第八讲生物进化和人类起源的相关理论.ppt

（六）人类未来面临的2个困境 1、什么是人？ 随着生命科学、电子与计算机科学，以及材料科学的发展，将会出现克隆人、转基因器官移植人、安装有电子器官的半真人、高级仿真机器人…… 2、人类的未来在哪里？ 人类的未来在哪里？ 火星地表照片 人类最终可能要迁徙到火星。 火星南极是干冰（固态CO2），北极有冰。目前气温-60 0C, 先登陆的人们身穿太空服，通过F, Cl烃作燃料，增加温室效应，提高温度-30 0C。 美国科学家设想到2100年，有10万人在火星上定居，脱去太空服。 “火星-500” 计划于2010年6月3日在俄罗斯正式启动，中国的王跃等6人成为志愿者，共25人，为期520天火星飞行模拟试验。2015年，俄罗斯计划飞越火星并登陆。 主要内容回顾 一、生命的起源 二、生物进化论 三、生命进化的证据 四、人类的起源和进化 现代达尔文进化理论面临的挑战 新兴分子生物学——中性突变理论（日本木村资生 (M. Kimura) 1968），分子钟； 发育生物学——Hox基因家族，Pax6基因（例如，器官，眼睛）； 古生物学的复苏——生物“大爆炸”学说，生物演化间断-平衡学说。 （四）新物种形成的机理 达尔文主义科学地阐述了“生物变异----自然选择----物种形成----生物演化----生命之树”的逻辑关系。 物种不但是生物分类学的单元，更是遗传生殖单元。 种群是进化单元。 万物共祖 生命之树 隔离在物种形成中的作用 Darwin将某些地理障碍如大的山脉、峡谷、海洋等把生物相互隔开称为地理隔离。 地理隔离造成小种群间基因交流的阻断使基因库的差异越来越大，最终出现了生殖隔离，即不同小种群间的个体不能彼此交配和产生有生殖能力的后代（交配前隔离；交配后隔离）。 例. 西班牙马德拉岛上的家兔, 经过500年的隔离,不能与欧洲大陆的家兔杂交繁殖后代了。 家蝇蛹和寄生蜂相互作用的实验（康奈尔大学，1960） （五）进化的动力 在哪里？ 自然选择和遗传漂变是两种进化动力。 蜂 蝇 三、生物进化的证据 （一）生物进化的化石记录 海洋与湖泊的沉积埋藏作用是化石形成的重要条件 现已发现的化石大部分属于水生生物。 地质年代与化石记录 实体化石；遗迹化石；化学化石。 1万年内的不是化石。 （火成岩、变质岩、沉积岩） （二）生物进化的其它证据 1、生物地理学证据 生物地理学是研究物种地理分布的科学。正是生物地理学最早为Darwin提出的物种形成和生物进化提供了证据。 例：各种有袋哺乳动物如袋鼠仅仅居住在澳大利亚，而澳大利亚胎生哺乳动物非常稀少。 生物种群的进化一方面受环境选择的作用，另一方面在一定的区系内进行。 2、比较解剖学证据 对不同种群生物的个体解剖结构进行比较。同功器官；同源器官。 在一些不同种群生物中，某些器官即使行使不同功能，它们在解剖结构上也具有相同或相似性，反映出这些生物之间具有的亲源关系和从某个共同祖先进化来的轨迹。 退化器官痕迹、反祖现象。 基因可调控同源器官 昆虫的复眼，头足动物的眼睛，哺乳动物的眼睛，三者表面上看毫无关系。这种眼睛的结构与功能是自然选择无法解释的，有人曾用来难为达尔文的自然选择学说。 但现在，分子生物学研究结果，这3种类型眼睛都是由叫 Pax6基因调控的，由此对器官的同源性有了新的理解。 同样，对同源框 （Hox）基因研究，发现Hox基因簇几乎在所有动物发育过程中，控制身体各部分形成，是形态发育“总设计师”或“万能开关”，对于解释动物寒武纪大爆发有新的理论依据。 果蝇Hox 基因的BX-C突变 甲虫（谷蛀虫）野生型和突变型 Pax6 哺乳动物鲸鱼的化石（痕迹器官） 响尾蛇骨骼 痕迹器官 不同器官的变异或退化速度是不同的 玉蜀黍（玉米）的演化 返祖的玉米花序 返祖现象 分子生物学研究，玉米起源于墨西哥蜀黍，只有5-6个基因突变产生了明显差异。 3、比较胚胎学证据 比较胚胎学即不同生物胚胎发育过程的变化研究也揭示了一些不同的生物是由同一个祖先进化而来的事实。 亲缘关系相近的生物在它们发育过程中有相同的发育阶段。（重演） 4、分子生物学证据 例：人类与其他几种脊椎动物血红蛋白多肽链的氨基酸序列差别。 氨基酸差异数： 人—猴子：8 人—鼠 ：30 人—八目鳗：125 老鼠染色体与人类染色体比较 在科技成果面前梵蒂冈教皇的投降 1996年，约翰-保罗二世致函教廷科学院：“（天主教的）信仰并不反对生物进化论”；“新知识使人们承认，进化论不仅仅是一种假说，事实上，由于各学科一系列发现，这一理论已被科学界普遍接受。” 今天，美国25%相信进化论，25%反对进化论。 四、 人类的起源和进化 （一）什么是人？ 人是会制造工具的猿。 人只有200万年的进化