生物进化理论

3.自然选择的作用
自然选择在生物演化的过程中无时无刻不 在发生，适应是自然选择的结果，不同的 环境从不同的方向选择着生物的变异使生 物的变异朝着不同方向积累，生物的性状 逐渐产生分歧，最后形成多样性的物种。
达尔文的自然选择学说
意义 ①对生物进化的原因提出了合理的解释
②科学的解释了生命的统一性和生物的多样性 ③使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上 科学的轨道。
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。 1859年，Darwin《物种起源》终于问世。

拉马克
（1744-1829）
①种群是生物进化的基本单位
种群是指生活在某一区域内的同 一种生物的全部个体。 种群中的个体并不是机械的结 合在一起，彼此可以交配，通过 繁殖将自己的基因传递给后代。 种群是生物繁殖的基本单位， 是生物进化的基本单位。
②突变为生物进化提供原材料
基因型
AA aa Aa
表现型
分趾 联趾
不足 ①不能解释遗传和变异的本质； ②对生物进化的解释仅限于生物个体水平 ③强调物种形成是渐变的结果，不能解释物 种大爆发的现象。
4. 现代进化理论 现代生物进化理论是以自然选择学说为核心、综 合基因学说发展起来的，对于遗传和变异的研究， 已经从性状水平深入到基因水平，从以生物个体为 单位,发展到以种群为单位。 主要内容 ①种群是生物进化的基本单位 ②突变为生物进化提供原材料 ③自然选择主导着进化的方向 ④进化的实质是种群基因频率发生定向改变 ⑤隔离是新物种形成的必要条件 ⑥共同进化与生物多样性的形成
基 因 频 率 向 不 同
地 理 隔 离
阻 断 基 因 交 流
出 现 种 差 群 异 的 基 因 库

差 异 进 一 步 加 大



生 殖 隔 离
新 物 种 形 成
⑤隔离是新物种形成的必要条件 地理隔离是形成物种的 量变 生殖隔离是形成物种的 质变
阶段 阶段
生殖隔离的出现，标志着新物种

⑤隔离是新物种形成的必要条件
隔离指不同种群间的个体，在自然条件下基 因不能自由交流的现象。 地理隔离 同一物种由于地理上的障碍，使 彼此间不能相遇而不能交配，使种 群间不能发生基因交流的现象。 导致基因失 去交流机会
⑤隔离是新物种形成的必要条件
生殖隔离 指进行有性生殖的生物彼此之 导致新物种 间不能杂交或杂交不育。 的形成 组 和 自 然 选 择 作 用 下 在 不 同 的 突 变 基 因 重 方 向 发 生 改 变
1831年11月，贝格尔号探险船出发进行环球探险调查 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。 不同岛屿上的海龟形态各不相同， 地雀的许多特征也有差异，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！
公元前 6 世纪，希腊哲学家 Anaximandev 预言，生物是逐渐进 化的； 18世纪，瑞典医生Linnaeus发明双名制生物命名法则； 18世纪，法国生物学家Buffon在研究中察觉到生物进化现象并 进行了描述，但没有勇气承认并作出结论； 1830年，苏格兰地质学家Lyell发表《地质学原理》第一卷，阐 述了古老地球在很早以前就形成了，地质过程经历了缓慢渐进 的变化。同时，古生物化石的研究也被引入了地质学，为进化 理论提供了基础； 法国生物学家Lamarck再一次提出了生物进化的思想 Darwin 的祖父 Erasmas Darwin 也提出了生物进化的可能性， 但他们都没有拿出足够令人信服的证据，或由于各种时代的局 限，进化论并没有被确立起来，神创论所占据的主导地位一直 没有被动摇。
1859年，Darwin《物种起源》
1860年6月30日 牛津大学图书馆 神创论与进化论的辩论会 牛 津 大 主 教 Wilberforce Huxley 进化论与神创论的斗争一 直没有停止
vs.

