第三章 进化思想与进化理论的产生和发展
科学家的故事 达尔文和他的进化思想 初中八年级生物下册教案教学设计教学反思 人教版
义务教育教科书人教版生物学八年级下册第三章科学家的故事《达尔文和他的进化思想》教学设计天津市滨海新区大港第二中学窦玮爽教学目标:1.了解达尔文的进化思想的形成过程,理解生物是不断进化的。
2.树立勇于质疑、实事求是的科学态度。
3.认同达尔文的进化思想的伟大贡献以及自然选择学说的局限性。
4.认同科学探索是无止境的,树立持之以恒、勇于挑战的精神。
学情分析:学生在学习了生物进化的原因一节后,对达尔文提出的自然选择学说有了一定的了解,也能够运用自然选择学说的要点来解释简单的生物进化现象,但对于达尔文的经历以及提出生物进化理论的过程还不太了解,这也是学生比较感兴趣的话题,因此,本节课的设计立足于达尔文进化思想的形成过程,达尔文的伟大贡献以及自然选择学说的局限性三个要点展开,能够激发学生的学习热情和探究兴趣,以及有利于情感态度和价值观的教育。
教学重点:了解达尔文的进化思想的形成过程,理解生物是不断进化的。
教学难点:认同达尔文的进化思想的伟大贡献以及自然选择学说的局限性。
教学过程一.回顾导入教师活动学生活动教学意图引导学生按照达尔文的自然选择学说解释长颈鹿的长颈的形成原因。
思考、解释现象复习旧知自然导入提问:历史上第一个提出比较完整的进化的学说的人是谁?介绍法国博物学家拉马克导入:拉马克提出的理论在当时没有得到重视,为什么后来达尔文的进化思想被广泛接受了?聆听、思考思考了解达尔文之前人们是怎样看待生物的进化的激发兴趣二.探索发现教师活动学生活动教学意图引导学生通过科学家的故事了解达尔文以及他的进化思想的形成过程。
1.组织接龙讲故事2.播放有关达尔文的视频3.组织快速竞答(1)达尔文出生在哪个国家?(2)达尔文从小的兴趣爱好是什么?(3)达尔文在剑桥大学学习的是什么专业?(4)达尔文在22岁时参加了什么重要活动?历时几年?(5)达尔文在哪发现了古犰狳的化石?产生了什么质疑?接龙讲故事聆听、思考观看、思考思考、回答问题思考、回答问题思考、回答问题思考、回答问题思考、回答问题初步熟悉达尔文的经历更加全面地了解达尔文的一生激发参与热情提高学习效率出示相关图片,进行简要说明,引出达尔文进化思想形成的第一步:现代生物可能是由古老的生物进化来的。
进化理论的发展历史有图
进化理论的发展历史一、从进化思想到进化学说进化学说产生与发展是一漫长的过程。
这一过程可以分为两大阶段,即进化思想形成、发展阶段(从古希腊时期,中国西周至春秋战国时期,一直到18世纪)和进化学说产生、发展阶段(18世纪以来)。
所谓进化思想,即是指对自然界的朴素的认识,认为自然界是变化的、可相互转化或演变的。
进化学说则是指系统地阐述生物由来、变化、发展的原因及规律的理论或假说。
从进化思想发展到进化学说是一个漫长的历史过程,可以具体地区分出如下几个时期,即古代演变论的自然观形成与发展时期,中世纪创世说和不变论占统治地位时期,18~19世纪进化学说产生时期,19世纪末以来进化论修正与发展时期(图4-1)。
1、古代的自然哲学——进化思想的萌芽古代哲学思想中包含着一种近代人称之为演变或蜕变(transmutation)的概念,即认为自然界万物相互转变(由一种形式变化为另一种形式),认为今日的复杂的生物来自某种较简单的祖先,可以一直追溯到最原始的生物类型(一种传衍的概念)。
这可以说是进化思想的萌芽。
例如古希腊最早的自然哲学家之一、米利都的阿纳克西曼德(Anaximande of Miletus,BC 550年)就表达过一种生命起源观点。
他认为生命最初是从海中软泥产生的,由海中软泥产生出来的原始生物经过蜕变而产生出陆地植物。
2、中世纪西方的宗教哲学——反进化思想宗教的“创世说”(creationism)。
基督教圣经中的《创世记》把世界万物描绘成创世主上帝的特殊创造物。
从创世论的基本思想延伸出两个教条,即对自然界中生物对环境的适应的“目的论”(teleology)的解释和物种不变论(fixitism)。
创世说认为世界是一下子被创造出来的,而且一旦被创造出来就永远不变了:陆地、山川、海洋以及各种生物永远不变地存在着和存在下去,自然界无变化,无发展。
3、自然神学宗教扼杀不了科学,神学家企图调和宗教与科学之间的矛盾。
它包含这样的观点:整个自然界是按上帝制定的自然法则调节和安排的、和谐、完美的世界,一切自然现象都从属于使整个自然界保持和谐、秩序、平衡和完美的目的;生物是上帝直接的创造物,生物结构是按照它的功能要求而设计的,因而结构是严格对应于它的功能的;每一种生物都是绝对完美地适应其生存环境的;如果一种生物发生了变异,那也是为了适合于在新环境下生存的目的。
进化理论的发展历史有图
进化理论的发展历史一、从进化思想到进化学说进化学说产生与发展是一漫长的过程。
这一过程可以分为两大阶段,即进化思想形成、发展阶段(从古希腊时期,中国西周至春秋战国时期,一直到18世纪)和进化学说产生、发展阶段(18世纪以来)。
所谓进化思想,即是指对自然界的朴素的认识,认为自然界是变化的、可相互转化或演变的。
进化学说则是指系统地阐述生物由来、变化、发展的原因及规律的理论或假说。
从进化思想发展到进化学说是一个漫长的历史过程,可以具体地区分出如下几个时期,即古代演变论的自然观形成与发展时期,中世纪创世说和不变论占统治地位时期,18~19世纪进化学说产生时期,19世纪末以来进化论修正与发展时期(图4-1)。
1、古代的自然哲学——进化思想的萌芽古代哲学思想中包含着一种近代人称之为演变或蜕变(transmutation)的概念,即认为自然界万物相互转变(由一种形式变化为另一种形式),认为今日的复杂的生物来自某种较简单的祖先,可以一直追溯到最原始的生物类型(一种传衍的概念)。
