Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,地球的生命史,生命在地球上出现已经38亿年，期间绝灭的物种占物种总和的99.999%,大繁荣适应辐射,大萧条大绝灭,生命史中的进化事件,第五章 动物的遗传和进化,第一页，共四十页。,第二页，共四十页。,第三页，共四十页。,生命史的几个阶段,前生命的化学进化阶段,1氨基酸、核苷酸等有机分子的非生物合成和积累；Miller模拟实验,2有机单体分子在非生物体系中聚合成核酸、脂类、蛋白质等生物大分子；,3生物大分子整合成为具简单生命特征的原球体protobionts；微球体004、团聚体、为球体脂球体,(4)形成代谢与遗传体系，进化出原核细胞；,第四页，共四十页。,1953美国米勒,第五页，共四十页。,第六页，共四十页。,生物学进化阶段,异养细胞出现：地球无氧气，行无氧呼吸糖解酵？直接消耗外部有机分子，并获得能量。自养细胞出现：含卟啉类化合物，行光化学反响，将无机物变成有机物，同时产生ATP,前寒武纪蓝细菌化石，叠层石005地球出现氧、臭氧层,文化进化与生物学进化阶段,第七页，共四十页。,第八页，共四十页。,动物进化的例证,1 比较解剖学例证:同源器官,同功器官,痕迹器官,2 胚胎学例证:胚胎的相似性,生物发生律,3 古生物学例证等,第九页，共四十页。,第十页，共四十页。,第十一页,，,，共四十,页,页。,第十二页,，,，共四十,页,页。,达尔文的,进,进化论及,各,各种进化,学,学说,达尔文的,进,进化论及,其,其意义,科学家用,这,这把利剑(进化论)斩断了,无,无知、迷,信,信和傲慢,这,这些束缚,人,人类对亿,万,万年来的,生,生命的了,解,解的镣铐,。,。?物种,起,起源?的,出,出版之日,被,被自然科,学,学史家视,为,为自然科,学,学的独立,日,日。达尔,文,文完成了,千,千百年来,唯,唯物主义,哲,哲学家和,思,思想家未,能,能完成的,思,思想革命,，,，毫不留,情,情的把上,帝,帝从科学,领,领域驱逐,出,出去。,第十三页,，,，共四十,页,页。,第十四页,，,，共四十,页,页。,达尔文进,化,化学说形,成,成的四个,阶,阶段：,(1)1836年10月(,达,达尔文,结,结束环,球,球考察)以前,：,：,自然神,学,学自然,观,观时期;,(2)1836年10月至1838年9月：,由自然,神,神学自,然,然观向,演,演变论,自,自然观,转,转变;,(3)1838年10月(,马,马尔萨,斯,斯人口,论,论)到1844年：,自然选,择,择理论,形,形成时,期,期；,(4)1844年至1858年：,自然选,择,择理论,开,开展为,完,完整的,进,进化理,论,论；,环球,路,路线006,第十五,页,页，共,四,四十页,。,。,达尔文,进,进化学,说,说的内,容,容,核心是,自,自然选,择,择学说,theory of naturalselection，,综,综合前,人,人观点,。,。,变异和,遗,遗传一,切,切生物,都,都能发,生,生变异,，,，一局,部,部能够,遗,遗传给,后,后代,自然选,择,择,生物产,生,生后代,的,的数目,要,要远远,多,多于可,能,能存活,的,的个体,数,数目,繁,繁殖过,剩,剩，,只,只有具,适,适应环,境,境条件,的,的有利,变,变异的,个,个体有,较,较大的,生,生存时,机,机并繁,殖,殖后代,，,，使有,利,利变异,可,可以世,代,代积累,，,，不利,变,变异被,淘,淘汰。,第十六,页,页，共,四,四十页,。,。,性状分,歧,歧、种,形,形成、,绝,绝灭和,系,系统树,同,同种内,个,个体间,在,在结构,习,习性上,愈,愈是歧,异,异，愈,有,有利适,应,应不同,环,环境,繁,繁育更,多,多后代,分,布,布更广,歧异,愈,愈大,变,变种,、,、亚种,，,，乃至,新,新种。