达尔文和他的进化思想

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树袋熊
袋鼠
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比较解剖学
比较解剖学：比较不同物 种之间的身体构造的学科。 物种之间特定的解剖学相 似性蕴含着进化史的证据。 为共同起源提供了重要的 证据。
同源器官：起源于相同祖先而 具有相似的结构，但外形与功
能不同的器官。如人、猫、
鲸和蝙蝠哺乳动物的前肢。
前肢同源结构
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化石记录
化石：留在岩石中的古生物的遗体、遗迹或印痕。为共同 由来提供了最直接的证据。 大部分化石发现于沉积岩。 证实生物的出现具有历史顺序。
随着时间推移，含有 各个时期化石的地层叠加
河流把沉积物带入海洋。 含有化石的沉积岩在海底形成 较新的地层含有 年代较近的化石
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综合进化论（现代达尔文主义）
1.2达尔文是进化理论的主要创立者
Darwin生平
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达尔文的“贝格尔号”航行
1828年，剑桥大学学习神学，钻研博 物学和自然史，结识了一些博学的教 授学者。 1831年，从剑桥毕业并获得学士学位 剑桥大学博物学教授Henslow推荐去 英国贝格尔号航海船上担任博物学专 家。出发之前，亨斯罗教授特别向 Darwin 赠送了Lyell（英国著名地质 学家）的《地质学原理》第一卷。
分子生物学从分子水平寻找证据，对基因以及基因产物 （蛋白质、DNA）进行序列分析。如果两个物种的基因 和蛋白质文库中单体的序列非常匹配，那这些序列必然是 从共同祖先拷贝而来。 达尔文最大胆的假设：所有生命形式都在一定程度上相关， 都从最古老的生物体分支进化而来，即所有物种都存在着 亲缘关系。 分子生物学和化石记录等都支持达尔文这一观点：所有物 种具有同样的遗传密码。
拉马克的进化理论
用进废退：是指一种动物由 于若干世代中经常使用某器 官，就会使该器官得到发展； 或者历代少用甚至不用某器 官，就会使该器官退化以致 完全丧失。 获得性遗传：由于环境影响 或用进废退所获得的变异性 质，可以通过繁殖遗传给后 代。
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卷心菜 西兰花
羽衣甘蓝
花椰菜
芥菜
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20.2 生物的微进化
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宏进化与微进化
宏进化：长时间跨度导致的物种形成或者灭绝的事件,即 物种和种以上分类群的进化。
微进化：短时间跨度（世代到世代）导致种群基因型或表现型发 生改变的事件，即生物种群和个体在相对较短时间内发生的进化 。
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达尔文进化思想的产生
1835年的夏天，贝格尔号到达太平洋东部，离南美洲西海岸965 km的加 帕戈斯群岛。考察了一个多月，采集了大量的岩石及植物和动物标本。 Darwin发现，岛上26种陆栖鸟类中，有 25种是特有的，15种海栖鱼类全 部是新种，25种甲壳虫中只有2～3种是南美洲也有的，185种显花植物中 新种为100种。
先进之处
最早比较完整地提出“进化”理论。 提出由自然产生的最简单生物发展到最复杂生物（包括人类）这样一 种真正的进化思想。 强调地球年代的远久性，进化的渐进性。 认识到环境在进化中的作用。
不足之处
不清楚生物特征如何遗传给下一代。 生物的活动并不能改变基因。 生物出生以前就已经开始了突变。
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第一个提出广泛而具体的进化学 说的博物学家,在《自然史》一书 中提出了进化论点，认为物种是可 变的，特别强调环境对生物的直接 影响，当物种生存环境的改变，尤 其是气候与食物性质的变化，可引 起生物机体的改变。 由于这个进化论点和教义明显不 一致，布丰没有坚持其进化观点。
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林奈的生物系统分类
生物系统分类 Linnaeus：瑞典博物学家 首先把类似的动植物归 类，并给予拉丁文名称， 明确了生物间存在异同 性的概念；并创建生物 命名的双名法 （属名+ 种名）。
