多布然斯基(从科学发展趋势看自然观的演变)

来解释物质世界复杂变化的规律,即列子认为物种间的关系也绝不是所谓上天目的性设计的结果”包括人在内的生物界只不过是自然发展的产物,这可能是古人从观察人的胚胎和幼鱼有某种相似而得出的结论,在无生物之后首先是植物类……从这类事物变为动物的过程是连续的……,他认为生命的演化应该是这样的途径,达尔文进化论中的微小变异的连续累积似乎也与亚里士多德的积微渐进的生命演化观如出一辙。

进化论的发展历史

早期理论

多布然斯基(从科学发展趋势看自然观的演变)

中国《易经》中的阴阳、八卦说,把自然界还原为天、地、雷、风、水、火、山、泽八种基本现象,并用“阴阳”、“八卦”来解释物质世界复杂变化的规律。

列子(约前450年—约前375年)为中国古代(战国时期)著名的思想家,他在《说符》中说,“天地万物,与我并生类也。

类无贵贱,徒以大小智力而相制,迭相食,非相为而生之。

人取可食者而食之,岂天本为人生之?且蚊蚋囋肤,虎狼食肉,非天本为蚊蚋生人、虎狼生肉者哉”。

即列子认为物种间的关系也绝不是所谓上天目的性设计的结果,包括人在内的生物界只不过是自然发展的产物,人也非比其它动物更为高贵生灵。

古希腊阿那克西曼德(约公元前6世纪)认为生命最初由海中软泥产生。

原始的水生生物经过蜕变(类似昆虫幼虫的蜕皮)而变为陆地生物。

他推测,人最初是由另外一种动物产生的,其理由是别的动物都很快就给自己寻找食物,而只有人却需要很长一段哺乳时期,如果人在起初就是像现在这种样子,那他是不能存留下来的。

他认为人就是从鱼产生的,这可能是古人从观察人的胚胎和幼鱼有某种相似而得出的结论。

古希腊亚里士多德(公元前384—前322年)在《动物志》中说,“自然界由无生物进展到动物是一个积微渐进的过程,因而由于其连续性,我们难以觉察这些事物间的界限及中间物隶属于哪一边。

在无生物之后首先是植物类……从这类事物变为动物的过程是连续的……”,在《论植物》中说,“这个世界是一个完整而连续的整体,它一刻也不停顿地创造出动物、植物和一切其他的种类”。