,地,地理隔,离,离对性,状,状分歧,和,和新种,形,形成的,促,促进作,用,用空间,、,、食物,等,等有限,，,，自然,选,选择与,生,生存斗,争,争的结,果,果使优,越,越类型,个,个体数,目,目增加,，,，不优,越,越的类,型,型个体,数,数目减,少,少到一,定,定程度,就,就发生,绝,绝灭。,性,性状分,歧,歧、新,种,种产生,和,和中间,类,类型的,绝,绝灭,种间,差,差异扩,大,大,系,系统树,相近,种,种归于,一,一属，,相,相近属,归,归于一,科,科，相,近,近科归,于,于一目,，,，相近,目,目归于,一,一纲,时,时间和,空,空间,。,。,第十七,页,页，共,四,四十页,。,。,达尔文,后,后进化,理,理论的,开,开展,达尔文,学,学说的,第,第一次,大,大修正,A.Weismann的“,新,新达尔,文,文主义,主要,是,是去除,过滤,了达,尔,尔文进,化,化论中,除,除了“,自,自然选,择,择以,外,外的庞,杂,杂内容,，,，如拉,马,马克的,“,“获得,性,性状遗,传,传、,布,布丰的,“,“环境,直,直接作,用,用等,，,，强调,“,“自然,选,选择,原,原理是,达,达尔文,学,学说的,核,核心。,达尔文,学,学说的,第,第二次,大,大修正,“现代综,合,合论(themodern synthesis)：,是由遗传,学,学家、生,物,物系统学,家,家、古生,物,物学家等,综,综合了生,物,物学各学,科,科的成就,和,和多种进,化,化因素而,建,建立的现,代,代进化理,论,论。主要,是,是对“自,然,然选择,学,学说本身,以,以及相关,概,概念如,适,适应概念,、,、物种概,念,念所作,的,的修正,第十八页,，,，共四十,页,页。,达尔文学,说,说的第三,次,次大修正,古生物学,大进化的,规,规律、进,化,化速度和,趋,趋势、种,形,形成和灭,绝,绝。,分子生物,学,学,生物大分,子,子的进化,规,规律、基,因,因内部的,负,负载结构,。,。,1 大进,化,化过程非,“,“匀速,和,和“渐变,，而是,“,“快速进,化,化和“,进,进化停滞,相间的,。,。,2 大进,化,化与分子,进,进化的随,机,机性，自,然,然选择并,非,非总是进,化,化的主因,素,素。,3 遗传,系,系统本身,具,具有某种,进,进化功能,，,，进化过,程,程本身可,能,能具有内,因,因的“驱,动,动和“,导,导向。,第十九页,，,，共四十,页,页。,进化学说,的,的主题,动力,拉,拉马克,主,主义和活,力,力论者认,为,为生物内,部,部的“意,志,志或“,活,活力驱,动,动生物进,化,化。达尔,文,文以后的,“,“突变论,者和某,些,些现代遗,传,传学家认,为,为生物本,身,身的遗传,机,机制是推,动,动进化的,主,主要因素,。,。达尔文,学,学说和现,代,代综合论,认,认为进化,的,的动力来,自,自生物的,内,内在因素(即突变)与环境,选,选择作用,相,相结合。,第二十页,，,，共四十,页,页。,方向,定向的？,适应局部,环,环境的？,随机的、,偶,偶然的、,无,无向的？,有方向，,不,不可逆的,？,？,图00,第二十一,页,页，共四,十,十页。,速度,渐变的，,根,根本均速,的,的,达,达尔文学,说,说，现代,综,综合论,条约的，,不,不匀速的,断,续,续平衡论,，,，新灾变,论,论,恒定的,分,子,子进化中,性,性论,第二十二,页,页，共四,十,十页。,分子进化,中,中性论,基于对蛋,白,白质和核,酸,酸分子的,进,进化改变(表现为,蛋,蛋白质分,子,子中的氨,基,基酸替换,和,和DNA,分,分子中的,碱,碱基替换)的比较,研,研究。,显著特点,：,：,进化速率,相,相对恒定,进化的保,守,守性,第二十三,页,页，共四,十,十页。