这可以说是进化思想的萌芽。
例如古希腊最早的自然哲学家之一、米利都的阿纳克西曼德(Anaximande of Miletus,BC 550年)就表达过一种生命起源观点。
他认为生命最初是从海中软泥产生的,由海中软泥产生出来的原始生物经过蜕变而产生出陆地植物。
2、中世纪西方的宗教哲学——反进化思想宗教的“创世说”(creationism)。
基督教圣经中的《创世记》把世界万物描绘成创世主上帝的特殊创造物。
从创世论的基本思想延伸出两个教条,即对自然界中生物对环境的适应的“目的论”(teleology)的解释和物种不变论(fixitism)。
创世说认为世界是一下子被创造出来的,而且一旦被创造出来就永远不变了:陆地、山川、海洋以及各种生物永远不变地存在着和存在下去,自然界无变化,无发展。
3、自然神学宗教扼杀不了科学,神学家企图调和宗教与科学之间的矛盾。
它包含这样的观点:整个自然界是按上帝制定的自然法则调节和安排的、和谐、完美的世界,一切自然现象都从属于使整个自然界保持和谐、秩序、平衡和完美的目的;生物是上帝直接的创造物,生物结构是按照它的功能要求而设计的,因而结构是严格对应于它的功能的;每一种生物都是绝对完美地适应其生存环境的;如果一种生物发生了变异,那也是为了适合于在新环境下生存的目的。
达尔文进化论:物种通过自然选择而进化的原理
达尔文进化论:物种通过自然选择而进化的原理引言:达尔文进化论是指由查尔斯·达尔文在19世纪提出并发展起来的一种关于物种起源和进化的学说。
根据达尔文的观点,物种通过自然选择的过程逐渐进化,适应环境的个体将生存下来并繁衍后代,而不适应环境的个体则会逐渐被淘汰。
本文将详细介绍达尔文进化论的基本原理,以及它对生物学和其他相关领域的深远影响。
第一章:进化的基本原理1.1 变异与遗传达尔文进化论的核心观点是,物种存在着遗传变异。
每个个体都具有与其父母不完全相同的遗传信息。
这种变异是由基因的组合和突变所引起的。
这个变异会导致个体之间的差异,有些个体比其他个体更适应特定环境。
1.2 自然选择自然选择是达尔文进化论的另一个关键概念。
自然选择是指环境对个体的选择过程。
在特定环境中,某些个体具有更好的适应性和生存能力,因此更有可能生存下来并繁殖后代。
这些适应环境的个体会将其有利的特征遗传给后代,并逐渐在物种中占据主导地位。
1.3 适应性进化适应性进化是指物种对环境变化的适应过程。
当环境发生变化时,个体需要通过遗传变异来适应新的环境条件。
在这个过程中,适应性较低的个体会逐渐被淘汰,而适应性较高的个体会在新环境中获得生存和繁殖的优势。
第二章:达尔文进化论的证据2.1 化石记录化石记录是研究物种进化的重要证据之一。
通过研究不同时期的化石,科学家们能够追溯物种的起源和演化过程。
例如,化石记录显示了地球上最早的生物是单细胞生物,随后出现了多细胞生物,再到各种不同种类的生物。
2.2 比较解剖学比较解剖学是通过比较不同物种的形态结构来研究它们之间的关系和演化的方法。
例如,人类的手臂和鸟类的翅膀具有相似的结构,这表明它们是共同祖先的后代。
通过比较不同物种的解剖结构,科学家们能够推断它们之间的进化关系。
2.3 分子生物学分子生物学的发展为研究物种进化提供了新的证据。
通过比较不同物种的基因序列和蛋白质结构,科学家们能够确定它们之间的遗传关系和演化历史。
生物进化理论的发展
生物进化理论的发展生物进化理论是现代生物学领域中的重要理论之一,它描述了生物种群随时间的演化和适应环境的过程。
在过去的几个世纪里,这一理论经历了一系列的发展和改进,深刻地影响了我们对于生命起源和多样性的理解。
本文将从历史角度出发,探讨生物进化理论的发展,并展示一些重要的里程碑。
1. 达尔文的进化观点19世纪的英国自然学家查尔斯·达尔文被公认为生物进化理论的奠基人。
他的著作《物种起源》中提出了自然选择这一核心理论,即种群中存在的变异个体会与环境相互作用,以适应环境并生存下来。
这一观点颠覆了当时以神创论为主导的思想,为后来的进化理论奠定了基础。
2. 合成理论的兴起20世纪初,遗传学的发展为生物进化理论的进一步发展提供了重要的支持。
遗传学家门德尔的基因遗传学原理与达尔文的自然选择观点相结合,形成了合成理论。
这一理论认为基因变异和遗传传递是进化的基础,并解释了进化过程中如何形成新的物种和品种。
3. 中性进化理论的提出1968年,日本生物学家中岛弘藏提出了中性进化理论。
他认为大多数的遗传变异并不会对个体适应能力产生显著影响,进化的主要驱动力是基因突变在种群中的漂变。
这一理论在遗传基础和进化速度等方面对传统的自然选择理论提供了补充。
4. 分子进化的发展随着分子生物学技术的发展,研究者们开始从DNA和蛋白质的角度分析进化过程。
分子进化学对于探索物种间的遗传关系以及进化速度等问题提供了新的研究方法和证据。
分子钟模型的提出使得科学家们能够通过比较物种间的DNA序列来估计物种的分化时间,进一步推动了生物进化理论的发展。
5. 现代综合进化理论近年来,生物进化理论在基因组学、生态学和行为学等多个领域取得了显著进展。
现代综合进化理论综合了自然选择、遗传漂变、基因流动、突变和随机效应等多种进化驱动力,力求细致而全面地解释生物进化的规律。
此外,微生物进化、社会生物学以及物种形成等研究方向的不断拓展也为进一步推动生物进化理论的发展提供了新的机遇。
《人类学概论》人类学的理论发展过程(续)
第三章人类学的理论发展过程(续)第一节自然、结构与符号新进化论、结构主义、象征人类学一、新进化论(一)柴尔德的文化进化史观1936年,《人创造了自己》,提出了考古学上的石器、青铜器、铁器时代,以及与之相应的经济发展和社会进化的三段说。
提出了“新石器时代革命”、“城市革命”等术语:来描述人类社会变迁的历史;使进化论得以从“蒙昧”、“野蛮”等民族中心主义色彩浓厚的描绘中解脱出来试图树立起唯物主义的文化进化史观。
