生物进化：理论，过程，证明和例子 - 生物学 - 2025

在生物的进化是生物群体中世代中的性能变化。同一物种的生物群被称为“生物种群”。

本质上，现代新达尔文主义进化论说进化论包括生命形式的逐渐变化。它大概是从一个具有复制能力的分子开始的（大约35亿年前）。

资料来源：陈思远

随着时间的流逝，世系出现了分支，出现了新的多样的物种。这种进化变化的机制是自然选择和基因漂移。

进化生物学试图了解生物多样性的起源及其维持方式。由于它是生物学的中心科学，因此通常被认为是统一的思想，它融合了生物科学的不同学科。

进化生物学的这种统一特性在Theodosius Dobzhansky的著名短语中得到了标记：“除了进化论，生物学上没有任何意义。”

如今，进化生物学已经在科学上取得了所有的进步，可以利用众多的分子特征和强大的统计分析来重建系统发育。

什么是进化过程？

进化是一个源自拉丁语“进化”的术语，翻译为展现或揭示隐藏的潜力。今天，进化一词简单地唤起了变化。引用对象或人的变化可能是我们日常词典的一部分。

然而，生物进化是指代代相传的生物群的变化。Futuyma（2005）使用了这种进化的一般定义。重要的是要注意，有机体作为个体不会进化，而有机体会进化。

在生物学中，在时间和空间上共存的同一物种的个体集合称为种群。为了使种群的变化被认为是进化的，它必须通过遗传物质从一代传给另一世代。

科学进化论

自远古时代以来，人类就对生命的起源以及有机生物所存在的巨大多样性的存在产生了内在的好奇。

由于英国博物学家查尔斯·达尔文（Charles Darwin，1809-1882）对科学的发展产生了重大影响，因此我们将研究在他的贡献前后提出的理论。

达尔文之前：创造论和物种的不变性

在达尔文之前，博物学家和其他科学家的特征是对物种起源的创世论思想。

处理了本质主义者的愿景，其中每个物种都有一个不变的本质，而我们在小组中观察到的变化仅是由于存在的缺陷。这个概念在柏拉图和亚里斯多德时代就得到了解决。

一段时间之后，基督徒开始真正理解圣经的段落，了解有机物是由超自然实体在一次事件中创造的。这个概念不允许物种随时间变化，因为它们是在神圣完美的基础上创造的。

在18世纪，博物学家的目标是对上帝创造的神圣计划进行分类。例如，林奈（Linnaeus）遵循这种思路为当前的分类法奠定了基础。

后来，这一观点遭到了各种思想家的挑战。让·巴蒂斯特·拉马克（Jean Baptiste Lamarck）提出了最相关的达尔文时代前理论。对他来说，每个物种都是通过自发产生的，并且随着时间的流逝而“进步”或改善。

Lamarck建立的最相关的原则之一是对后继角色的继承。这位博物学家认为，我们一生所拥有的不同特征可以传递给我们的后代。

例如，在拉马克主义者看来，一个健美运动员要努力锻炼所有肌肉群，必须让孩子的肌肉发达。废除器官也适用相同的原则。

达尔文和华莱士对进化生物学的贡献：自然选择

查尔斯·达尔文（Charles Darwin）的名字出现在大多数生物学著作中，无论他的专长如何。达尔文以令人难以置信的程度彻底改变了生物学和科学领域，例如牛顿的贡献。

达尔文年轻时一直忠实于圣经的教义。然而，伴随着宗教思想，达尔文表达了对自然科学的兴趣，这就是为什么他用当下最杰出的科学思想包围自己。

小猎犬之旅

达尔文（Darwin）的生活发生了转折，他从小就开始乘坐BMS小猎犬号（HMS Beagle）探险，这艘英国船将探索南美的不同地区。经过长达数年的旅程，达尔文观察并收集了南美动植物种类繁多的物种。

得益于他的最佳财务状况，达尔文能够将自己的一生献给他在生物科学领域的工作。经过广泛的冥想-以及关于经济学的讲座-达尔文提出了他的自然选择理论。

自然选择是一个简单而有力的想法，是一种重要的进化机制-尽管并非唯一，但我们会在后面看到。

这个想法并非完全由达尔文推论得出。一位年轻的博物学家阿尔弗雷德·华莱士（Alfred Wallace）独立提出了非常相似的想法。华莱士与达尔文交流，两者共同提出了自然选择的进化论。