他认为生命的演化应该是这样的途径:非生命→植物→动物(这被后人称之为“伟大的存在之链”),这也大致符合基于现代科学的认知。

达尔文进化论中的微小变异的连续累积似乎也与亚里士多德的积微渐进的生命演化观如出一辙。

宗教学特创论

中世纪的西方,基督教圣经把世界万物描写成上帝的特殊创造物。

这就是特创论或神创论。

神创论表示整个自然界被创造出来是为了彰显造物主的荣耀。

智慧设计论

智慧设计论又称作目的论,它是一种神学论,由于智慧设计论一般来说是没有神的。

智慧设计论是说世界必然是由一个超自然的东西来创造并设计了(这些实体和)某些规则,造成了这些现象。

这些现象的特征主要可归纳为不可化约的复杂性、特定复杂性,以及宇宙万物有序、符合规律。

在细胞膜是脂融性弱酸被证明后几经被否定,在基因生物学建立的PAM矩阵面前彻底被否定。

不变论

从15世纪后半叶的文艺复兴到18世纪,是近代自然科学形成和发展的时期。

这个时期在科学界占统治地位的观点是不变论。

当时这种观点被牛顿和C.v林奈表达为科学的规律:地球由于所谓第一推动力而运转起来,以后就永远不变地运动下去,生物物种本来是这样,以后也是这样,其也被否认了。

活力论

到了18世纪下半叶,I.康德的天体论首先在不变论自然观上打开了第一个缺口;随后,转变论的自然观就在自然科学各领域中逐渐形成。

这个时期的一些生物学家,往往在两种思想观点中入门徬徨。

例如林奈晚年在其《自然系统》一书中删去了物种不变的词句;法国生物学家G.-L.de布丰虽然把转变论带进了生物学,他一生都在转变论和不变论之间徘徊。

J.-B.de拉马克在1809年出版的《动物哲学》一书中详细阐述了他的生物转变论观点,并且始终没有动摇。

18世纪末—19世纪后期,大多数动植物学家都没有认真地研究生物进化,而且偏离了古希腊唯物主义传统,坠入唯心主义。

“活力论”虽然承认生物种可以转变,但是把进化原因归于非物质的内在力量,认为是生物的“内部的力量”即活力驱动着生物的进化,使之越来越复杂完善。

活力论缺乏实际的证据,只是一种唯心的臆测。

拉马克主义

拉马克主义,又称用进废退论,在活力论的影响下,最有名的活力论者就是法国生物学家拉马克。

19世纪后期出现的终极目的论或直生论,认为生物进化有一个既定的路线和方向而不论外界环境如何变化。

后人把拉马克对生物进化的看法称为拉马克学说或拉马克主义,其主要观点是:

(1)物种是可变的,物种是由变异的个体组成的群体。

(2)在自然界的生物中存在着由简单到复杂的一系列等级(阶梯),生物本身存在着一种内在的“意志力量”驱动着生物由低的等级向较高的等级发展变化。

(3)生物对环境有巨大的适应能力;环境的变化会引起生物的变化,生物会由此改进其适应;环境的多样化是生物多化的根本原因。

(4)环境的改变会引起动物习性的改变,习性的改变会使某些器官经常使用而得到发展,另一些器官不使用而退化;在环境影响下所发生的定向变异,即后天获得的性状,能够遗传。

如果环境朝一定的方向改变,由于器官的用进废退和获得性遗传,微小的变异逐渐积累,终于使生物发生了进化。

拉马克学说中的内在意志带有唯心论色彩;后天获得性则多属于表型变异,现代遗传学已证明它是不能遗传的——拉马克“用进废退进化论”取材于现实观察,推论于进化遗传,它是“劳动创造人本身”的先声。

现代遗传学所取材的观察实验既没有确定宏观进化的发生也不能确定后天获得性状不能遗传(说明词:“可能不会发生”)。

进化论和遗传论两者的核心差异是:进化论认为,对生命来说,客观的环境外因和主观的生命内因的选择是互相影响的;遗传论则否定生命存在内因选择,是为避开进化论洪流而构建的另一种命由天定论。

1858年7月1日C.R.达尔文与A.R.华莱士在伦敦林奈学会上宣读了关于进化论的论文。

后人称他们的自然选择学说为达尔文·华莱士学说。

主要观点

达尔文在1859年出版的《物种起源》一书中系统地阐述了他的进化学说。

达尔文自己把《物种起源》称为“一部长篇争辩”,它论证了两个问题:

第一,物种是可变的,生物是进化的。

当时绝大部分读了《物种起源》的生物学家都很快地接受了这个事实,进化论从此取代神创论,成为生物学研究的基石。

即使是在当时,有关生物是否进化的辩论,也主要是在生物学家和基督教传道士之间,而不是在生物学界内部进行的。

第二,自然选择是生物进化的动力。

生物都有繁殖过盛的倾向,而生存空间和食物是有限的,所以生物必须“为生存而斗争”。

在同一种群中的个体存在着变异,那些具有能适应环境的有利变异的个体将存活下来,并繁殖后代,不具有有利变异的个体就被淘汰。

如果自然条件的变化是有方向的,则在历史过程中,经过长期的自然选择,微小的变异就得到积累而成为显著的变异。

由此可能导致亚种和新种的形成。

理论缺陷

一般对进化论的批判在于认为其缺乏足够的化石证据解释不同物种之间的“过渡”,但事1937年T.杜布尚斯基的《遗传学与物种起源》一书提供解决方法。

理论上,若鸟类为爬行动物进化而来,从爬行动物至鸟类必然出现“过渡物种”,爬行动物为冷血动物,鸟类的体温却常维持比一般生物更高的温度,中间的过渡物种如何平衡这样的生理差异,还只能猜测,借由目前已发现大量的过渡物种化石,及孔夫子鸟和其他发现的化石证据显示不但鸟类和恐龙曾经并存很长一段时间,且有部分恐龙是温血动物,有种解释是鸟类和恐龙的祖先是在更早的时间点就进化出温血机制的蜥蜴(过渡物种),再借由这种温血蜥蜴进化出部分温血的恐龙而后进化出鸟类。

诸如此类的“进化先后”及“过渡物种”的问题有很多,且大部分没有得到解决。

主要原因在于大部分寓言中的过渡物种都没有找到完整化石,包括与人类祖先关系密切的南猿和古猿及古类人猿和直立行走的猿人之间的完整过渡化石。

根据模拟,生物进化中由“有机物到单细胞原核生物”和由“简单的多细胞生物到复杂的进行了细胞分化的多细胞生物”两个瓶颈难以被突破。

而且,有一篇研究报告《生物没有时间等待》指出,撇开这两大问题不谈。

由单细胞生物开始以“基因的有利突变”方式进化至比灵长类低的生命形式需要近120亿年的时间,所以此报告认为进化过程不可能是在地球上全部完成的,这个观点因“现代综合进化论”的遗传应用的根本缺陷而产生,否定获得性状可以遗传的“现代综合进化论”无法解释一致性持续突变及相关的进化速率问题。

由于达尔文的经典进化论具有极大的局限性,二十世纪的科学家对达尔文进化论进行了大刀阔斧的增加与修改,逐渐形成了现代进化论体系。

1865年奥地利植物学家G.J.孟德尔从豌豆的杂交实验中得出了颗粒遗传的正确结论。

他证明遗传物质不融合,在繁殖传代的过程中,可以发生分离和重新组合。

20世纪初遗传学建立,T.H.摩尔根等人进而建立了染色体遗传学说,全面揭示了遗传的基本规律。

但把遗传学说用在进化论上,会导向种族、血统决定论,所以当时大多数遗传学家,都反对含有进化意义的达尔文自然选择学说(摩尔根反对的是达尔文的性选择学说Sexualselection)。

确实,孟德尔的理论对达尔文进化论来说是一种很大的挑战。

20世纪20~30年代首先由R.A.费希尔、S.赖特和J.B.S.霍尔丹等人将生物统计学与孟德尔的颗粒遗传理论相结合,重新解释了达尔文的自然选择学说,形成了群体遗传学。

以后C.C.切特韦里科夫、T.多布然斯基、J.赫胥黎、E.迈尔、F.J.阿亚拉、G.L.斯特宾斯、G.G.辛普森和J.W.瓦伦丁等人又根据染色体遗传学说、群体遗传学、物种的概念以及古生物学和分子生物学的许多学科知识,发展了达尔文学说,建立了现代综合进化论。

现代综合进化论彻底否定获得性状的遗传,强调进化的渐进性,认为进化是群体而不是个体的现象,并重新肯定了自然选择的压倒一切的重要性,继承和发展了达尔文进化学说。

现代进化理论认为,进化是生物种群中实现的,而突变、选择、和隔离是生物进化和物种形成过程中的三个基本环节。

根据新的观察发现,遗传变异来源于DNA损伤,而DNA损伤修复中有一种直接跨过DNA损伤进行合成的特殊的DNA聚合酶被称为跨损伤合成聚合酶,如果修复中DNA遗传信息产生变异,则必然与此酶蛋白遗传信息相关。

遗传与变异是矛与盾的对立面,遗传存在于DNA复制,属于遗传复制经验总结的中心法则不能越界论定变异方面的如DNA损伤中蛋白质信息逆传递问题,“现代综合进化论”对获得性状遗传的“彻底否定”不成立。