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布丰的进化学说
Buffon进化学说 乔治.布丰 法国博物学家
三叶虫(The trilobite)
始祖鸟复原图
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地质历史及其中的化石记录雄辩地证明，生物是进化的，复杂的生物 是从简单的生物进化来的，陆生生物是从水生生物进化来的。
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生物地理学
生物地理学研究物种地理分布的学科。 南美大陆温带地区的生物和其热带地区的生物更相近（与 非洲热带比）； 拉帕戈斯群岛生物与南美大陆生物相似； 澳大利亚较多有袋类哺乳动物。
生存竞争和适者生存为 Darwin的自然选择学说的形成提供了依据，他的关 于生物通过自然选择而连续进化的理论开始成型。 1858年，英国年青的博物学家 Wallace给 Darwin写信，阐述他通过对马来 西亚群岛动植物的考察所得出的生物进化的结论。
同年， Darwin和 Wallace在英国 Linnaean学会上公布了他们各自的论文和 摘要。
进化论形成的过程和背景
特创论： Aristotle 古希腊 哲学家、科学家、 教育家 认为生物自出现在地球上就一成不变。此 观点持续了2000多年。
设计论: 生物世界，似乎是既复杂又和 谐有序，就像是被有目的地智 能设计出来的。 设计现象就被用于证明造物主 ——上帝的存在。
亚里士多德 (前384—前322年）
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分子生物学
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
人—猴子：8 人 —鼠 ：30
人—八目鳗：125
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1.4 人工选择的效应是自然选择的一个有用佐证
人工选择：是人类有计划地从生物群体中选择优良变异个体， 从而形成生物新类型的过程。 人工选择过程中包括变异、遗传和选择三个要素，其中选择 是最关键的。 三要素的关系： 没有变异就没有选择的材料； 没有遗传，变异就不能传代和积累； 没有选择就没有变异的定向发展。 实质：人类按照自己的需要和喜爱，对生物变异的不断 “留优去劣”。
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当海平面变化、海底隆起， 沉积岩暴露在外被河水侵蚀， 地层便显露出来。较深的 地层含有较古老的化石
较老的地层含有 较古老的化石
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化石 fossil
最古老的化石：35亿年前的原核生物 （古细菌和细菌）与分子和细胞学的 证据相吻合。 较新的地层中的化石记录了真核生物 各个类群的进化，如脊椎动物各纲的 相继出现。 许多过渡型的化石证明了许多类群的 关联： 如始祖鸟化石 爬行类→ 鸟类 鲸的化石证明其与陆栖祖先的关联
不同岛屿上的海龟形态各不相 同，显示出这些不同的物种是 这里特殊的气候和环境创造的。 物种是可变的，这种变化明显 受自然环境的影响和选择！
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Galapgos岛上的达尔文地雀
岛上的雀类与大陆雀类似。岛上的雀的种类更丰富，其食物 来源也多样化（包括种子、坚果、浆果和昆虫等）。达尔文 地雀的喙有多种类型与其收集的食物的种类相适应。
居维叶的生物灾变学说
Cuvier的生物灾变学说
乔治．居维叶 法国自然科 学家 比较解剖学和古生物 学奠基人 研究了巴黎附近页岩层的化 石，发现许多物种在较近的 地层中完全消失.认为物种消 失是由地球上发生的一系列 灾难性事件所导致。
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拉马克的进化理论 Lamarck的进化理论
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《物种起源》的问世
随着贝格尔号长达 5年的航海探险考察后，1836年10月，Darwin回到了英国。
整理和收集资料：1838年，他阅读了英国著名的经济学家Malthus的《人口 论》，进一步认识到生存竞争的结果使各物种在自然界中保持适当的数量， 同时逐渐向着更加适应于环境的方向变化。
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达尔文学说与微进化 物 种 形 成 宏进化与系统发生