物种起源

后来，达尔文提出了他的杰作：《物种起源》，详细阐述了他的理论，并提供了有力的证据。这本书有六个版本，达尔文一生都在努力。

自然选择理论认为，如果在个体群体中存在一些有用的且可遗传的变异，则特征拥有者之间将存在差异繁殖。这些将倾向于产生更多的后代，从而增加种群中性状的频率。

此外，达尔文还提出了共同祖先：所有物种在进化时代都与共同祖先背道而驰。因此，所有有机生命都可以在伟大的生命树中得到体现。

达尔文之后：新达尔文主义与综合

“起源”一书出版后，当时最重要的科学家们立即引起了巨大争议。然而，随着时间的流逝，该理论逐渐被接受。

有些生物学家从未接受过达尔文主义的思想，所以他们产生了自己的进化论，如今几乎完全被抹黑了。这方面的例子包括新拉马克主义，矫正发生和变异主义等。

在30到40年代之间，随着进化综合的出现，所有反达尔文主义的理论都被抛弃了。这包括达尔文思想的结合，以及诸如费舍尔，霍尔丹，迈尔和赖特等一系列遗传学家和古生物学家的贡献。

由于达尔文在工作中遇到的困难之一是对作为遗传颗粒的基因的无知，因此该综合设法将进化论与正确的遗传原理统一起来。

进化的证据：只是理论？

如今，生物学进化已成为有力且丰富的证据支持的事实。尽管生物学家并不怀疑这一过程的准确性，但在日常生活中，我们听说进化只是一种理论而已-具有贬义的含义。

这种误解源于以下事实：“理论”一词在科学和日常生活中具有不同的含义。对于大多数人来说，理论是对事实的不确定预测，其特征是基础薄弱。对于科学家而言，理论是连贯且结构合理的思想的集合。

按照这种思想顺序，我们可以得出结论，进化是一个事实，并且有解释它的机制，例如自然选择理论。以下是进化过程的最杰出证据。

同源性

如果所说的特征是直接从共同祖先那里继承的，则两个过程或结构是同源的。在进化生物学中，同源性是一个基本点，因为它们是使我们能够重构群体之间祖先后代关系的唯一特征。

形态同源

同源性的一个非常著名的例子是四足动物的四肢骨骼。让我们以三种运动方式不同的动物来理解为什么同源性是进化过程的有力证据：人类，鲸鱼和蝙蝠。

这三个小组的前肢有一个基本的结构计划，因为他们是从同一个祖先那里继承下来的。也就是说，祖先的四足动物有肱骨，其次是a骨和尺骨，最后是一系列指骨。

没有功能上的原因，为什么三种生活方式截然不同的动物应该共享相同的四肢骨骼计划。

如果设计了生命，则没有理由以相同的计划来构建水生生物，飞行生物和陆地生物。无论经验如何，工程师都不会以相同的方式制造飞行和游泳生物。

解释这一点的最合乎逻辑的方法是在共同的祖先。这三个人都从祖先那里继承了这一结构计划，并进行了我们今天看到的适应性修改：机翼，鳍和臂。

分子同源性

同源性不限于生物的解剖特征。它们也可以在分子水平上得到证明。生物的遗传信息存储在DNA中，并以三联体的形式翻译：三个核苷酸对应一个氨基酸。

通用的分子同源性是对这种遗传密码的阅读，因为实际上所有有机物都共享这种语言-尽管有非常特殊的例外。

化石记录

当达尔文提出他的自然选择理论时，他认为化石记录中不存在所有渐变形式，因为它是不完整的。相反，反对达尔文主义思想的人认为记录的不连续性是对该理论的证明。

我们必须记住，有机物的化石过程是一个不太可能发生的事件，加上标本处于良好状态的可能性不大。由于这些原因，化石记录中只记录了不到1％的存在形式。

尽管如此，仍发现保存完好的化石可作为“过去的窗户”。最著名的之一是始祖鸟。在这种化石中，爬行动物和鸟类之间的中间特征突出。同样，我们有几种原始的化石，使我们能够重建人类的进化。