(二)怀特的文化进化标准认为人类文化是不断发展的,是从低级向高级的进步,而且世界各种文化都必定经历几个相同的阶段;1959年发表了《文化的进化》,该书是进化思想的总结;怀特认为文化尽管是一种超有机体,但也可以通过能量测算来计算其发展过程。
以能源的获取作为标准。
这是构成怀特与摩尔根的不同之处。
(摩尔根,以食物和生产工具作为进化的标志和衡量的尺度)文化的进步意味着每人每年利用能量总量的增长或利用能量的技术效率的提高。
文化发展的公式:C=E ·TC代表文化(culture),E代表人均年利用能量(energy),T代表能源开发的工具与技(technology)的效率;怀特认为文化是由技术、社会、意识形态三大体系构成的,其中技术体系决定另两个体系。
(三)文化史解释三观点(斯图尔德)(1)单线进化论,主张所有的社会都要经历类似的发展阶段,只存在阶段的差别。
(2)文化相对论,与单线进化论完全相反,强调各个民族文化发展的相对性和独特性,否认各种文化必须经历从低级到高级的每个阶段。
(3)多线进化论,即他本人的立场,既主张进化,但又考虑到文化相对性。
(四)斯图尔德的文化生态学斯图尔德认为文化与其生态环境不可分离,是相互影响、相互作用、互为因果的。
相似的生态环境下会产生相似的文化形态及其发展线索。
世界上存在的多种生态环境也造就了与之相适应的多种文化形态和进化途径。
斯图尔德提出文化三要素观:即资源、技术、劳力。
《生物进化理论的发展》 讲义
《生物进化理论的发展》讲义在生命的漫长历史中,生物进化一直是一个引人入胜且充满奥秘的领域。
对于生物如何从简单到复杂、从低级到高级不断演变,科学家们进行了长期而深入的研究,形成了一系列的生物进化理论。
早期的进化思想可以追溯到古希腊时期。
亚里士多德就曾对生物的分类和比较进行过思考。
但真正意义上的生物进化理论的开端,通常被认为是拉马克的进化学说。
拉马克认为,生物具有不断进化的能力,并且这种进化是由“用进废退”和“获得性遗传”两个原则驱动的。
“用进废退”意味着生物经常使用的器官会变得更发达,而不使用的器官则会逐渐退化。
例如,长颈鹿为了吃到高处的树叶,不断伸长脖子,久而久之脖子就变长了。
“获得性遗传”则是指生物由于环境影响或自身的活动所获得的新性状可以遗传给后代。
然而,拉马克的学说在当时并没有被广泛接受,一方面是因为缺乏足够的证据支持,另一方面是由于当时的科学研究手段还相对有限。
随着时间的推移,达尔文的进化论应运而生。
达尔文在环球旅行中观察到了大量的生物现象,经过深入思考和研究,于 1859 年发表了《物种起源》,提出了以自然选择为核心的生物进化理论。
自然选择学说的主要观点是:生物都有过度繁殖的倾向,但资源是有限的,这就导致了生存斗争。
在生存斗争中,具有有利变异的个体容易生存下来并繁殖后代,而具有不利变异的个体则容易被淘汰。
经过长期的自然选择,微小的有利变异不断积累,最终导致新物种的形成。
例如,在一个岛屿上,有两种颜色的昆虫,一种是浅色的,一种是深色的。
如果岛屿上的环境发生了变化,比如树干颜色变深了,那么浅色昆虫就容易被天敌发现而被捕食,深色昆虫则因为与环境颜色相似而更容易存活下来。
经过一段时间,深色昆虫的数量会逐渐增多,浅色昆虫的数量则会减少,甚至可能灭绝。
达尔文的进化论是生物进化理论的一个重要里程碑,它为我们理解生物的多样性和适应性提供了坚实的基础。
但达尔文的理论也存在一些局限性。
例如,他无法解释遗传变异的本质和机制。
进化论的形成和发展历程
进化论是关于生物种群演化的理论,它由一系列科学发现和思想演变逐渐形成并得到广泛接受。
以下是关于进化论形成和发展历程的概述。
1. 古代思想:早在古代,人们就开始思考生物的起源和多样性。
例如,古希腊哲学家苏格拉底和柏拉图认为存在一个有机体的连续链条,不同生物之间通过渐进的变化相互联系。
然而,缺乏证据和科学方法,这些观点只能视为纯粹的哲学假设。
2. 拉马克的遗传理论:18世纪末,法国生物学家拉马克提出了一种被称为“遗传的力量”的理论,即个体通过积极适应环境产生的特征可以遗传给后代。
尽管这个理论后来被证明是错误的,但它为后来的进化思想奠定了基础。
3. 达尔文的进化论:19世纪初,英国自然学家查尔斯·达尔文提出了进化论的核心思想。
他在其著作《物种起源》中提出了两个关键观点:物种的多样性是通过自然选择逐渐产生的,而不是由神创造;适应环境的个体会更有可能生存和繁殖,从而将其有利特征传递给后代。
达尔文的理论引起了巨大争议,但逐渐被科学界接受。
4. 孟德尔的遗传发现:19世纪中叶,奥地利修道士格雷戈尔·孟德尔通过对豌豆植物进行一系列育种实验,发现了遗传的规律。
他的工作揭示了基因在遗传中的作用,为进化论提供了分子基础。
5. 基因学和遗传学的发展:20世纪初,基于孟德尔的遗传规律,遗传学开始成为一个独立的学科。
随着基因的发现和DNA结构的解析,人们开始理解基因如何编码生物的遗传信息,并且如何通过基因突变和重组导致新的遗传变异。
6. 群体遗传学和现代综合进化理论的形成:20世纪中期,群体遗传学的发展为进化理论提供了更深入的解释。
群体遗传学研究了群体中基因频率的变化和遗传漂变的机制。
同时,现代综合进化理论的形成将自然选择、遗传漂变、突变和基因流等因素整合在一起,提供了更全面的解释。
7. 分子进化学的兴起:20世纪后期,分子生物学的快速发展促使分子进化学成为进化论的重要组成部分。
通过比较DNA和蛋白质序列,研究人员可以重建物种间的进化关系,并推断出共同祖先的存在时间和地点。
进化理论的发展
进化理论的发展进化理论是生物学中的一项重要理论,它试图解释物种的多样性以及物种的起源和演化过程。
