擇,其主要內容可以概括為:過度繁殖、生存競爭、基因變異和適者生存。隨後,英國的赫胥黎和德國的黑克爾贊揚並接受了達爾文主義,同時在不同方面發展了達爾文的進化論,成為達爾文主義學派。
達爾文的進化論,回答了很多拉馬克無法解釋的問題,是當時最完美的進化論。這壹理論在思想、學術內容和科學方法上都做出了極其重要的貢獻。但也引發了多方面的爭議。首先,達爾文關於生存鬥爭的論述包括很多方面,即生物與無機自然條件的鬥爭;同壹個物種的鬥爭——種內鬥爭;與不同物種的鬥爭——種間鬥爭。但他主要指的是生產過剩導致的種內鬥爭。顯然,達爾文的理解並不全面。事實上,在自然界的各種生物中,既有沖突,也有和諧;它既包括對抗,也包括合作。達爾文過分強調了“鬥爭”這壹方面,而忽略了其他方面的各種聯系。其次,他把生產過剩導致的生存鬥爭作為生物進化的主要動力是不恰當的。事實上,沒有人口過剩,物種就會變異,舊的物種就會滅絕,新的更發達的物種就會取而代之。第三,達爾文的壹些觀點仍然沒有得到現代科學的支持。達爾文同意生物在環境條件影響下獲得的新性狀可以代代相傳。達爾文的獲得性遺傳假說(拉馬克提出),作為科學中的普遍規律,至今仍未得到充分證明。
新達爾文主義
新達爾文主義由德國動物學家魏斯曼提出,魏斯曼、孟德爾、德弗裏斯、摩爾根都是有影響的新達爾文主義者。他們形成了壹個新的達爾文學派。魏斯曼(1834 ~ 1914)反對達爾文的獲得性遺傳思想,但同時接受達爾文的自然選擇的壹般概念,將這種選擇機制擴展到種質上,提出了“種質論”,即生物是由種質和體質組成的。種質是生殖細胞,體質是體細胞,所以新物種的形成是種質產生的,兩者不能轉化。環境條件只能引起體質的變化,不能引起種質的變化,所以占有欲不能遺傳。奧地利遺傳學家喬治·約翰·孟德爾(1822 ~ 1884)提出了“遺傳因素”理論,即控制生物性狀的遺傳物質是作為壹個自足的因素存在的。他們可以躲起來,但不會消失。減數分裂形成配子時,成對的因子互不幹擾對方的分離;通過因子重組。孟德爾的觀點表明,決定遺傳性狀的是因素,而不是環境。這和達爾文的獲得性遺傳觀點明顯不同。荷蘭植物學家Defrees (1848 ~ 1935)提出了“突變理論”。他認為進化不壹定像達爾文說的那樣是由微小的突變(連續突變)形成的,他說突變可以是壹種不連續,直接導致新物種的產生。顯然,在Defrees看來,自然選擇在進化中的作用並不重要,只是在突變中起到篩選作用。托馬斯·亨特·摩根(1866 ~ 1946)是美國細胞遺傳學家。他提出了“基因理論”。他認為基因在染色體上呈直線排列,從而建立了不同基因與性狀的對應關系。這樣就可以根據基因的變化來判斷性狀的變化。摩根認為,生物的基因重組必然以壹定的頻率發生,其發生與外界環境沒有必然聯系。相信這種變異壹旦發生就會穩定在壹個新的狀態。因此,後天獲得的性狀不是遺傳的。
新達爾文學派雖然提出了“種質論”、“基因論”、“突變論”,但也引起了不少爭議。首先,新達爾文主義在個體層面研究生物進化,而進化是群體範疇的問題。所以這個理論在總體上解釋生物進化有壹定的局限性。其次,新達爾文派的學者大多忽視了自然選擇理論在進化中的重要地位,因此無法正確解釋進化的過程。
3現代達爾文主義
也被稱為綜合達爾文主義,以烏克蘭遺傳學家杜布贊斯基的《遺傳學和物種起源》(1937年出版)壹書的出版為標誌。杜布贊斯基在本書中提出的“綜合論”是現代達爾文主義的理論基礎。綜合論的基本內容包括:(1)種群是生物進化的基本單位;進化機制的研究屬於群體遺傳學的範疇。(2)突變、選擇和隔離是物種形成和生物進化的三個基本環節。他認為,突變是壹種普遍現象,不僅可以產生大量的等位基因,還可以產生大量的多重等位基因,從而大大增加了生物變異的潛力。隨機突變壹旦發生,就會受到選擇的影響。通過自然選擇,有害的突變將被淘汰,有利的基因突變將被保留。結果導致基因頻率的方向性變化,從而能夠形成新的生物基因類型。壹個種群的遺傳組成發生變化後,如果這個種群能與其他種群雜交,就不能形成穩定的物種,即物種的形成必須通過隔離來實現。這是他早期的綜合論,也稱“舊綜合論”。1970年,杜布贊斯基出版了另壹本書《進化過程的遺傳學》。在這本書中,他還修正了上述綜合理論。他認為在大多數生物中,自然選擇並不只是簡單地起到篩選的作用。在雜合狀態下,自然選擇保留了許多有害甚至致命的基因,因為自然界存在各種選擇機制或模型。這壹思想成為他相對於“舊綜合論”的“新綜合論”。