已经提出了一些替代性的理论来解释寄存器的不连续性，例如标点平衡理论。

生物地理学

尽管进化得到了许多知识分支的证据的支持，但正是生物地理学使达尔文信服了进化过程的真实性。

生命有机体在地球上的分布不是均匀的，这种模式的许多方面可以用进化论来解释，而不能用特殊的创造假说来解释。

当我们检查海洋岛屿（从未与大陆接触过的孤立元素）的动物区系时，我们发现物种组成非常独特。例如，可以在北大西洋的百慕大群岛上看到这种情况。

该地区的脊椎动物（非海洋）很少，主要是鸟类，候鸟和蜥蜴等。其中一些物种与北美的动物区系有着重要的关系。就其他方面而言，其他人则是该岛特有的，在任何其他地区都找不到。

这种分布模式与进化过程兼容，因为该区域特别是被能够飞行和能够分散很远距离的动物所定居。

行动中的进化：进化的例子

进化生物学的另一个误解是它与一个极其缓慢的过程有关。

要获得复杂的适应能力，例如强大的下巴或具有出色视力的眼睛是正确的，我们将不得不等待数百万年，但在相对较短的时间内，我们可以用自己的眼睛观察到某些进化过程。

接下来，我们将以Biston betularia蛾为例进行分析，以此作为行动进化的例子。稍后我们将讨论对抗生素和杀虫剂的抗药性，这是我们可以在短时间内观察到的进化的另一个例子。

工业忧郁症和

进化生物学中最突出的例子之一是工业黑色素病。这种现象在工业革命期间得到了记录，并成功地建立了比斯顿双节蛾的颜色变化与其栖息地污染之间的关系。

蛾有两种形态：一种亮，一种暗。在被污染之前，主要的变种是轻蛾，大概是因为它栖息在白桦树的轻树皮上，可能被潜在的天敌-鸟类所忽视。

随着工业革命的到来，污染已增加到显着水平。树木的树皮开始呈现出越来越深的颜色，这使飞蛾的明暗变种的频率发生了变化。

一段时间以来，黑蛾是主要的变种，因为它可以更好地隐藏在变黑的树皮中。

随后，实施了环境清理计划，以帮助减少环境污染。由于这些程序的效率，树木开始恢复其原始特征颜色。

我们可以猜到，飞蛾的频率又发生了变化，其中明显的一种是占主导地位的。因此，进化过程记录在50年的时间里。

进化机制

生物进化是一个涉及两个步骤的过程：变异的产生，然后变异的差异复制，通过自然选择或遗传漂移。因此，自然选择和进化一词不应互换使用-因为它们不能互换使用。

从种群遗传学的角度来看，进化是种群中等位基因频率随时间的变化。因此，改变等位基因频率的力量是选择，漂移，突变和迁移。

自然选择

如前所述，达尔文对生物学的最大贡献是提出了自然选择理论。这已被媒体严重误解和歪曲，将其与诸如“适者生存”之类的错误短语联系在一起。

自然选择发生的条件

自然选择是一个简单的想法，其结果令人赞叹。如果系统满足以下特征，它将不可避免地通过自然选择来发展：

进化生物学应用

进化生物学在医学，农业，保护生物学和其他学科都有许多应用。

药物

进化论是医学领域的一门必不可少的科学。例如，它可以让我们预测不加选择地使用抗生素治疗传染病的结果。

当我们不必要地使用抗生素或未完成医学治疗时，我们将消除非耐药性变异体，但耐药性个体会增加其在细菌种群中的发生率。

当前，细菌对大多数抗生素的抗性问题是全球关注和关注的话题。提高对使用抗生素的认识是减轻这种并发症的一种方法。

例如，细菌金黄色葡萄球菌在手术室中很常见，并在手术过程中引起患者感染。

如今，细菌对多种抗生素具有完全抗性，例如青霉素，氨苄青霉素和相关药物。尽管已经产生了新的抗生素来抵消它，但药物的功效越来越低。

抗争危机是进化中最戏剧性的例子之一，我们可以亲眼观察到，因此它也可以作为进化过程的证据。

农业和畜牧业

可以将相同的进化原理推论为在具有重要经济意义的农作物中使用农药消除有害生物。如果长时间使用相同类型的农药，我们将倾向于增加抗药性品种。

同样，农民寻求获得最大化（牛奶，肉类等）产量的“最佳”动物。这些牧场主选择他们认为最实用的个人。随着世代的流逝，个人越来越类似于人类所期望的。

就差异繁殖成功而言，人类人工选择的过程类似于自然选择。显着的区别是，本质上没有选择实体。

保护生物学

关于保护问题，了解“瓶颈”现象和近亲繁殖导致的适应性下降等现象，就可以避免这些问题，并制定保护计划，以提高适应性并使人们保持“健康”。

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