,生物大分,子,子进化速,率,率相对恒,定,定：,以核酸和,蛋,蛋白质的,一,一级结构,的,的改变，,即,即分子序,列,列中核苷,酸,酸或氨基,酸,酸的替换,数,数作为进,化,化改变量,的,的测度，,进,进化时间,一,一年为单,位,位，那么,生,生物大分,子,子随时间,改,改变率几,乎,乎是恒定,的,的。,比,比较不同,物,物种同源,大,大分子的,一,一级结构,计,计算分,子,子进化速,率,率氨基,酸,酸或核苷,酸,酸每个位,点,点每年的,替,替换数,：,：,K=d/2tN,K：进化,速,速率d,：,：氨基酸,或,或核苷酸,替,替换数,N：大分,子,子氨基酸,或,或核苷酸,总,总数,t：大分,子,子发生分,异,异的时间,2t为,进,进化时间,，,，,是分异时,间,间的2倍,第二十四,页,页，共四,十,十页。,生物大分,子,子进化的,“,“保守性,：,功能重要,的,的大分子,或,或大分子,的,的局部在,进,进化速率,上,上明显低,于,于功能不,重,重要的大,分,分子或大,分,分子局部,。,。,生物大分,子,子进化的,保,保守性说,明,明大分子,进,进化并非,完,完全随机,的,的。,一些研究,资,资料说明,：,：生物大,分,分子进化,中,中一级结,构,构的改变,替换,只,只与进化,经,经历的时,间,间相关，,而,而与表型,进,进化速率,不,不相关。,如,如：杰克,逊,逊港鲨。,第,二,二,十,十,五,五,页,页,，,，,共,共,四,四,十,十,页,页,。,。,不,同,同,生,生,物,物,大,大,分,分,子,子,的,的,进,进,化,化,速,速,率,率,第,二,二,十,十,六,六,页,页,，,，,共,共,四,四,十,十,页,页,。,。,遗,传,传,密,密,码,码,的,的,通,通,用,用,性,性,说,说,明,明,：,：,自,然,然,界,界,所,所,有,有,生,生,命,命,形,形,式,式,都,都,是,是,相,相,互,互,关,关,联,联,的,的,。,。,亲,亲,缘,缘,关,关,系,系,越,越,是,是,相,相,近,近,的,的,物,物,种,种,，,，,他,他,们,们,的,的DNA,或,或,蛋,蛋,白,白,质,质,大,大,分,分,子,子,越,越,是,是,相,相,似,似,，,，,反,反,之,之,差,差,异,异,就,就,大,大,。,。,第,二,二,十,十,七,七,页,页,，,，,共,共,四,四,十,十,页,页,。,。,新,灾,灾,变,变,说,说1977,年,年Fisher,和,和Arthur,首,首,先,先,提,提,出,出,。,。,认,认,为,为,集,集,群,群,绝,绝,灭,灭,具,具,有,有,周,周,期,期,性,性,，,，,否,否,认,认,生,生,命,命,史,史,上,上,各,各,集,集,群,群,绝,绝,灭,灭,是,是,由,由,不,不,同,同,复,复,杂,杂,原,原,因,因,引,引,起,起,的,的,偶,偶,发,发,性,性,事,事,件,件,的,的,说,说,法,法,，,，,认,认,为,为,集,集,群,群,绝,绝,灭,灭,可,可,能,能,是,是,由,由,单,单,一,一,因,因,素,素,应,应,起,起,的,的,，,，,并,并,且,且,绝,绝,灭,灭,机,机,制,制,也,也,大,大,致,致,相,相,同,同,。,。,集,集,群,群,绝,绝,灭,灭,的,的,周,周,期,期,性,性,还,还,没,没,有,有,得,得,到,到,证,证,实,实.,第二十,八,八页，,共,共四十,页,页。,小进化,小进化,的,的单位,种内个,体,体、种,群,群,小进化,的,的主要,因,因素,基因突,变,变;迁,出,出和迁,入,入;自,然,然选择,自然选,择,择的作,用,用,19,世,世纪,英,英国,黑,黑化,蛾,蛾,加拉,帕,帕各,司,司群,岛,岛地,雀,雀,图,图008,第二,十,十九,页,页，,共,共四,十,十页,。,。,大进,化,化,大进,化,化的,单,单位,种和,种,种以,上,上类,群,群,物种,是,是根,本