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1、第五章第五章 生物的进化生物的进化第三节第三节 探索生物进化的历史探索生物进化的历史地球上现在存在的生物形形地球上现在存在的生物形形色色、丰富多彩的。每一个色色、丰富多彩的。每一个生物的新个体都是由上一代生物的新个体都是由上一代个体经过生殖过程产生的。个体经过生殖过程产生的。那么最早的生物是从哪里那么最早的生物是从哪里来的？来的？是自古以来就存在是自古以来就存在的吗？的吗？如果不是自古以来如果不是自古以来就存在的，第一个生物是怎就存在的，第一个生物是怎样形成的？样形成的？关于生命起源的几种假关于生命起源的几种假说：1 1创世世说（神（神创论）和新）和新创世世说：创世世说是把生是把生命起源命起源
2、这一科学命一科学命题划人神学划人神学领域，域，认为地球上地球上的一切生命都是上帝的一切生命都是上帝设计创造的，或者是由于某造的，或者是由于某种超自然的种超自然的东西干西干预产生的。生的。1919世世纪以前西方流以前西方流行行创世世说这一学一学说。近年来，在科学的高速。近年来，在科学的高速发展展的情况下，的情况下，创世世说的支持者的支持者为坚持持这一非科学的一非科学的观点，不得不作出新的努力使圣点，不得不作出新的努力使圣经与科学与科学调和，和，用科学知用科学知识来来证明圣明圣经的故事，如将生物学和古的故事，如将生物学和古生物学的一些生物学的一些“证据据”来来证明上帝造物和物种不明上帝造物和物种不
3、变的的观点，点，这就是就是现代的新代的新创世世说。这一学一学说无无论怎怎样修修饰都是不科学的。都是不科学的。2自然发生说（自生论）：认为生命可自然发生说（自生论）：认为生命可以随时从非生命物质直接迅速产生出来。以随时从非生命物质直接迅速产生出来。如腐草生萤，腐肉生蛆、白石化羊等。这如腐草生萤，腐肉生蛆、白石化羊等。这一学说在一学说在17世纪曾流行于欧洲。随着意大世纪曾流行于欧洲。随着意大利的医生雷地和法国微生物学家巴斯德等利的医生雷地和法国微生物学家巴斯德等人的实验的成功，这一学说失去了他的生人的实验的成功，这一学说失去了他的生命力。命力。3生物发生说（生源论）：认为生命只能来自生物发生说（生
4、源论）：认为生命只能来自生命，但不能解释地球上最初的生命的来源。生命，但不能解释地球上最初的生命的来源。4宇宙发生说（字生论）：认为地球上的生命宇宙发生说（字生论）：认为地球上的生命来自宇宙间的其他星球，某些微生物的孢子可以来自宇宙间的其他星球，某些微生物的孢子可以附着在星际尘埃颗粒上而到达地球，从而使地球附着在星际尘埃颗粒上而到达地球，从而使地球具有了初始的生命。这个学说仍然不能解释宇宙具有了初始的生命。这个学说仍然不能解释宇宙间最初的生命是怎样产生的。此外，宇宙空间的间最初的生命是怎样产生的。此外，宇宙空间的物理因素，如紫外线、温度等对生命是致死的，物理因素，如紫外线、温度等对生命是致死的
5、，生命又是怎样穿过宇宙空间而不会死亡呢？生命又是怎样穿过宇宙空间而不会死亡呢？5化学进化说（新自生论）：认为地球上化学进化说（新自生论）：认为地球上的生命是在地球历史的早期，在特殊的环境的生命是在地球历史的早期，在特殊的环境条件下，由非生命物质经历长期化学进化过条件下，由非生命物质经历长期化学进化过程而产生的。这一过程是伴随着宇宙进化过程而产生的。这一过程是伴随着宇宙进化过程进行的。生命起源是一个自然历史时间，程进行的。生命起源是一个自然历史时间，是整个宇宙演化的一部分。是整个宇宙演化的一部分。 化石展示生物进化历程化石展示生物进化历程冥古宙冥古宙:地球形成地球形成太古宙太古宙:蓝细菌蓝细菌元
6、古宙元古宙:真核生物真核生物显生宙显生宙:寒武纪爆发和灭绝寒武纪爆发和灭绝 恐龙灭绝的可能原因：恐龙灭绝的可能原因：外行星撞击，地球磁场变化，火外行星撞击，地球磁场变化，火山活动，海平面变化，盐度变化，气候变化，缺氧事件，山活动，海平面变化，盐度变化，气候变化，缺氧事件，古地理变化古地理变化寒武纪爆发的原因猜想：寒武纪爆发的原因猜想：美国物理学家提出了寒武爆发美国物理学家提出了寒武爆发是由于地球大气的氧水平这个物理因素造成的；从化石是由于地球大气的氧水平这个物理因素造成的；从化石资料来看，有性生殖的发生在整个生物界的进化过程中资料来看，有性生殖的发生在整个生物界的进化过程中有着极其重大的作用，
