动物进化学时

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1、1 第十六章第十六章 动物的进化动物的进化 （1 1学时学时 ） 进化evolution：是指事物定向地不断变化和发 展。进化论本是有关生物界进化事实的理论概括， 如今已发展为生物科学的一个分支学科。 现存的所有生物都呈现密切适应高度合理的现象 。难道是上帝或神的力量创造的吗？这是千古奥 秘。 一、什么是进化？ 2 二、生命的起源二、生命的起源 关于生命起源的问题，千百年来，有种种的说法 。 特创论： 布丰进化学说： 灾变论： 宇宙生命论： 现代科学技术的发展进步，人们已认识到生物有 个从无到有、发展进化的过程。在几十亿年的漫 长岁月中，地球上由没有生命的无机物逐渐发展 而成为今天的生命世界。

2、 3 十八世纪以前，圣经及其宣扬的神 创论或创世说、特创论在西方学术界、 知识界以及整个西方文化中占据着统治地 位。 神创论认为，地球及万物是上帝在大约 6000年以前，即公元前4004年10月26日上 午9：00 钟创造出来的。自从被上帝创造 出来以后，地球上的生命没有发生任何变 化。在那个时代，大多数人相信世界是上 帝有目的地设计和创造的，由上帝制定的 法则所主宰，是有序协调、安排合理、美 妙完善且永恒不变的。并且，那个年代所 有著名的学者都毫不怀疑地相信圣经的字 面解释，神创论的思想对那个时代的科学 发展产生了极大的影响。 神创论神创论 4 乔治.布丰（George Buffon，171

3、7-1788 ），法国人，是第一个提出广泛而具体的 进化学说的博物学家。布丰收集了不少有 关自然科学的材料，编写了博物学。 在书中，他提出了进化论点，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 。 可是由于这个进化论点和教义明显不 一致，布丰经不起宗教势力的压迫而公开 发表了放弃进化观点的声明。 布丰进化学说布丰进化学说 乔治.布丰 5 法国地质学家、古生物学家居维叶可以看作是那个年代“灾变论”的 最有影响的代表。根据灾变论的观点，地球上的绝大多数变化是突然 、迅速和灾难性地发生的。居维叶认为，在整个地质发展的

4、过程中， 地球经常发生各种突如其来的灾害性变化，并且有的灾害是具有很大 规模的。例如，海洋干涸成陆地，陆地又隆起山脉，反过来陆地也可 以下沉为海洋，还有火山爆发、洪水泛滥、气候急剧变化等。当洪水 泛滥之时，大地的景象都发生了变化，许多生物遭到灭顶之灾。每当 经过一次巨大的灾害性变化，就会使几乎所有的生物灭绝。这些灭绝 的生物就沉积在相应的地层，并变成化石而被保存下来。这时，造物 主又重新创造出新的物种，使地球又重新恢复了生机。原来地球上有 多少物种，每个物种都具有什么样的形态和结构，造物主已不记得十 分准确了。所以造物主只是根据原来的大致印象来创造新的物种。这 也就是新的物种同旧的物种有少许差

5、别的原因。 居维叶推断，地球上已发生过4次灾害性的变化，最近的一次是大 约距今5000多年前的摩西洪水泛滥。这使地球上生物几乎荡尽，因而 上帝又重新创造出各个物种。最著名的例子无疑是圣经旧约中所 说的大洪水-圣经故事变成了地质学的例证。 灾变论灾变论 6 居维叶 7 1、化学过程： 无机物（原始大气原始海洋中CH4、NH3、CO 、CO2 、 H2O 、HCN 、N2等）简单有机物（氨基酸、核苷 酸、单糖、脂类等）（37亿年前）高分子复杂有机 物（蛋白质、核酸等）（36亿年前）多分子体系（ 呈现初步生命现象的分子团聚体，出现微球体等前细胞 型生命体）（35亿年前）原始细胞（34-35亿年） 原