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达尔文学说与微进化
20.1 进化理论的创立 20.2 生物的微进化
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进化理论的创立
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1.1 早期人类对生物的认识
拉马克 法国博物学家 进化论先驱 第一个通过化石的研究，提出生物 进化观点的学者，认为器官的用进 废退是生物适应环境的方式。获得 性变异能够遗传给下一代，最终导 致新物种的形成。 如：铁匠和他的儿子 长颈鹿的脖子
招潮蟹的螯枝
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拉马克的进化理论
主要思想：“用进废退”或称“获得性状遗传学说：即生物在环境的直 接影响下，经常使用的器官逐渐发达，不使用的器官逐渐退化，这 样后天获得的性状可以遗传下去。 环境条件的改变决定了变异的方向，因此称此为”定向变异“，同 时定向变异又是生物对环境的一种适应，即变异=遗传，称为“一步 适应”。

Darwin主义包含了两方面的基本含义：（1）现代 所有的生物都是从过去的生物进化来的，即共同由来 学说；（2）自然选择是生物适应环境而进化的原因， 即自然选择学说。
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自然选择学说
1．遗传 2．变异 可遗传变异与不可遗传变异 3．繁殖过剩 4．生存竞争 种内、种间、环境 5．适者生存 生存下来的生物都具有适应性，适应性是在选择 中形成的。生存斗争和适者生存的过程就是自然选 择的过程，自然选择是一个长期、缓慢连续的过程。
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先进性与不足
能够Байду номын сангаас学的解释生物进化的原因以及生物的多样性和适应 性。 不能科学的解释遗传和变异的本质以及自然选择如何对可 遗传的变异起作用等问题。
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1.3 生物进化的证据
化石 生物地理学 比较解剖学 比较胚胎学 分子生物学
1859年，Darwin《物种起源》终于问世。
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自然选择导致生物进化
生物进化是指地球上的生命从最初最原始的形式经过 漫长的岁月变异演化为几百万种形形色色生物的过程。
所谓自然选择实质上是自然环境导致生物出现生存和 繁殖能力的差别，一些生物生存下去，另一些生物被 淘汰。
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比较胚胎学
是对不同生物在发育过程中所出现的结构进行比较的学科。 亲缘关系近的生物在胚胎发育阶段形态相似。
七 种 脊 椎 动 物 胚 胎 比 较
它们的早期胚胎很相似，都具有鳃裂和尾。
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分子生物学 分子生物学：在分子水平上研究生命现象的科学。
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太平洋
大西洋
加拉帕戈斯群岛
印度洋 好望角 火地岛 新西兰
贝格尔号航海路线1831年12月27日—1836年2月27日 Beagle于1831年12月27日从英格兰德文港起锚远航，穿越北大西洋到达南美洲， 沿南美洲西岸航行，绕过南美洲的合恩岛后进入南太平洋，再沿着南美洲的南 岸航行，然后驶向加拉帕戈斯岛，之后再向南半球出发，到达澳洲的悉尼，沿着 澳洲的南岸行驶到达霍巴特，绕过澳洲后进入印度洋，绕道非洲的好望角进入 北大西洋回英国（1836年2月27日）。
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2.1 群体是生物微进化的基本单位 群体（population）：生活在同一地域、同一时期 的同种个体的集合称为群体，又称孟德尔群体， 生态学又称为种群。
现代达尔文主义认为：群体是生物进化的最小单位。自然 选择对进化的影响只有在追踪一个种群随时间所发生的改 变时才明显可见。 群题之间往往很少有明显界限，而是相互重叠。 一个群体可以和同一物种的其他群体分离开来。 群体内的个体往往比不同群体间的个体之间联系更密切。 群体遗传变异的主要来源： 染色体变异、基因突变、基因重组