7、由于有性生殖提供了遗传变异性，有着极其重大的作用，由于有性生殖提供了遗传变异性，从而有可能进一步增加了生物的多样性，这是造成寒武从而有可能进一步增加了生物的多样性，这是造成寒武爆发的原因之一；生物收割者假说是美国生态学家斯坦爆发的原因之一；生物收割者假说是美国生态学家斯坦利提出的，是另一种解释寒武爆发的生态学理论。利提出的，是另一种解释寒武爆发的生态学理论。适应辐射适应辐射适应辐射概念适应辐射概念(AdaptiveRadiation)在进化生物学中指的在进化生物学中指的是从原始的一般种类演变至多种多样、各自是从原始的一般种类演变至多种多样、各自适应于独特生活方式的专门物种（不包括亚适应于独特生
8、活方式的专门物种（不包括亚物种，就是说它们相互之间不能交配的物种）物种，就是说它们相互之间不能交配的物种）的过程。而这些新物种虽然有差别，但却在的过程。而这些新物种虽然有差别，但却在一定程度上保留了原始物种的某些构造特点。一定程度上保留了原始物种的某些构造特点。它们各自占据了合适自己的小生境。适应辐它们各自占据了合适自己的小生境。适应辐射这个概念适用于进化史中一个短的时间段射这个概念适用于进化史中一个短的时间段内。内。适应辐射是由变异和自然选择所推动的。适应辐射是由变异和自然选择所推动的。加拉帕戈斯地雀物种形成的速率物种形成的速率1.渐变式模型渐变式模型物种形成开始于从祖先物种分出一个小的种物
9、种形成开始于从祖先物种分出一个小的种群，由于自然选择等因素的作用，微小变异逐群，由于自然选择等因素的作用，微小变异逐渐积累，经过若干中间类型，最后形成新的物渐积累，经过若干中间类型，最后形成新的物种。种。2.点断平衡式模型点断平衡式模型物种形成开始于从祖先物种分出一个小的种物种形成开始于从祖先物种分出一个小的种群，新种的变化主要发生在从母体分出独立种群，新种的变化主要发生在从母体分出独立种群的短暂时期，这时迅速地形成新的物种。群的短暂时期，这时迅速地形成新的物种。思考：思考：三倍体无子西瓜是利用二倍体西瓜三倍体无子西瓜是利用二倍体西瓜和四倍体西瓜杂交产生的，四倍体西瓜、和四倍体西瓜杂交产生的，
10、四倍体西瓜、二倍体西瓜和三倍体无子西瓜是一个物种二倍体西瓜和三倍体无子西瓜是一个物种吗？为什么？吗？为什么？提示：提示：不是，因为这三个品种之间存在生不是，因为这三个品种之间存在生殖隔离。殖隔离。渐变式论渐变式论是新物种由母体分出的一些小种是新物种由母体分出的一些小种群。有共同的祖先繁衍而来他们获得了新群。有共同的祖先繁衍而来他们获得了新的适应而变得越来越不相似：的适应而变得越来越不相似：点断平衡论点断平衡论是新种的变化主要发生在母种是新种的变化主要发生在母种分出物种的时候，物种存在的其余时间则分出物种的时候，物种存在的其余时间则变化甚小。变化甚小。趋同进化与平行进化趋同进化与平行进化 同源器
11、官同源器官:指起源相同，结构和部位相指起源相同，结构和部位相似，而形态和功能不同的器官似，而形态和功能不同的器官 同功器官同功器官:指功能相同而起源不一定相同指功能相同而起源不一定相同的器官的器官 种间相互作用与协同进化种间相互作用与协同进化 1.协同进化协同进化物种之间相互作用、依存的关系，对于某一物种之间相互作用、依存的关系，对于某一物种来说，是除了物理环境条件之外最主要的外环物种来说，是除了物理环境条件之外最主要的外环境。物种之间的这种关系形成驱动进化的因素，使境。物种之间的这种关系形成驱动进化的因素，使生态上密切相关的物种发生相互关联的进生态上密切相关的物种发生相互关联的进化，即协同进
12、化。化，即协同进化。2.协同进化的结果协同进化的结果造就生物之间精巧的相互适应。造就生物之间精巧的相互适应。思考：思考：物种间的物种间的“军备竞赛军备竞赛”和生态系统中和生态系统中“精明的捕食者精明的捕食者”策略，都说明了在生物进策略，都说明了在生物进化过程中的什么特征？化过程中的什么特征？提示：提示：生物种群相互选择，共同进化。生物种群相互选择，共同进化。一、化石展示生物进化历程（冥古宙、太古一、化石展示生物进化历程（冥古宙、太古宙宙、元古宙、显生宙）、元古宙、显生宙）二、寒武纪爆发和灭绝二、寒武纪爆发和灭绝三、适应辐射（加拉帕戈斯地雀）三、适应辐射（加拉帕戈斯地雀）四、物种形成的速率：渐变论和点断平衡论四、物种形成的速率：渐变论和点断平衡论五、趋同进化与平行进化：（同源器官、同五、趋同进化与平行进化：（同源器官、同工工器官）器官）六、种间相互作用与协同进化六、种间相互作用与协同进化