自然选择是进化理论的核心概念之一,在19世纪由达尔文提出并逐渐被广泛接受。
然而,进化理论在20世纪取得了更大的突破和发展,为我们对生命起源和多样性的理解提供了重要的贡献。
1. 遗传学的进展在进化理论的发展中,遗传学起到了至关重要的作用。
遗传学研究了遗传信息传递和遗传变异的机制,揭示了物种之间的遗传关系和遗传变异对进化的影响。
格里高利·孟德尔的遗传学实验证明了基因的存在和传递规律,奠定了遗传学的基础。
随后,约翰·华生和弗朗西斯·克里克的发现DNA的双螺旋结构,以及詹姆斯·华特森和弗朗西斯·克里克的提出了DNA复制和遗传信息传递的模型,为进化理论提供了分子基础。
2. 突变与基因漂变突变和基因漂变是进化理论中另外两个重要概念,它们解释了遗传变异是如何在物种中产生和维持的。
突变是基因组中的随机改变,它们能够产生新的遗传变异。
这些突变可能对物种适应环境提供优势或劣势,进而影响物种的进化方向。
基因漂变是指在小规模物种群中,由于偶然的遗传漂变导致基因频率的随机变化。
基因漂变对于那些处于孤立状态的种群来说尤为重要,因为它们可以导致物种的遗传差异和多样性的累积。
3. 分子进化与DNA比对随着分子生物学技术的进步,分子进化成为进化理论的重要分支之一。
通过比较不同物种的DNA序列,我们可以推断它们之间的进化关系,并重建物种的进化树。
DNA比对是分子进化中的核心方法之一。
通过将不同物种的DNA序列进行比较,我们可以计算它们之间的遗传距离,并推测它们的共同祖先。
这为我们理解进化过程提供了重要的工具。
4. 自然选择的机制自然选择是进化理论的核心概念,它描述了物种适应环境和生存竞争的过程。
根据遗传变异的累积和对环境的选择压力,自然选择可以产生适应性更强的个体和物种。
达尔文提出的自然选择理论为解释生物多样性和物种适应性提供了关键的解释。
浅谈生物进化理论蕴含的哲学思想
浅谈生物进化理论蕴含的哲学思想生物进化理论不是新理论推翻旧理论,而是新理论对旧理论不断地修正、深入和扩展。
一、生物进化理论的其发展世界上第一个比较系统地阐明生物进化思想的是拉马克,他的进化论一提出,就引发很多争议,如同灾变论、同神创论的斗争。
尽管拉马克学说中某些观点是错误的,但是拉马克动摇了神创论的基石,为进化论的胜利铺平了道路。
到了19世纪中叶,达尔文的自然选择学说为生物进化奠定了科学基础。
随着遗传学、分子生物学等学科的发展,生物进化出现了很多学说,如现代综合进化理论、分子中性论、间断平衡论和新灾变论等。
这些新学说的提出使达尔文学说得到了补充和发展,形成更完善的进化理论。
现代综合进化理论的核心仍然是自然选择,它结合遗传学和数学,系统地得出进化的实质是种群基因频率的改变,使达尔文学说在遗传的本质上得到了发展。
分子中性论则主张生物内的突变是中性的,既无利又无害,因此自然选择无法起作用。
间断平衡论主张进化是渐变和突变的交替出现,主张新物种可以突然形成,跳跃性的进化。
达尔文学说则是主张进化是渐变的,缓慢形成的,生物体的微小差异经过长时期的积累变成了大的变异,最终形成新物种。
但是达尔文的渐进进化观不能解释在连续地层中新物种的突然出现。
因此间断平衡论也是达尔文学说的补充和发展:生物进化并不总是缓慢进化的,有时也是跃进的;生物进化也不总是连续性的、渐进的,而有时是间断性飞跃的。
二、生物进化中蕴含的哲学思想(一)耗散结构理论进化是指自然物演化中由无序到有序、由低等到高等的上升过程,根据耗散结构理论,进化的条件是:1.远离热平衡态拉兹洛说过,系统在热平衡状态下,能量和物质流已经消除了温度的差别和浓度的差别,系统的元素是处于随机混和的无序状态。
此时系统的熵是正值。
只有当熵值减小到负值时,也就是系统要远离热平衡态,进化才能产生。
2.开放系统系统内部会自发的产生混乱,即熵值大于零,系统怎样才能克服内部产生的混乱,远离热平衡呢?那就需要一个开放的系统与周围环境不断进行物质和能量交换,不断地从环境中吸取负熵来消除自身不得不产生的正熵。
生物进化理论及其发展
生物进化理论及发展摘要:进化论是生命科学中的最高理论。
生命科学各个层次的研究以及各分支学科体系的建立无不以生物进化的理论为其指导思想,而生物进化的理论也随着生命课学的学科的发展而不断地得到补充和发展。
在本篇综述中将阐明生物进化理论及其发展,使人们对其的认识更深。
最后,在此基础上,本文还对进化理论的发展前景进行了展望。
关键词:生物进化;达尔文;进化思想的产生;进化的理论及其发展引言一个多世纪前,进化论是作为创世说的对立面而出现的。
进化论替代创世学说是一场思想革命(Mayr,1977),是人类文明史上的大事,是自然观的大转变。
进化论瓦解了传统的思想观念,使人们认识到自然界是产生的、变化的、发展的。
现代的进化理论是在达尔文文学说的基础上以发展起来的。
为了全面而又系统地了解生物进化的理论及其发展,在本论文中全面而又系统的阐述了生物进化的产生,及其思想的形成及其发展,让人们更清楚的认识到生物是变化的,其一直在进化。
自达尔文1989年发表《物种起源》(The Origin of Species)一书以来,“进化”(evolution)已逐渐成为生物学文献中出现频率最高的词汇之一,进化生物学(evolutionary biology)则成为当今生命科学中一个重要的前沿领域。
纵观150年来,随着科学界对生物进化现象的认识不断深化,人们对达尔文进化论的理解也随之不断深入,进化论自身也走过了曲折的发展之路。
除了像其他任何一种科学理论一样需要补充和修正外,进化论还经受了来自科学领域之外的一次又一次挑战。
今天,分子水平的生物进化研究正在蓬勃兴起,人们对进化论的兴趣有增无减,同时也提出了更高的要求,即以进化论为核心的进化生物学研究不仅应能够解释各种复杂生命现象,重建生物的自然历史,而且还应具有一定的预测性和应用潜力。