与环境适应性相关的进化速率的渐进与跃变、进化的群体性等各方面,更符合生物史地质史的是获得性状可以遗传的拉马克进化观。

最近,有学者对现代各种进化论进行了综合,提出了进化“四因说”,认为基因是遗传的质料,基因组储存了生命形成的原则(形式),个体在初生动因(太阳光能)和次生动因(遗传的、生理的、生态的)的联合驱动下,通过求生(一种次生的目的性),推动着种族的延绵与分化。

进化是以无数个体生命为载体的一种生命运动,它也是一种物质运动形式,虽然比物体的物理学运动要复杂的多。

生命存在的实体—个体是质料、形式、动因和目的的统一,其自身是多种生命层次运动的复合,也是诸多类型运动的复合,这些进一步形成了种族的生命运动—演化或进化。

世界上为什么有动物、植物和人

人是由海洋中的单细胞演变而来的,植物是因地球的发展演变逐渐形成的最主要是地球中有氧气、二氧化碳等气体供给它生长,还有肥沃的土壤保护,土壤它是由地球初期时地震、火山喷发形成的,动物与人差不多的,人是高级动物呀!

从科学发展趋势看自然观的演变

从科学发展趋势看自然观发展趋势

进化论(evolution)在19世纪后用于生物学,专指生物由简单到复杂、由低级到高级的变化发展。又称演化论。evolution一词来自拉丁文evolutio,表示展开或把一个卷紧的卷松开的意思。参见进化。

历史

达尔文以前生物变化思想的发展关于万物互相转化和演变的自然观可以追溯到人类文明的早期。例如,中国《易经》中的阴阳、八卦说,把自然界还原为天、地、雷、风、水、火、山、泽八种基本现象,并试图用“阴阳”、“八卦”来解释物质世界复杂变化的规律。古希腊阿那克西曼德(约公元前6世纪)认为生命最初由海中软泥产生,原始的水生生物经过蜕变(类似昆虫幼虫的蜕皮)而变为陆地生物。

中世纪的西方,基督教圣经把世界万物描写成上帝的特殊创造物。这就是所谓特创论。与特创论相伴随的目的论则认为自然界的安排是有目的性的,“猫被创造出来是为了吃老鼠,老鼠被创造出来是为了给猫吃,而整个自然界创造出来是为了证明造物主的智慧”。从15世纪后半叶的文艺复兴到18世纪,是近代自然科学形成和发展的时期。这个时期在科学界占统治地位的观点是不变论。当时这种观点被I.牛顿和C.v林奈表达为科学的规律:地球由于所谓第一推动力而运转起来,以后就永远不变地运动下去on,生物种原来是这样,现在和将来也是这样。到了18世纪下半叶,I.康德的天体论首先在不变论自然观上打开了第一个缺口;随后,转变论的自然观就在自然科学各领域中逐渐形成。这个时期的一些生物学家,往往在两种思想观点中入门旁徨。例如林奈晚年在其《自然系统》一书中删去了物种不变的词句;法国生物学家G.-L.de布丰虽然把转变论带进了生物学,但他一生都在转变论和不变论之间徘徊。J.-B.de拉马克在1809年出版的《动物哲学》一书中详细阐述了他的生物转变论观点,并且始终没有动摇。

18世纪末~19世纪后期,大多数动植物学家都没有认真地研究生物进化,而且偏离了古希腊唯物主义传统,坠入唯心主义。“活力论”虽然承认生物种可以转变,但把进化原因归于非物质的内在力量,认为是生物的“内部的力量”即活力驱动着生物的进化,使之越来越复杂完善。但活力论缺乏实际的证据,是一种唯心的臆测。最有名的活力论者就是法国生物学家拉马克。19世纪后期出现的终极目的论或直生论,认为生物进化有一个既定的路线和方向而不论外界环境如何变化。