年青时代的Darwin和贝格尔号的航行
1809年出生，童年 山林和田野 1825年，爱丁堡大学学习医学
达尔文的自然选择学说 个体性状的差异 繁殖成功 个体 个体性状的保留或消亡
生物进化理论
享学课堂
Darwin与进化论

神创论与进化论的斗争
19世纪中叶以前，神创论或称特创论一直占据着生物学的主导地 位。 一次创造论认为，世界上各种各样的生物，包括所有植物和动物 都是上帝（神）在最初一次就造好放在地球上的，它们永远不变、 一代一代地繁衍下来。 连续创造论则认为，世界上各种各样的生物是一次又一次不断地 被神创造的，因此造成了地球上过去的物种与现代物种的差别。 英国牛津大学的一位副校长兼牧师甚至根据旧约记载还推测出上 帝创造地球和造人的准确时间。
的形成
新物种的出现，是否都要经过地理隔离？ “爆发式”进化
⑥共同进化与生物多样性的形成
任何一个物种都不是单独进化的；
不同物种之间、生物与无机环境之间在相互 影响中不断进化和发展，这就是共同进化。
⑥共同进化与生物多样性的形成
基因多样性
物种多样性 生态系统多样性
达尔文的自然选择学说与现代进化理论的比较 自然选择学说的现代认 识 等位基因 遗传成功 种群 种群基因库的改变
小岛1食物丰富
多 少
aa
联趾
假设一群金鱼有1000条，它们有2000个 颜色基因，其中纯合灰色200条，杂合的 有400条，红色的有400条。 则灰色基因频率为 （200*2+400）/2000=40%； 红色基因频率为 （400*2+400）/2000=60%。

练习： 高秆小麦(DD)与矮秆小麦(dd)杂交后，再 经过多次自交，其后代种群中基因型为DD 的个体占72％，基因型为Dd的个体占8％ ，基因型为dd的个体占20％，那么基因D 的频率是（ C ） A．72％ B．80％ C．76％ D．60％
达尔文与他的《物种起源》
1、达尔文与进化论的创立 达尔文（ 1809-1882 ）：英国博物学家， 1831 － 1836 年随“贝格尔”号做环球考察，在 动植物和地质等方面进行了广泛的观察，并采 集了大量的生物标本和矿物标本，经过深入研 究，形成了以自然选择学说为核心的生物进化 学说，并于 1859 年出版了震动当时学术界的巨 著《物种起源》。
2、自然选择学说
过度繁殖 遗传和变异
生存斗争
适者生存
鱼群 过 度 繁 殖 ： 荚迷 各种生物都具有很强的繁殖能力，产生很多的后代。 远远超过环境的承受能力。
人可能是繁殖能力最小的！一对夫妻最多的能产生 十几个子女。若以每对夫妻平均生三个子女，平均30 年传 递一代计算，每隔50年人口就将增加一倍。只需数百年时 间世界人口就将达到几万亿人，显然，这是不可能的！ 动物、植物和微生物的繁殖能力比人强很多很多倍！ 若全部后代都能成活下来，只要很短时间就会超出环境的 承受能力！
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，他阅读了著名的经济学家 Malthus （马尔萨斯 , 1766-1834）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。 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。
遗传变异： 生物产生的后代会发生变异，产生各种不同于亲代的性 状！
生物的变异有的比亲代更适应环境，有的却不适应环境！
生存斗争： 生物的生存资源有限，要生存就必须与无机环境、异种 及同种的其他个体进行斗争！
一个物种要生存下去，就必须不停地与环境中的各种因素 进行斗争！
适者生存
达尔文认为长颈鹿的进化原因是：长颈鹿产生的后代超 过环境承受能力（过度繁殖）；它们都要吃树叶而树叶不够吃 （生存斗争）；它们有颈长和颈短的差异（遗传变异）；颈长 的能吃到树叶生存下来，颈短的却因吃不到树叶而最终饿死了 （适者生存）。
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， Henslow 教授特别向 Darwin 赠送了Lyell的《地质学原理》第一卷。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
功能
善于爬行
善于游泳
适宜环境
陆地 海洋
③自然选择主导着进化的方向
比例的变化 基因型 AA、Aa 表现型 分趾 小岛1食物丰富
小岛2食物匮乏
少 多
多
少
aa
联趾
④进化的实质是种群基因频率发生定向改变
基因库：一个种群中能进行生殖的 生物个体所含有的全部基因。 基因频率：种群基因库中某一基因 在它的全部等位基因中所占的比率。 基因型 AA、Aa 表现型 分趾 比例的变化
法国伟大的博物学家，较早期的进化论者之一。历史上第一个提出 比较完整的进化学说的是法国博物学家拉马克（ J.B.Lamark ），他 通过对植物和动物的大量观察，提出地球上的所有生物都不是神造的 ，而是由更古老的生物进化来的，生物是由低等到高等逐渐进化的， 生物各种适应性特征的形成都是用进废退和获得性遗传。