因而,藉纪念达尔文(C.Darwin)诞辰200周年和《物种起源》出版150周年之际,回顾进化论与进化生物学的发展历程,将有助于我们全面了解该领域的科学理论与知识,并用于指导21世纪生命科学的研究。
进化论的基本思想
进化论的基本思想进化论是生物学领域一项核心理论,它是一种关于自然界中所有生命形式的产生、演化和分布的科学理论。
19世纪,达尔文和华莱士等人提出了进化论,他们认为生物种群的演变是由基因变异和自然选择机制所驱动的。
这一理论对生物学、生态学和医学等领域产生了深远的影响。
进化论的基本思想在于生物种群内存在着巨大的遗传差异,并且这些差异是在漫长的时间里逐渐累积而成的。
种群中的个体之间存在着巨大的遗传多样性,因此它们能够适应不同的环境,从而获得更高的存活竞争能力。
这个过程被称为自然选择,它会使那些适应力弱的生物逐步被淘汰,而那些适应力强的生物则逐渐得以保存和加强。
进化论认为适应环境是生物演化的最终目的,这也是生物形态、生殖、行为和分布等方面的适应性特征得以形成和发展的基础。
传统的进化论认为进化是一种逐步而缓慢地发生的过程,它的速度主要由基因发生变异的速度和自然选择的效率来决定。
近年来,随着分子生物学和遗传学的发展,进化论观念也得到了进一步修正和发展。
现代进化论主张进化也可以是以爆发式的速度发生的,在某些极端环境中,适应环境的生物能够自适应进化和利用克服环境不利因素的基因。
尤其是多样性和变异性的基因体现,被严密地发扬着。
进化论的成功在于它提供了一种思考生物多样性的新范式。
通过研究生物的演化历史,人们能够更加深入地理解生物在地球上的分布和演化过程,从而为改善人类的生活条件和保护生态环境提供更加有效的指导。
总而言之,进化论的基本思想揭示了生物多样性在其进化过程中所存分歧异化和适应环境的本质。
通过学习进化论,我们可以更好地了解生命属相互关系,也可以深入研究生态系统的机理,为保护生态环境打下一个重要的理论基础。
达尔文进化论的产生、发展和传播
达尔文进化论的产生、发展和传播达尔文进化论的产生、发展和传播摘要:19世纪中叶,达尔文创立了科学的生物进化学说,以自然选择为核心的达尔文进化论,第一次对整个生物界的发生、发展,作出了唯物的、规律性的解释,推翻了特创论等唯心主义形而上学在生物学中的统治地位,使生物学发生了一个革命变革。
除了生物学外,他的理论对人类学、心理学及哲学的发展都有不容忽视的影响。
关键词:达尔文、进化论、发展19世纪中叶,查尔斯·达尔文,出版《物种起源》这一划时代的著作,提出了生物进化论学说,从而摧毁了各种唯心的神造论和物种不变论。
恩格斯将“进化论”列为19世纪自然科学的三大发现之一。
英国生物学家达尔文也因此成为进化论的奠基人。
进化论的建立,达尔文乘坐"贝格尔"号环球旅行是至关重要的。
那个时候,一个叫莱尔的英国人出版了《地质学原理》,这本书讲到地球地貌是不断变化的,而且还在不断的变化之中。
并找了很多化石标本证明其的观点. 达尔文觉得这个理论可以借鉴。
在旅途中达尔文观察记录各地的动物,收集标本. 特别在著名的加拉帕戈斯群岛。
看到每个小岛上相同又不同的海龟和海鸟,达尔文得出结论,各个物种之间是有关系的,物种是不断的进化的,找到了灵感。
于是,回去之后达尔文又接受了马尔萨斯的《人口原理》中的过渡繁殖,生存斗争的理论,写了《物种起源》。
自1859年达尔文的《物种起源》出版后,他所建立的以自然选择为核心的进化论经过一段争论之后较快地被同时代的许多生物学家所接受,并在科学上不断得到补充。
但是,由于遗传学在1900年以前尚未建立,自然选择的机制尚缺乏实验基础,人们在承认生物进化事实的同时,对进化的机制却产生了种种看法。
自然选择陷入了循环论证的怪圈:适者生存,存者即为适者。
“适者生存”是一种有争论的自然选择表述方式,实际上更专业的表述方式应采用“生存和繁殖分异率”(differential rate of survival and reproduction)这一术语。
第三章 自然界的演化规律
▪ 但是一些科学家设想如果运用“粗粒化”方法,可 以对玻尔兹曼的不可逆性问题重新解释,如物理学 家杰恩斯(EdJaynes)说我们之所以对亿万个分 子构成的运动无法追踪认识,“不是因为物理过程 本身不可逆,而是因为我们追循物理过程的能力有 限。”也就是说,如果我们的感觉足够灵敏,我们 就可以看到分子的单独运动,从而可以去证实,所 有的过程在这种微观层次上是可逆的。这种思想经 过信息论的处理变成了现实。申侬认为从伴随噪音 而接收下来的一切信号中,可以获得有用的信息。 噪音的本质是无序的,这与信息的有序性形成对照, 信号中的信息量越大,它的熵就越小。
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▪ 现实的自然过程严格的说都是不可逆过程。不仅热 传导、质量扩散、粘滞流动、功热转化、化学反应、 生命发育、物种进化是不可逆的,即使经典物理所 研究的单摆、弹性碰撞、等温过程、绝热平衡过程 等在考虑摩擦、辐射等因素时也是不可逆的。由此 看来,可逆性是相对的,不可逆性是绝对的。但对于 具体的过程来说,不可逆过程也往往包含着某些可 逆的因素,功热转化在能量品位上是不可逆的,但转 化能力却有可逆性;化学反应在总体上是不可逆的, 但生成物依然可以复原为反应物;生长发育和衰老 是不可逆过程,但机体的协调性和组织性却经历着 由低到高和由高到低的过程
5
▪ 传统科学为了将复杂性的问题简单化处理, 常常将不可逆性因素舍弃不予考虑。这样就 出现了上面我们所说的经典物理学和相对论 都没有讨论时间反演状况下的物体运动规律 的变化。
6
