进化生物学

达尔文《物种起源》 (1859) ---马君武---《达尔文物竞篇》 (1902 )《达尔文天 择篇》 (1903 )
1929年，裴文中教授发现“北京猿人”第一个头盖骨化石。1936年贾兰坡又先 后发现3个“北京猿人”头盖骨化石。 1961年鲍文奎通过远缘杂交，获得了八倍体小黑麦新物种. 1965年我国在世界上第一次人工合成具有生物活性的蛋白质----结晶牛胰岛素 1981年我国人工合成了酵母丙氨酸—tRNA。 20世纪80-90年代，我国先后将鱼的生长激素基因转入泥鳅，将牛的生长激素 基因转入奶牛、将抗病基因转入烟草、将鱼的抗寒基因转入番茄和将抗虫基因 转入棉花等, 利用转基因技术实现了人工进化.
的美国人都熟读圣经。
生物进化论的艰辛发展历程
神话式宇 宙观 尊天神论
（亚里士多德）
原始社会
朴素的唯 物观
反天神 论
BC400
奴隶社会
AD01
宗教神学 物种不变论
（林奈）
封建社会
物种可 变论
变化论
（布丰）
1700
文艺复兴
拉马克学说 首次系统阐 述进化思想 1800
灾变论
(居维叶，多宾尼)
资本主义 社会
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
2.分子进化工程
该工程是通过在试管里对以核酸为主的多分子体系施以选择压力， 模拟生物进化历程的定向进化技术，借以创造新的基因、蛋白质甚至 新物种的目的。 扩增 突变 选择
3. 发育-进化生物学(evo-developmental biology)和比较基因组 学(comparative genomics)
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。
生物是不是进化的
达尔文进化论诞生
生物是怎样进化的
进化论的发展
•现代综合进化论 •分子进化中性论 •间断平衡论 现代综合进化论
美籍苏联学者杜布赞斯基《遗传学和物种起源》(1937)
1. 遗传与变异是进化的动力，自然选择决定生物进化的方向， 变异经过 选择的考验才能形成适应(两步适应) 。
进化生物学
葛 荣 朝 科研楼616室 grcgp@sina.com
地球上有1300万－1400万个 物种。其中被人类认识并定名 的约175万种（13％）。
兰花螳螂
地衣螳螂 枯叶蝶
海鞘 巨型魔芋 猪笼草
地球生物从何而来？
进化论 神创论
6700万年
进 化 论
2.3亿年
5.7亿年 25亿年 38亿年 46亿年
2. 种群是生物进化的基本单位，进化的实质就在于种群内基因频率和基 因型频率的改变。
3. 突变、选择、隔离是物种形成和生物进化的机制，点突变是生物变异 的源泉。
分子进化中性论
日本学者木村资生《分子水平上的进化速率》1968
1. 生物进化的动力在于中性突变和突变的漂移固定。
2. 每一种生物信息大分子都有一定的进化速率，功能上重要的分子或分 子部分进化速率低。
神创论
创造活动 第 一 天 第 二 天
时间、空间、 物质、光、 地球 空气
创造活动 第 四 天 第 五 天
太阳、月亮、 星星
鱼类、鸟类
第 三 天
海、陆地、 植物
第 六 天
陆地动物、 人类
2005年底进行的盖洛普民意调查显示，只有35%的美国
人认为达尔文的进化论有足够的科学依据。35%的人称进化
论证据不足，29%的人表示知道得太少。而更让科学家感到 惊讶的是45%的美国人认为现代人是上帝创造出来的，而不 是通过上万年的进化。社会学家对调查结果的解释是，多数 美国人在这个问题上受到的科学教育太少；而大约三分之一
进化生物学发展的新方向
1.古分子生物学
20世纪80年代，美国Golenberg从1700万年前的雷它木兰化石中获 得了叶绿体racl基因的部分DNA片段,运用PCR技术进行扩增。 2006年度十大科学进展：从化石中提取DNA ：利用DNA解码和分 析技术，研究人员从尼安德特人化石和猛犸化石中获取了宝贵的遗传 信息。
利用进化理论指导动植物育种
利用细胞遗传学和分子遗传学的规律来系统地创造某些新的生物类型， 如利用各种现代分子生物学技术实现基因的水平转移，培育转基因动物和 转基因植物，以实现人工进化,为人类经济生活的不断改善和提高提供可 能。
树立辩证唯物主义自然观
进化论是在生物变化论与特创论、目的论和物种不变论的斗争中，在 唯物论与唯心论的斗争中产生并发展起来的。所以在学习进化知识自然会 受到辩证唯物主义的熏陶，有助于我们树立辩证唯物主义自然观。
（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。
达尔文的评价：拉马克 的进化思想动摇了“特创论” 的基石，敲响了“目的论” 的丧钟，为进化论的胜利铺 平了道路。
达尔文(1809-1882)到贝格尔军舰 1831-1836年环球航行5年，发现许 多生物学事实。
控制发育的基因主要分为基因家族HOX和SOX，其共同特点是进化上都 十分保守，另外其编码的蛋白质都具有DNA结合能力。从低等类群果蝇到两 栖类，鱼类，鸟类，哺乳类和人类都可以找到这类高度同源基因的存在，个 体发育就受这类发育调控基因的有序启动与关闭的调控。
进化生物学的相关概念
(一) 进化
广义进化是指事物的变化与发展。涵盖了天体的消长，生物的进化， 以及人类的出现和社会的发展。 进化(evolution) :指事物由低级的、简单的形式向高级的、复杂的形 式转变过程。
3. 损害分子功能的氨基酸或核苷酸的替换要比保持同一功能的替换发生 率要小很多。 4. 新基因的产生是通过旧有基因的重复实现的。
间断平衡论
新灾变论
1972年由艾德里奇和戈 尔德提出
1954年由欣德沃尔夫提出
我国进化论的发展
赫胥黎《进化论与伦理学及其他论文》 (1894) ---严复---《天演论》(1898)
•马尔萨斯“人口论” 认为生存斗争是由繁殖过剩引起的。
• 比较解剖学上 ，居维叶提出器 官相关论，圣提雷尔提出同源器官 和同功器官； • 胚胎学方面，法国沃尔弗发现 脊椎动物胚胎发育初期非常相似， 说明它们有共同的祖先； • 古生物学方面，不同地层发现 有不同的化石，同时越古老的地层， 化石构造越简单。
北京周口店北京人遗址博物馆展出的北京猿人头盖骨模型
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(二)生物进化
北京大学张昀
生物进化就是生物在与其生存环境相互作用的过程中，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
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。它的主要研究对象是生物界的系统发展，当然也包括某一物种 或某一完整的生物类群的发展。其重点是研究生物如何由简单向复杂， 由低等向高等的发展过程。
(四) 进化生物学
就是研究生物进化的科学，不仅包括进化的过程，更重要的是研究生 物进化的原因、机制、速率和方向，是回答为什么的科学，是追究事物或 过程的因果关系的科学。
进化生物学是在生物进化论随着分子生物学的发展由推论走向验证， 由定性走向定量的过程中应运而生的科学。
进化生物学的应用
进化论是生物学最大的统一理论 在进化理论的框架下，细胞学、植物学、动物学、生理学、比较解学、 古生物学、胚胎学、分类学、遗传学和分子生物学等不同层次的研究结果 得到了统一。
拉马克（1744-1829）《动物哲学》
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. •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)
(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。
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。 •进化论的发现在人类整 个思想史上也是划时代的 大事。
1859年11月24日
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