6、核细胞（厌氧细菌）（ 亿年）光合细菌 2、生物进化过程： 原始细胞原核细胞真核细胞原始鞭毛虫 动物、植物等。 生物进化过程生物进化过程 8 9 10 三、进化的证据三、进化的证据 1、比较解剖学证据： 比较解剖学：是指系统比较不同类群生物器 官结构及其与功能相关变化的规律的科学。 （1）痕迹器官：高等动物保留某些退化的器官痕迹。 （2）同源器官：不同动物，某一器官形态和功能不同， 而其来源和基本结构相同。 （3）同功器官：不同动物，某一器官形态和功能类似， 而其起源和结构不同。 （4）过渡类型动物： 11 12 同源器官 13 2、胚胎学证据： 胚胎学：是指研究个体发育过程及其建立器官 机制的

7、科学。 （1）多细胞动物胚胎发育的早期主要阶段极为相似，后来 才越来越不相同。分类地位相差较远的动物，差别越大。 （2）重演律是进化论的重要补充。 14 15 3、古生物学证据： 古生物学：是指研究各个地质年代保存在沉积岩 中生物遗骸或遗迹（化石）的科学。 （1）顺序规律：各类生物在地层中出现有一定规律，即 从简单到复杂，从低等到高等，从水生到陆生，不断发 展。 （2）过渡类型：有许多过渡类型的化石动物，可说明动 物之间的亲源关系。 16 17 18 19 4、生理生化证据： 血清免疫实验 蛋白质分子进化 5、生物地理学证据：对动物分布观察，推动了达尔 文进化论思想的形成。 20 21 22

8、23 6 6、分子生物学证据：分子生物学证据： DNA序列的差异 24 四、进化理论概述四、进化理论概述 1、拉马克学说： 25 拉马克（Jean-Baptiste de Lamarck，1744-1829） 是法国伟大的博物学家，较早期的进化论者之一 。生于皮卡第，卒于巴黎。 幼时就读于教会学校。17611768年在军队服 役，当他在里维埃拉驻屯时，对植物学发生兴趣 。于1778年出版了3卷集的法国植物志，这时 ，他已是一位有成就的植物学家。1783年被任命 为科学院院士，为系统百科全书撰写植物学 部分，并担任皇家植物标本室主任。1820年他双 目失明，以后的著作都是由他口述、经他的女儿 记

9、录整理出版的。在动物分类方面，他第一个将 动物分为脊椎动物和无脊椎动物两大类(1794)， 首先提出“无脊椎动物”一词，由此建立了无脊椎 动物学。他也是现代博物馆标本采集原理的创始 人之一。他的代表作是无脊椎动物系统 (1801)和动物学哲学(1809)，在这两本巨著中 拉马克提出了有机界发生和系统的进化学说。 拉马克 拉马克生平拉马克生平 拉马克的进化思想相当丰富，并且在进化论的历史上第 一次成为一个体系。他的论点主要有： 1、生物种是可变的，所有现存的物种，包括人类都是 从其他物种变化、传衍而来； 2、生物本身存在由低级向高级连续发展的内在趋势； 3、环境变化是物种变化的原因，并把动物进化

10、的原因 总结为“用进废退”和“获得性遗传”两个原则。 拉马克认为，环境变化了，使得生活在这个环境中的 生物有的器官由于经常使用而发达，有的器官则由于不 用而退化，这就是“用进废退”。这种由于环境变化而引 起的变异能够遗传下去，这就是“获得性遗传”。拉马克 曾以长颈鹿的进化为例，说明他的“用进废退“观点。长颈 鹿的祖先预部并不长，由于干旱等原因。在低处已找不 到食物，迫使它伸长脖颈去吃高处的树叶，久而久之， 它的颈部就变长了。一代又一代，遗传下去，它的脖子 越来越长，终于进化为现在我们所见的长颈鹿。 总的来说，拉马克的进化学说种主观推测较多，相对 的争议也较多，但他的学说较系统和完整，内容更丰富

11、 ，拉马克的学说为达尔文的科学进化论的诞生奠定了基 础，他的动物哲学和达尔文的物种起源被称为 现代进化论思想的两大源泉。 拉马克进化论点拉马克进化论点 27 2 2、达尔文学说：、达尔文学说： 达尔文进化论的核心：自然选择学说 l生物普遍存在变异，许多变异能遗传。 l生存竞争：生物种群个体大量繁殖，生物与 环境关系复杂。每种生物为了生存繁殖，必然 要争取食物、空间、阳光，抗敌害和不良环境 。生存斗争的结果是大量个体死亡，少数生存 。 l自然选择、适者生存 在生存竞争中，保存和积累有利的变异， 并遗传给后代，不利的变异则被淘汰。 28 查尔斯达尔文（Charles Darwin，1809-188