▪ 现代物理学在这方面进行了极其艰苦的探索,使这一状况获 得了明显的突破。狄拉克的正电子在时间上具有向后退行的 特征,费曼的电子理论需要不同的时间方向同时存在。吕德 斯(G-Luders)于1954年,泡林于1955年分别提出了CPT 定理,该定理对物质与反物质、空间对称性和时间的方向性 作了最理想的处理和解释。这个定理来源于一些定律的对称 性,把任何过程中的粒子换成反粒子、把该过程换成它的镜 像、以及把时间倒转这三个变换同时操作的情况下,这些定 律保持不变。即C电荷共轭,它把物质转换成反物质;P空 间反演,它把空间坐标转换成它的镜像;T时间反演,它把 时间方向倒转。CPT定理断言,物理规律预言了在一种“泛 镜像”世界中的等量但相反的事件;它同时可以说明,时间 对称性是如何可能被破坏从而产生出时间箭头。
生物进化思想的起源和发展
生物进化思想的起源和发展生命科学与技术学院 07生态班田帅 20071118107 一切生命形态发生、发展的演变过程。
“进化”一词来源于拉丁文evolution,原义为“展开”,一般用以指事物的逐渐变化、发展,由一种状态过渡到另一种状态。
1762年,瑞士学者邦尼特最先将此词应用于生物学中。
进化思想的发展古代人们在栽培植物和驯养动物的生产实践中,积累了关于生物的形态、构造和生活习性的知识,注意到生物机体的变化以及生物与环境的关系,逐步形成了朴素的生物进化思想。
古希腊的亚里士多德通过对他那个时代有关动物的知识的系统整理,把540种动物按性状的异同分为有血的和无血的两大群,每群之下又分为若干类。
他进一步提出生物等级即生物阶梯的观念,认为自然界所有生物形成一个连续的系列,即从植物一直到人逐渐变得完善起来的直线系列。
中国战国时期汇集的《尔雅》一书记载了生物类型的变化;汉初的《淮南子》一书,不仅对动植物作了初步分类,而且提出各类生物是由其原始类型发展而来的。
近代科学诞生以前,进化思想发展缓慢,当时广为流行的是神创论和物种不变论。
这种观点直到18世纪仍在生物学中占统治地位,其代表人物是瑞典植物学家C.von 林耐(1707~1778)。
他所提出的分类系统虽然有助于揭示生物物种之间的历史联系,但他却把物种看作是上帝创造的不可改变的产物。
随着生产和科学的发展,积累了许多新的与物种不变相矛盾的事实。
在大量事实的影响下,甚至像林耐这样坚定的神创论者,在晚年也不得不承认由于杂交的结果能产生新种。
和林耐的观点相反,法国学者G.L.L.布丰(1707~1788)相信物种是变化的,现代的动物是少数原始类型的后代。
他把有机体与居住环境联系起来,认为气候、食物和人的驯养等因素可引起动物性状的变异。
1809年,另一位法国学者J.-B.de拉马克(1744~1829)在其《动物学哲学》中,用环境作用的影响、器官的用进废退和获得性的遗传等原理解释生物进化过程,创立了第一个比较严整的进化理论。
生物进化思想的发展
生物进化思想的发展
生物进化思想的发展始于古希腊哲学家受柏拉图和亚里士多德影响,他们提出“原物说”的观点,即假设生物正在不断的演变,自古至今任何物种的演化都是由不同形式的变化以及“元件继承”现象而产生的。
在17和18世纪,欧洲有不少植物和动物的发现,科学家们的观点更加明确,开始提出有物种之间可能存在进化关系,但是没有足够的证据验证。
至19世纪末,随着近代科学理论和具体实践,科学家们得以更准确地捕捉实际过程,并对生物进化关系实行系统建立,加入了许多有针对性的理论,比如恩格斯的“物竞天择”和达尔文的“物种的自然选择”等,这些理论使生物进化思想受到更为广泛的认可,使有形象、量化的生物进化观点更加清晰地被展示出来;同时,先进的技术手段及其理论对预测和了解进化的未来发展和趋势起到了重要作用,进一步推动了生物进化思想的发展。
进化理论及其探索方法
进化理论及其探索方法进化论是生物学的一个基本理论,它解释了种群进化的原理和机制,成为生物学的中心原理之一。
进化论核心概念是物种演化、自然选择和基因传递等,它基于大量的生物数据和实践研究,对生命起源和生命演化的基本规律做出了深刻的解释。
同时,探索进化论的方法也越来越多元化和复杂化,涉及到遗传学、生态学、行为学等多个领域。
进化理论的形成和发展进化理论分两个时期,第一时期为达尔文时期,第二时期为现代进化思想。
达尔文提出了物种演化的概念,在《物种起源》中明确阐述进化论,并创造了进化树的概念,进一步推广了新的进化观念。
在达尔文及其后继者们之后的百年间,“适者生存”作为进化论的中心思想得到了广泛接受,但也遇到了很大的阻碍和质疑。
直到20世纪初,通过改进遗传学理论和理解基因的机制,引进生态学和分子生物学等新技术,进化论得到了新的推进和完善。
人们发现遗传变异是进化的基础,而自然选择是推动进化的主要因素,基因的漂变、重组和选择等作用,导致了物种的分化、适应和进化。
同时,通过多种方法对生物群体的遗传结构、基因交流、群体扩散等进行研究,生态学和动态生态学发展也是进化理论的重要组成部分。
探索进化论的多种方法关于理解和探索进化论有很多不同的方法和途径,以下列出几种。
1.摹拟仿真模型模拟仿真已成为更深入了解物种演化和选择过程的常用方式之一。
通过构建适当的模型和计算方法,使仿真的实验结果与实际结果比较接近,从而描述物种之间的关系和演化轨迹实现定量定性分析、图像化显示和计算机模拟法等。
这种方法可以快速生成足够逼真的生态系统,进行分析和探究物种之间的相互作用。
2.分子生物学方法分子生物学也成为了深入探索生命进化的重要工具。
通过分析不同基因的序列、构象、交换等,比较不同物种和个体之间的遗传变异和相异,还可以推导更高级别的生命进化规律。
分子生物学技术种类繁多,如PCR、分子杂交、基因测序等等,对分析物种的种类、形态、基因组、蛋白质等方面都有重要的应用。
第三章 进化思想与进化理论的产生和发展
在同一分类单元——哺乳纲
当他把人与猿、猴放在哺乳纲同一个属时,感 叹到:“这些丑陋下贱的畜生是多么象我们呀!”
