进化生物学讲义

一、引论

1. 什么是“生物进化”？

生物进化（evolution）指生物种群在一定时间内性状和遗传组成上的变化。

（1）性状指形态结构、生理功能和行为特性等，是以遗传为基础，生物与环境相互作用后的表现。

（2）遗传组成的变化指在生物与环境相互作用过程中，其遗传系统随时间而发生的一系列不可逆改变。

（3）通常，遗传组成上的改变，在经过自然选择后保留下来，并且表现为对环境的相对适应。

（4）生物进化表现为：物种的种类和种群数量方面的增加，生物结构趋于复杂和不断完善。

（5）最早的生命由非生命物质转化而来，现代生存的生物具有共同的祖先。 2. 进化生物学

进化生物学（evolutionary biology）指研究生物进化的科学，包括： （1）进化过程， （2）进化证据， （3）进化规律， （4）进化学说， （5）进化与地球的关系。 3. 进化生物学的简史

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3.1 生物进化论的出现：1809年，拉马克出版“动物哲学”，首次系统提出“生物进化论”。

3.2 化石证据：1812年，居维叶出版“古化石”，宣告“古生物学”诞生，提出生物进化的化石证据。

3.3 生物亲缘关系：1831-1839年，施莱登和施旺提出“细胞学说”。 3.4 以“自然选择”为基础的生物进化论：1859年，达尔文出版“物种起源”。

3.5 孟德尔遗传学：1865年，孟德尔发表“植物杂交试验”。 3.6 直立人种：1891年杜布瓦发现古人类的头盖化石，1894年被命名为“直立人种”。

3.7 新达尔文主义：1892年，魏斯曼提出“种质连续学说”，剔除了“获得性状遗传”假说。

3.8 天然射线的发现：1896年Henri Becquerel发现天然射线，为测定古化石年龄提供基础。

3.9 遗传变异机制的确立：1926年，摩尔根发表“基因论”，建立了进化的遗传基础。

3.10 北京人头盖骨：1929年，裴文中发现北京人头盖骨。 3.11 综合进化论：1930s-1940s，杜布赞斯基 等在群体遗传学基础上提出。

3.12 生态系统：1935年，A.G. Tansley提出，强调生物与环境相互关系。

3.13 生命起源的模拟实验：1953年，米勒设计并实施了“原始大气

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中生命起源的模拟实验”。 3.14 DNA双螺旋模型：1953年。

3.15 分子进化的中性学说：1968年和1969年木村资生和朱克斯先后提出，认为生物大分子进化决定于突变压和机遇，而非自然选择。 3.16 间断平衡论：1972年艾德里奇和戈尔德提出，区别于达尔文的“渐变论”和现代综合进化论的“还原主义”。

3.17 动物行为学：1973年，洛伦兹提出“动物的行为是适应环境的进化结果”。

3.18 “社会生物学：新的综合”。

3.19 同源异形基因：E.F. Wieschaus et al. (1980s) 发现了同源异形基因，其在生物类群产生和生物多样性起源中可能充当重要角色。 3.20 恐龙灭绝的灾变论：1981年，发现了6500万年前的陨石，证明灾难在生物进化中的重要性。

3.21 “生物学思想的发展：多样化、进化和遗传”：1982年，迈尔。 3.22 分子进化工程：1980s，定向进化理论和技术。 3.23 进化基因组学。 4. 学习目的和方法 4.1 目的

（1）通过生物进化论把不同生物学分支统一起来，有利于处理好宏观和微观的相互关系，有利于全面地历史地研究问题，有利于生物学教学水平的提高。 （2）确立科学的自然观。

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（3）有助于利用和改造生物的实践活动。 4.2 方法

（1）针对综合性强的特点，需要联系已经学过的生物学知识，并且根据本学科不同层次上的进化特点，认真思考，善于分析、比较，才能融会贯通。

（2）针对哲理性强的特点，注意实质，提高思想水平和哲学素养。 5. 作业

解释下列名词：生物进化，生物进化论，进化生物学。

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二、进化的“舞台”与化石证据 1. 进化与环境 1.1 生物与非生物

非生物环境提供生物基本生存条件，包括气候因子、土壤因子、地形因子。 1.2 生物与生物

1.2.1 种内关系包括竞争和互利。 1.2.2 种间关系

（1）共生，包括互利和偏利共生两种类型。 （2）有害关系，包括寄生、抗生、竞争和捕食。 1.3 生态位和食物链

（1）生态位（ecological niche）指物种在生态群落或者生态系统中的地位和角色。一般主要包括一个种群在自然生态系统中的时间、空间位置及其与相关种群之间的功能关系。生物在适应环境的过程中，首先选择适宜的区域，即与其生态位匹配的环境，其次在长期适应过程中生态位会发生变化。

（2）食物链（food chain）也称营养链，指群落中各种生物之间由于取食的关系而形成的一种复杂关系。 1.4 生态系统的进化

1.4.1 生态系统（ecosystem）指生物群落与其环境之间不断进行物质、能量和信息交流而形成的统一整体。

1.4.2 生态演替（ecological succession）包括先锋期、过渡期和顶极

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