12、2）是英国著名生物学家。达 尔文出生于英国一个医生的世家，他的家人希望他秉承家族的传统，从事医 学事业。18世纪20年代，达尔文在Edinburgh的医学院学习，但由于他对自 然历史产生了浓厚的兴趣，并因此而退学。19岁，达尔文的家人把他送到 Cambridge去学习神学，希望他成为一个乡村牧师，这样，他可以继续他对 博物学的爱好而又不至于使家族蒙羞，但是达尔文对自然历史的兴趣变得越 加浓厚，完全放弃了对神学的学习。在Cambridge期间，达尔文结识了当时 著名的植物学家Henslow和著名地质学家Sedgwick，并接受了植物学和地质 学研究的科学训练。 1831年夏天，达尔文在Hensl

13、ow的推荐下，一名不拿任何报酬的博物学家 身份随英国海军探测船“贝格尔号”参加了历时5年的环球考察，所见所闻对 其生物进化思想、自然选择学说的形成产生了重要的影响；1859年发表了 物种起源一书，用大量的事实证明了生物变异的普遍性、变异与遗传的关 系，提出了生存竞争和自然选择学说，系统地论述了物种形成的机制。该书 的发表标志着现代生物进化理论的形成，引发了近代最重要的一次科学革命 ，因而达尔文被称为生物进化论的奠基人。 达尔文生平达尔文生平 29 查尔斯达尔文（ Charles Darwin） John Stevens Henslow Adam Sedgwick (1785 1873) 30

14、31 达尔文原来是相信世界万物都是上帝创造的，但是五年的环 球航行，特别是在南美洲长期的科学考察改变了他的信仰。 在贝格尔号航行中，达尔文采集到许多植物和海生动物。在南 美洲东海岸的加拉帕戈斯群岛，这些岛上有许多种巨大的海龟和 山雀，它们整体形态相似，属于相近的物种，但各有自己的特点 和差异，这些为达尔文后来形成自然选择理论提供了重要的例证 。 表明生物是可变的，但进化的动力是什么？达尔文从南美洲 回到英国后，一直忙于研究。1838年，他偶尔读了马尔萨斯的 人口论，从中得到启发，领悟到生存斗争在生物生活中意义， 并意识到自然条件就是生物进化中所必须有的“选择者”，具体的 自然条件不同，选择者就

15、不同，选择的结果也就不相同。1844- 1858年期间，达尔文最终完成他的生物进化基本理论。1858年， 达尔文与华莱士同时在林奈学会上宣读论文，1859年物种起源 正式发表，达尔文进化理论诞生了。 从有神论到进化论从有神论到进化论 32 把现代遗传学（突变、基因漂移及基因交流）与达尔文的自然选择结合起 来作为进化主要机制的思想被称为“综合进化论”。 综合进化论使自然选择学说更加精确，它更新了自然选择学说的一些基本概 念，简述如下： 1、在达尔文看来，进化的改变仅仅体现在个体上，综合进化论则认为，由于 基因分离和重组，有性繁殖的个体不可能使其基因型恒定地延续下去，只有交 互繁殖的种群才能保持一

16、个相对恒定的基因库。因此，进化体现在种群的遗传 组成的改变上，不是个体在进化，而是种群在进化； 2、在达尔文学说中，自然选择来自繁殖过剩和生存斗争，他是基于繁殖过剩 和生存斗争做出的一个推论，而在综合进化论中，则将自然选择归结为不同基 因型有差异的延续。在种间或种内的生存斗争中，竞争的胜利者被选择下来， 它的基因型得以延续下去，这固然具有进化价值，但除此之外，生物之间的一 切相互作用，包括捕食、竞争、寄生、共生、合作等等，只要影响基因频率和 基因型频率的变化都具有进化价值。单是个体的繁殖机会的差异也能造成后代 遗传组成的改变，自然选择也在进行; 3、达尔文还不能区别可遗传的变异和不遗传的变异，他有时还采用了后天获 得性遗传的概念。综合进化论摒弃了这些过时的概念，而将自然选择学说和猛 德尔理论及基因论结合起来。 综合进化论综合进化论 33 进化谱系： 34 复习思考题：复习思考题： 1、名词解释：同源器官、同功器官