杜布贊斯基的綜合理論融合了自然選擇理論和基因理論,吸收了達爾文理論的精華,提出了自然選擇模式的概念,從而豐富和發展了達爾文的選擇性,他引入群體遺傳學原理彌補了新達爾文基因理論的不足。他運用分子生物學和群體遺傳學的原理和方法,闡明了生物進化過程中內因(生物遺傳變異)和外因(環境選擇)、偶然性(遺傳變異)和必然性(選擇)的辯證關系。盡管如此,在進化理論研究的壹些重要問題上,杜布贊斯基的綜合理論並不能給出令人信服的解釋。如生物體的新結構和新器官的形成,不能完全用突變、基因重組、選擇和分離的理論來解釋。如果離開生活方式的改變,習慣和機制變異的持續作用,以及與其他器官的相互作用,很難給出滿意的答案。此外,該理論將實驗方法理解為研究生物進化的唯壹手段是不恰當的。
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保存在巖層中的古生物化石遺跡、遺物和活動遺跡。fossil這個詞來自拉丁語fossillis,意思是挖掘。化石是古生物學的主要研究對象,為研究地質時期動植物的生活史提供證據。我國古籍中已經有化石的記載,如春秋時期的計然、三國時期的吳晉,都提到了產於陜西的“龍骨”,即古代脊椎動物的骨骼和牙齒;《山海經》中也有“石魚”(即魚化石)的描述;南朝齊梁時期的陶弘景琥珀中有古昆蟲的描述。宋代沈括對螺蚌化石和萬度魚化石的起源有正確的認識。迄今為止,發現的最早的細菌化石是35億年前澳大利亞Walla Onna群中的絲狀細菌化石。
1.生物進化的壹部分是通過基因變異進行的嗎?
生物進化完全是基因變異的結果。所有生物的原始形態都是單細胞。由於環境的變化,比如生命初期強烈的紫外線,生物變異非常頻繁,產生了大量的新物種。這種單細胞突變是很不穩定的(日本曾經有過大腸桿菌突變的案例,因為單細胞不穩定,容易突變,大量復制,導致了災難。現在人們還利用單細胞的不穩定性來誘導新的特性,用於科研或生產。所以物種很多,但是遺傳性狀沒有很好的保持,所以物種數量急劇增加。後來多細胞生物出現,遺傳開始占優勢。變異雖然也是進化的動力,但不再頻繁發生,這樣才能保證父母生的孩子還是同壹物種,父母不會是狗,孩子會變成貓,孩子不會生九個兒子。只有這樣,物種才能繁衍。當然,隨著環境的變化,物種不會壹成不變,也會發生變異,所以會有分化。同時,適應環境的個體可以生存下來,把好的性狀傳給後代,不適應的就會滅絕,不能離開後代,從此滅絕。這是自然法則,適者生存。
2.生物進化是否受到生物生活經驗(生活記憶)的影響?
生活經歷可以影響物種的進化。比如人類進化過程中,很多不適應環境的分支滅絕了(有的可以吃草,現在人不行),而人類不斷變異,保持性狀,適應環境變化,淘汰不適應的(沒有變異,或者變異不好的),生存下來。所謂的生活記憶,是他和父母的基因相似,生活環境相同造成的。如果換個環境,他可能會不記得父母的習慣,比如狼孩。
3.如果以上兩個問題的答案都是肯定的,是否意味著克隆技術可以復制部分母體生命記憶或者生命記憶導致的基因變異?
克隆技術只能保留形態特征和部分疾病特征(遺傳性疾病),不能保留和遺傳記憶特征,因為獲得的記憶不能改變基因結構,不能遺傳。例如,酵母可以在富含葡萄糖的惡劣環境中生存。它有很多消化葡萄糖的酶,後代突然變成果糖環境。這個時候他的後代也能存活,消化果糖的酶是活躍的,糖化酶是減弱的。
請問,希特勒的遺傳基因有沒有可能變異出排斥猶太人的本能?克隆技術會把這種突變移植到克隆體上嗎?
如果克隆壹個希特勒,讓他出生在中國,他只會排斥日本人,不會排斥猶太人。偏好更多與後天因素有關,即記憶因素。這種記憶與生存與否的切身利益無關,更不會影響變異的方向。變異是隨機的,但變異的方向受環境壓力影響。