后人把拉马克对生物进化的看法称为拉马克学说或拉马克主义,其主要观点是:①物种是可变的,物种是由变异的个体组成的群体。②在自然界的生物中存在着由简单到复杂的一系列等级(阶梯),生物本身存在着一种内在的“意志力量”驱动着生物由低的等级向较高的等级发展变化。③生物对环境有巨大的适应能力;环境的变化会引起生物的变化,生物会由此改进其适应;环境的多样化是生物多样化的根本原因。④环境的改变会引起动物习性的改变,习性的改变会使某些器官经常使用而得到发展,另一些器官不使用而退化;在环境影响下所发生的定向变异,即后天获得的性状,能够遗传。如果环境朝一定的方向改变,由于器官的用进废退和获得性遗传,微小的变异逐渐积累,终于使生物发生了进化。拉马克学说中的内在意志带有唯心论色彩;后天获得性则多属于表型变异,现代遗传学已证明它是不能遗传的。

达尔文学说1858年7月1日C.R.达尔文与A.R.华莱士在伦敦林奈学会上宣读了关于物种起源的论文。后人称他们的自然选择学说为达尔文-华莱士学说。达尔文在1859年出版的《物种起源》一书中系统地阐述了他的进化学说。其核心自然选择原理的大意如下:生物都有繁殖过剩的倾向,而生存空间和食物是有限的,所以生物必须“为生存而斗争”。在同一种群中的个体存在着变异,那些具有能适应环境的有利变异的个体将存活下来,并繁殖后代,不具有有利变异的个体就被淘汰。如果自然条件的变化是有方向的,则在历史过程中,经过长期的自然选择,微小的变异就得到积累而成为显著的变异。由此可能导致亚种和新种的形成。

达尔文的进化理论,从生物与环境相互作用的观点出发,认为生物的变异、遗传和自然选择作用能导致生物的适应性改变。它由于有充分的科学事实作根据,所以能经受住时间的考验,百余年来在学术界产生了深远的影响。但达尔文的进化理论还存在着若干明显的弱点:①他的自然选择原理是建立在当时流行的“融合遗传”假说之上的。按照融合遗传的概念,父、母亲体的遗传物质可以像血液那样发生融合;这样任何新产生的变异经过若干世代的融合就会消失,变异又怎能积累、自然选择又怎能发挥作用呢�②达尔文过分强调了生物进化的渐变性;他深信“自然界无跳跃”,用“中间类型绝灭”和“化石记录不全”来解释古生物资料所显示的跳跃性进化。他的这种观点近年正越来越受到间断平衡论者和新灾变论者的猛烈批评。

达尔文以后进化论的发展1865年奥地利植物学家G.J.孟德尔从豌豆的杂交实验中得出了颗粒遗传的正确结论。他证明遗传物质不融合,在繁殖传代的过程中,可以发生分离和重新组合。20世纪初遗传学建立,T.H.摩尔根等人进而建立了染色体遗传学说,全面揭示了遗传的基本规律。这本应弥补达尔文学说的缺陷,有助于进化论的发展;但当时大多数遗传学家(包括摩尔根在内),都反对达尔文的自然选择学说。人们对达尔文进化论的信仰,发生了严重的危机。

多布然斯基(从科学发展趋势看自然观的演变)

①新拉马克主义与新达尔文主义。在19世纪末到20世纪初这个时期出现过一些新的进化学说。荷兰植物学家H.德·弗里斯在20世纪初根据月见草属的变异情况提出“物种通过突变而产生”的突变论,而反对渐变论。这个理论得到当时许多遗传学家的支持。某些拉马克学说的追随者们虽然抛弃了拉马克的内在意志概念,但仍强调后天获得性遗传,并认为这是进化的主要因素。50年代在苏联由T.D.李森科所标榜的米丘林学说,强调生物在环境的直接影响下能够定向变异、获得性能够遗传。所有这些观点被称为新拉马克主义。A.F.L.魏斯曼在1883年用实验来证明获得性遗传的错误,强调自然选择是推动生物进化的动力,他的看法被后人称为新达尔文主义。

