关键发现网状系谱树.ppt

不过,这一观点意味着像眼睛这样异常复杂的器官是渐进和偶然的遗传变异不断迭加的结果……这一点即便是达尔文本人也认为难以接受。同样,我们也难以借助渐进理论对突然在化石序列中出现、前无「古人」的「进化革新」作出解释,例如乌龟的背甲。 跳跃进化论如今获得了一项强有力的证据,那就是在上世纪80年代所发现的发育基因。发育基因被视为机体的「建筑师」,负责对胚胎的发育进行控制,例如能够决定肢体的形状和数量。因此,发育基因的突变会造成可观的后果。此外,5亿年前导致大部份现代动物种群诞生的「寒武纪生命大爆发」应该也同发育基因的分化和增加有关。 虽然跳跃式进化的确可能在生物演化史中出现,但是这并非生物进化的主流。发育基因同样也可以产生不那么「激进」的变化,不过在这种情况下生物的适应速度依然快得惊人。美国宾夕法尼亚斯沃斯穆尔学院胚胎学家斯特科.吉尔伯特(Scott Gilbert)解释说:「生物形态变异的关键就在于基因的表达方式:在发育的哪个阶段、在机体的哪个部份、表达程度如何。」因此,蛇在胚胎发育期间要形成500根肋骨,基因表达只需给出指令,让胚胎的肋骨形成时间远远超过鸡胚胎的肋骨发育时间…… 「可进化性」概念 此外,还需了解能够「加速」或者说促进生物进化的因素有哪些。虽然在这一问题上,科学界并未达成一致,但可以肯定是,环境变化通过增加自然选择压力和迫使生物进行适应而发挥重要作用。当环境应激加强时,细菌、植物和苍蝇的突变能力就会得到强化。马克.佩格尔还指出:『生命「爆发」』时期同征服新的生态空间有关。」小种群的地理隔离可产生快速进化。因此,当出现生物大规模灭绝之后,就会有大量新的物种诞生,例如恐龙的大规模灭绝为哺乳动物的迅速发展提供了空间。 如果说进化的速度在不同时期会发生变化,不同物种的进化速度也各不相同。在动物界,病毒的突变速度最为迅速,平均相当于人类基因突变速度的100万倍。 不过,生物进化的速度是有限的。2007年,美国哈佛大学的科研人员得出结论,认为不论是哪种生物,每一代生物的每个基因组最多只能发生6次突变。如果超过这一限度,基因组就会出现不稳定,从而导致生物灭绝。英国桑格基因组研究中心的进化论学者丹尼尔.杰法瑞(Daniel Jeffares)表示:「我们不妨把一个含有5000个基因的基因组比作一个拥有5000名居民的城市。如果有10位居民调换工作,城市依然可以正常运转下去。可是如果同时有500位居民更换他们的职业,其结果只能是陷入混乱。」 由此可见,生物进化速度并非恒定不变的,不同物种的进化速度也各不相同。所有物种都按照各自不断变化的速度进行进化,于是生物学家提出了「可进化性」的概念,用来表示物种进化的能力。有些物种数百万年来始终如一,譬如矛尾鱼这种大洋深处的活化石,而以艾滋病毒为代表的另外一些物种则不断发生着突变。在自然选择的指挥棒下,生命音乐会奏出的是一曲曲或如疾风暴雨、或如涓涓细流的交响乐。 (四)自然选择无所不在 「自然选择能够改变卵、种子、幼体,就像改变成体一样容易。」(《物种起源》,第四章) 自然选择会「筛选」出因变异而同其他个体相比更易于存活的生命体。达尔文通过这一点道出了生物进化最强劲的动力。从个体出生到个体死亡,自然选择自始至终发挥著作用。在19世纪提出这样大胆的宣言可不是件轻松的事,因为当时仍是特创论的时代,所有物种都应是永恒不变的……而拉马克在1809年,也就是达尔文出生的那一年,提出了自己的进化理论,认为生物选择过程是由机体的「内在情感」和需求决定的。 这股「新鲜空气」直到今天仍未过时,返而在科学家的努力之下发展壮大。没错,自然选择的确会在个体层面上发挥作用,但是事情并非仅此而已!实际上,自然选择无所不在。哪怕是最不起眼的基因、最渺小的细胞,同样也在其所处的环境中受自然选择法则的支配。精子为了让卵子受精而进行的「赛跑」就是经典一例,在数百万雄性生殖细胞当中,最终只有一名「胜利者」。 然而,自然选择的超然地位曾在一段时期内受到强烈质疑。多项科学研究表明,在个体内部,进化有时会以「非达尔文」的方式进行……上世纪60年代,日本基因学家木村资生(Motoo Kimura)注意到,在我们的基因组当中,部份突变会逃脱自然选择的筛选。。 达尔文的进化论一方面说明个体处于不断发展变化之中,另一方面也提出了促进个体进化的外在原因,从而给沉闷的神创世界带来一股「恼人」的清风。 干细胞 35年前,美国生物学家勒罗伊.斯蒂文斯(Leroy Stevens)发现了能够产生不同组织和器官功能细胞的干细胞。干细胞是如何进行分化的呢?环境的影响、干细胞相互作用、干细胞所处位置……所有这些达尔文未能想象的自然选择因素可以超越个体的层面发挥作用。 木村资生在对人类、动物和细菌不同群体的基因变异性进行分析后指出,大部份突变并不会