(2)老达尔文的进化思想 艾拉思姆. 达尔文(Erasmus Darwin, 1731~1802) 是查理士.达尔文(Charles Darwin)的祖父 著有《动物生物学或生命法则》:阐述物种 可变的观点和不同类型的生物可能起源于共同祖 先的“传衍”概念
1836~1859年,20多年生物学研究
1859年,《物种起源》
1882年,病逝,与牛顿并卧
(1)达尔文进化理论产生的背景 a. 16世纪以来自然科学发展准备 b. 前人进化思想的积累和影响 布丰——老达尔文——拉马克——达尔文
(挖坑) (种树)
(浇水) (收获)
c. 18~19世纪英国工、农业生产发展,科学研究 和实践,5年环球考察 d. 达尔文本人博学、创新、勤奋
则运动并达到一定终点”
2. 古中国哲学思想
①周易:
阴、阳组成8单卦64重卦,意味天地万物由 阴、阳矛盾对立而 生,变化无穷 ②庄子、老子哲学:
老子《道德经》:“万物生于有,有生于 无”;“道生一,一生二,二生三,三生万物” 庄子《齐物篇》:“凡物无成与毁,复通 为一”
二、中世纪西方宗教哲学——反进化思想
“没有达尔文的100年是到头了!”
第二节
达尔文以后进化理论的发展
一、达尔文以后进化理论的三次修正
1. 20世纪初,魏斯曼(A. Weisnann)等对达尔 文理论的过滤 —— 新达尔文主义
过 滤: ①消除“自然选择”以外内容,如拉马克“获 得性遗传”、布丰“环境直接作用” ②强调“自然选择”为进化主因素 ③强调“自然选择”原理为达尔文学说的核心
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一切生物都能发生变异,至少有一部分变异 能够遗传给后代 e. 自然选择
任何生物产生的生殖细胞或后代数目要远远 多于可能存活的个体数目(繁殖过剩),而在 所产生的后代中,那些具有最适应环境条件的 有利变异的个体有较大的生存机会并繁育后代, 从而使有利变异世代积累,不利变异则被淘汰。 自然选择——生存竞争(斗争)
f. 性状分歧、种形成、绝灭和系统树 地理隔离对性状分歧、物种形成有促进作用 系统树:“同一纲内一切生物的亲缘关系, 常常可以用一株大树来表示。……绿色的和出 芽的枝,可以代表生存的物种;过去年代所生 的枝桠,可以代表那长期的、先后继承的绝灭 物种。……它的许多已毁灭而脱落的枝条,充 塞了地壳,它的不断的美丽分枝,遮盖了大 地”——(《物种起源》第四章)
(2)达尔文进化理论主要内容 a. 物种是可变的,新种产生、旧种消灭。世界不 是静止的,而是进化的 b. 生物进化是逐渐和连续的,其中不存在不连续 的变异或突变 “自然界没有飞跃” 上述a、b基本与拉马克学说一致 c. 生物间都有一定的亲缘关系,它们有着共同的 祖先 —— 一元论生命起源说
d. 变异和遗传
莱伊尔在《地质学原理》中也体现了神学的观点:
认为“生物的绝对完善的适应表明环境的决定作用,
而环境的决定作用显示是创世主安排了生物与环境的协
调关系” 。
牛顿、波意尔等伟大的物理学家也受自然神学的影响 乔治. 居维叶(Geoge Cuvien, 1769~1832) 《动物志》具有自然目的论思想 青年时期的达尔文在1837~1838环球旅行笔记:相信 生物的适应是“完善的”,自然界是“和谐的”。
1. 复兴时期自然神学的影响 19世纪,威廉. 柏利《自然神学》(Natural Theology): “整个自然界都是按照上帝制定的自然法则 调节和安排的、和谐、完美的世界”
“生物是上帝直接的创造物,生物结构是按 照它的功能要求而设计的,结构严格对应其功能” “如果一种生物发生了变异,那也是为了适 应于在新环境下生存的目的”
均变论:现在发生在地球表面微小变化的原 因也正是地球历史中大的变化的原因,只要这 些变化是连续、恒定、持久的,在长时间里必 定产生大的地质改变。
莱伊尔:《地质学原理》
19世纪后,科学与神学完全离婚 —由达尔文完成
4.达尔文进化论的建立 达尔文(Charles Robert Darwin, 1809~1882) 1826年,爱丁堡大学医学系 1828年,剑桥大学基督学院 自学自然科学、植物学 1831~1836年,“贝格尔”号环球科学旅行
“没有达尔文的100年是到头了!”