②现代综合进化学说。20世纪20~30年代首先由R.A.费希尔、S.赖特和J.B.S.霍尔丹等人将生物统计学与孟德尔的颗粒遗传理论相结合,重新解释了达尔文的自然选择学说,形成了群体遗传学。以后C.C.切特韦里科夫、T.多布然斯基、J.赫胥黎、E.迈尔、F.J.阿亚拉、G.L.斯特宾斯、G.G.辛普森和J.W.瓦伦丁等人又根据染色体遗传学说、群体遗传学、物种的概念以及古生物学和分子生物学的许多学科知识,发展了达尔文学说,建立了现代综合进化论。现代综合进化论彻底否定获得性状的遗传,强调进化的渐进性,认为进化是群体而不是个体的现象,并重新肯定了自然选择的压倒一切的重要性,继承和发展了达尔文进化学说。

③中性学说和间断平衡论。1968年,日本学者木村资生根据分子生物学的材料提出了分子进化中性学说(简称中性学说)。认为在分子水平上,大多数进化改变和物种内的大多数变异,不是由自然选择引起的,而是通过那些选择上中性或近乎中性的突变等位基因的随机漂变引起的,反对现代综合进化论的自然选择万能论观点(见分子进化的中性学说)。

1972年N.埃尔德雷奇和S.J.古尔德共同提出“间断平衡”的进化模式来解释古生物进化中的明显的不连续性和跳跃性,认为基于自然选择作用的种以下的渐进进化模式,即线系渐变模式,不能解释种以上的分类单元的起源,反对现代达尔文主义的唯渐进进化观点。争论仍在继续中(见间断平衡论)。

小进化与大进化

美国遗传学家R.B.戈德施米特认为,通常的自然选择,只能在物种的范围内,作用于基因而产生小的进化改变,即小进化;而由一个种变为另一个种的进化步骤则需要另一种进化方式,即大进化。他认为大进化就是通过他所假设的系统突变(涉及整个染色体组的遗传突变)而实现的。这样就可以一下子产生出一个新种甚至一个新属或新科。美国古生物学家辛普森同意把进化的研究分成两大领域:研究种以下的进化改变的小进化和研究种以上层次的进化的大进化,但并不同意戈氏的观点,他并不认为小进化与大进化是各自不同的或彼此无关的进化方式。

小进化研究种以下的进化改变,包括:①小进化的因素和机制,研究遗传突变、自然选择、随机现象(如遗传漂变)等因素如何引起群体的遗传组成的改变等。②种形成,研究新种的形成方式和过程,研究小进化因素如何导致同种的群体之间的隔离的形成和发展,研究种内分化和由亚种、半种到完全的种的发展过程等。

大进化研究种以上的分类单元在地质时间尺度上的进化改变,其对象主要是化石,最小研究单位是种。主要研究内容包括:①种及种以上分类单元的起源和大进化的因素。②进化型式,在时间向度上进化的线系的变化和形态。③进化速度,形态改变的速度和分类单元的产生或绝灭速度,种的寿命等。④进化的方向和趋势。⑤绝灭的规律、原因及其与进化趋势、速度的关系等。

小进化与大进化在物种这一层次上相互衔接,事实上小进化与大进化都研究物种形成。关于小进化与大进化的关系问题,近年学术界展开了激烈的争论。间断平衡学派认为不能以小进化的机制来解释大进化的事实;而现代综合进化论则认为小进化是大进化的基础,小进化的机制在一定程度上是可以说明大进化的现象的。

进化型式从进化的观点看,同时生存的不同生物种在时间的向度上可以回溯到一个共同祖先。因此,按照祖裔关系可以将现时生存的和曾经生存过的生物相互联结起来,这种表示祖裔关系的生物进化系统称为种系发生。生物的种系发生可以形象地表示为一棵树:如果从树根到树顶代表时间向度,主干代表共同祖先,大小分枝代表相互关联的进化线系,这就构成所谓种系发生树或进化树。所谓进化型式就是进化在时间与空间上的特征,也就是种系发生的特征,具体表现在进化树的形态上:枝干的延续和分枝方式、树干的倾斜方向和在空间上的配置、树干的中断等等,它代表着种系发生中线系进化、种形成、绝灭等方面的特征。

在谱系进化中有两种性质不同的进化改变。一是形态结构及其功能由简单、相对不完善到复杂和相对完善的前进性(进步的)改变,称之为前进进化;前进进化的结果是造成生物的等级从低级到高级。另一种进化改变是线系分枝,叫做分枝进化;分枝进化的结果是产生新的分类单元和生物歧异度的增长。广义的前进进化包括除分枝进化以外的各种进化改变,既包括前进的(进步的)进化改变,也包括非前进的甚至退化的改变。既无前进进化,又无分枝进化的情况称为停滞进化,如活化石之类的情况。

适应辐射

在相对较短的地质时间内,从一个线系分枝出许多歧异的分类单元,叫做辐射。由于辐射分枝通常是向不同的方向适应进化的,所以又称为适应辐射。

趋同进化与平行进化不同的线系各自独立地进化出相似的特征叫做趋同进化,简称趋同。形态结构的进化趋同往往是由于功能的相似,而功能的相似又往往是由于适应于相似的环境。

平行进化(简称平行)是指两个或多个有共同祖先的线系,在其祖先遗传的基础上分别独立进化出相似的特征。通常平行与趋同不易区分,一般说来平行进化既涉及同功又涉及同源;假若后裔间的相似程度大于各自的祖先之间的相似程度则可称为趋同,若后裔之间的相似程度与其祖先之间的相似程度差不多则可称为平行。

大进化的模式①渐变模式。认为形态进化速度多少是恒定的、匀速的,形态进化是逐渐的;形态改变主要是线系进化造成的,大多发生在种的生存期间,与种形成无关,种形成(线系分枝)本身只是增加新的进化方向。②间断模式。认为形态进化速度是不恒定、非匀速的,快速的“跳跃”与长期的停顿相交替,即在种形成期间进化加速,种形成后保持相对的稳定。进化的形态改变与种形成相关联,即大部分形态改变是发生在相对较短的种形成时期,在可能长达数百万年的种生存期内不会发生显著的形态改变(图2)。两种模式各有一些有利于自己的证据,但这些证据本身还需进一步研究才能证实。

进化速率单位时间内生物进化改变量。衡量进化速率必须确定两个尺度:时间尺度和进化改变量的尺度。时间尺度有两种,即绝对地质时间和相对地质时间,一般应使用绝对时间尺度;只在不得已时,才使用相对时间尺度。

进化趋势从长的时间尺度来看生物进化呈某种方向性,但这并非说自然界存在着既定的进化轨道,这里说的方向性是统计学的趋向。因此,进化趋势是任何因素(包括随机的非随机的因素)所造成的进化的统计学趋势。

小进化趋势小进化趋势是指在生物种的自然群体之内,自然选择作用所造成的表型进化改变的趋向性。这种进化趋势通常是适应局部环境的结果,进化改变发生在线系之内,所以也可称之为线系进化趋势,表现为线系在时间-进化改变坐标系内的倾斜。

大进化趋势大进化趋势是指在种系发生中线系分枝的主体的趋向性。大进化趋势发生在种以上的分类单元的谱系进化中,所以又可以称为谱系进化趋势,表现为谱系中的偏斜。为解释大进化趋势发生的原因,不少学者提出过种种假说,但由于缺乏证据,能够成立或有说服力的还很少见。