第二节
达尔文以后进化理论的发展
一、达尔文以后进化理论的三次修正
1. 20世纪初,魏斯曼(A. Weisnann)等对达尔 文理论的过滤 —— 新达尔文主义
过 滤: ①消除“自然选择”以外内容,如拉马克“获 得性遗传”、布丰“环境直接作用” ②强调“自然选择”为进化主因素 ③强调“自然选择”原理为达尔文学说的核心
②伊姆佩多克(Impedocles, BC450):认为生命
的存在是连续的,植物源于动物
③亚里士多德(Aristotle, BC384~322):
《动物志》认识到生物传衍(血统)
关系,阐述了从水螅到人的传衍序列和逐
步完善化的过程
“由于物质产生抗力,自然界的发
生只能由低等到高等”
“自然界产生出的这些东西按一定原
则运动并达到一定终点”
2. 古中国哲学思想
①周易:
阴、阳组成8单卦64重卦,意味天地万物由 阴、阳矛盾对立而 生,变化无穷 ②庄子、老子哲学:
老子《道德经》:“万物生于有,有生于 无”;“道生一,一生二,二生三,三生万物” 庄子《齐物篇》:“凡物无成与毁,复通 为一”
二、中世纪西方宗教哲学——反进化思想
2. 20 世纪前叶,遗传学研究对达尔文理论的综合
——现代综合论
孟德尔、摩尔根等遗传学研究成果,补充了生物 学中达尔文理论对遗传、变异解释的不足和苍白 ①遗传的实质是“粒子遗传” ②适应——繁殖的相对优势
适应程度:个体或基因型对后代或基因库的相对贡献
(适应度)——(替代生存斗争、适者生存)
③适应与选择:繁殖或基因传递的相对差异
①不存在无功能器官 ②不存在功能不完善器官 ③器官在结构上相似只是由于执行功能相似; 而功能相似又是因为生存条件相似
“生存条件原理”:生存条件决定结构,结构对应功能 “目的论”的代表
2) 圣. 喜莱尔“统一物型”思想
圣.喜莱尔(Etienne Geoffroy Saint-Hilaire, 1772~1844)
等直接由非生命物质产生。
——生物进化“自然发生”起源论 拉马克学说
※某些理论与事实不符或不能证实,
历史地位
如获得性遗传、自然发生等 ※进化理论第一人,对神的勇敢
否定
(4)居维叶与喜莱尔的论战 1830年,居维叶与喜莱尔论战主题: 《对生物适应的解释》 1) 居维叶:生物的适应是绝对完善的,生物 体就象钟表一样精密、准确、协调,结构与功能 严格对应。每个器官都是为一定的功能目的而设 计的,各部件又是按最合理方式组合的。因而:
(3)达尔文进化论的历史地位
①是对进化思想研究成果的全面、系统科学总结;
是进化论发展史上划时代的里程碑;是现代进
化论主要理论源泉 ——对人类自然科学和社会科学产生重大影响
②在生物学研究领域开创了进化生物学时代。将
生物学各分支学科统一为综合性科学
达尔文进化论的不足之处 ①遗传学研究不足,同意拉马克获得性遗传原则
有血缘关系”。
3. 18~19世纪之交进化论与创世论 (1)布丰与林奈的相反变化
布丰(George Buffon, 1707~1788)
第一个提出进化学说,认为物种可变,强调 生存环境的改变,特别是气候与食物的变化,可
引起生物机体的变化。
——最终在宗教势力压迫下声明放弃进化论
林奈(C. Linnaeus,1707~1778) 物种不变论的权威,分类学创始人 晚年终于承认物种可变,并怀疑上帝创造万 物的说法,承认新种可杂交产生。 ——终于在事实压力下放弃宗教偏见 ——科学态度战胜了宗教偏见 在分类学上正确地把全部有乳腺的动物都列
主要内容: ①群体是生物进化的基本单位,进化机制研究属于 群体遗传学研究范畴 ②突变、选择、隔离是物种形成和生物进化的机制
③70年代,现代达尔文主义新综合理论(分子水 平的综合理论)对进化的选择机制研究:
自然选择是连接物种基因库和环境的纽带。
基因的突变是偶然因素,与环境没有必然联系; 选择是反偶然因素,它自动调节突变和环境的相 互关系,把偶然性纳入必然轨道。
没有依据——时代局限
②变异、进化论述上,注重个体,忽视群体遗传 的变异 ③物种形成方式上,否认突变,认为“自然界没 有飞跃”
达尔文进化论:“摒除不掉的东西” 1959年,《物种起源》100年 遗传学家缪勒(H. J. Muller)和古生物学
家辛普生(G. G. Simpson)不约而同:
One hundred years without Darwin are enough!
(3)拉马克的进化学说
拉马克(Jean-Baptiste Lamarck, 1744~1829) 法国伟大博物学家,早年从军,后从事植物、 动物、古生物研究,著三卷《法国植物志》 1809年出版《动物学的哲学》,早于达尔文 50年提出系统进化学说
拉马克学说主要内容和主要观点: ①传衍理论:物种可变,现存所有物种(包括人 类),都是从其它物种变化、传衍而来 ②进化等级说:认为自然界生物存在着由低级到 高级、由简单到复杂的一系列等级(阶梯) 将动物分成6个等级,认为自然界生物连续
在同一分类单元——哺乳纲
当他把人与猿、猴放在哺乳纲同一个属时,感 叹到:“这些丑陋下贱ห้องสมุดไป่ตู้畜生是多么象我们呀!”
(2)老达尔文的进化思想 艾拉思姆. 达尔文(Erasmus Darwin, 1731~1802) 是查理士.达尔文(Charles Darwin)的祖父 著有《动物生物学或生命法则》:阐述物种 可变的观点和不同类型的生物可能起源于共同祖 先的“传衍”概念
①反对用功能要求解释器官结构,二者不对应
——例如“萌芽器官”、“残留器官”
②认为所有动物躯体由基本上相似结构单元组成
——统一构型
欧文(Richard Owen)“原型”概念 1849年《论前肢的性质》 ①反对结构——功能对应的目的论 ②不同种类的动物、不同功能的前肢是按统一构 型、原型建造的
(5)灾变说与均变说的对立 灾变论:地球历史上周期性灾难事件,灾难 事件造成生物全体绝灭,灾难之后是新创造出 来的生物。 居维叶:1812《四足兽骨化石研究》—洪水事件
不断、缓慢地由一个类型向另一种更高级类型
变化
——垂直进化、进步性发展
③直接适应论:认为生物对环境的适应是一定变 异的结果,变异与适应等同的,环境变化直接 导致变异发生 ——直接适应 强调生物内部因素对生物适应及变异的主 要影响,环境影响是间接的
对植物:环境
对动物:环境
机能
需要
形态构造
习性
技能
形态构造
圣经《创世记》:创世说(creationism) 目的论(teleology) 上帝造物 物种不变论(fixitism)
恩格斯对“目的论”的刻画:
“猫被创造出来是为了吃老鼠,老鼠被 创造出来则是为了被猫吃,而整个自然界被创 造出来是为了证明造物主的智慧”(《自然辩 证法》.导言)。
三、近代进化学说的产生
受自然神学影响,科学家两重性: 一发面相信创世论、目的论 一方面在他们的研究领域从唯物
论出发,在自然科学中取得伟大成就 自然神学自然观一直到19世纪中期
才逐渐被科学界抛弃。
2. 近代的进化哲学 培根(Francis Bacon,1560~1626)