进化是生物逐渐演变向前发展的过程。在这个过程中,生物由低级发展到高级,由简单发展到复杂。今天地球上的各种生物,极少是和远古时代的祖先一模一样的。同样,在未来,各种生物又会和今天不同,这就是进化的结果。进化的过程是极其缓慢的,要经过长期的自然选择逐渐地演化。除了由低等进化到高等外,生物的种类也不断地增多。今天的物种远比5亿年前的物种多得多,今后还会不断地增加。

质疑

进化论仅仅是一种理论。它既非事实,也不是科学定律。

许多人在小学时就学过,按等级划分的话,理论居於中等—它比纯粹的假说有把握,但与定律相比又略逊一筹。然而,科学家并不是以此划分这些术语的。按照美国国家科学院(NAS)的解释,科学理论是「对自然界的某一方面所作的有充分依据的阐释,它可以包括事实、定律、推论以及经过检验的假说等。」定律是有关自然界的概括性描述,而一种理论无论得到多少证实,都不会使它变成定律。因此当科学家们谈到进化论时(或者就这个问题而言,谈到原子理论或相对论时),他们并没有表示对这一理论的真实性有任何异议。

除了进化的理论之外(所谓进化指的是遗传上的一代胜过一代的概念),人们也可能举出进化的实例来。美国科学院把「事实」定义为「已经获得反覆证明的、实际上已被大家公认为『真实』的观测结果」。化石记录和不计其数的其他证据证明了有机物是随著时间的推移而逐步进化的。虽然没有人直接看到这些变化,但间接的证据既清楚又明确,足以令人信服。

无论哪一门科学,依靠间接证据来说明问题都是司空见惯的事情。例如,物理学家不可能直接看到亚原子粒子,因此他们通过观测粒子在云室中留下的特有轨迹来证明粒子的存在。但物理学家并没有因为无法直接观测而使所得的结论欠缺说服力。

2.自然选择陷入了循环论证的怪圈:适者生存,存者即为适者。

「适者生存」是一种有争论的自然选择表述方式,实际上更专业的表述方式应采用「生存和繁殖分异率」(differentialrateofsurvivalandreproduction)这一术语。这种描述法不是给各个物种贴上适应或不适应的标签,而是描述各物种在既定条件下可能留下多少后代。将一对繁殖迅速的小嘴雀科鸣鸟和一对繁殖较慢的大嘴雀科鸣鸟放到一个食物丰富的岛上。在几代之内,繁殖迅速的鸣鸟就可能把持了大部分食物源。但如果大嘴鸣鸟更容易嗑开种子,那么优势就可能转向这些繁殖较慢的鸣鸟一边。美国普林斯顿大学的PeterR.Grant在对加拉帕戈斯群岛上的雀科鸣鸟所做的一项开创性研究中,观察到了野生条件下种群此消彼长的变化情况。[参看本刊1992年2月号上Grant所撰的「自然选择与达尔文的鸣鸟」一文。]

关键在於,给物种的适应性下定义可以不参照其生存能力的强弱:鸟的大嘴更适合嗑开种子,不论这一特性是否在给定条件下具有增强生存能力的价值。

3.进化是不科学的,因为它既不能验证,也无法推翻。它的种种论断所涉及的物种变化都无法观察到,也永远不可能重现。

这种全盘否定进化论的说法忽视了把进化划分为至少两大类—微观进化与宏观进化—的若干重要特点。微观进化考察的是物种内随时间的推移而发生的变化,这类变化可能是新物种形成的前兆。宏观进化则研究物种这一层次以上的分类学族群是如何演变的。它的证据通常来自化石资料以及重构各种有机物之间的关系而进行的DNA比较。

如今连大多数创世说者都承认,实验室中的试验(如对细胞、植物和果蝇所作的研究)以及实地进行的考察(如Grant对加拉帕戈斯鸣鸟嘴部形状演变所进行的考察)都证实了微观进化的存在。自然选择及其它机制(包括染色体改变、共生和杂交等)都可以促使生物群体发生深刻的变化。

宏观进化的历史性研究所涉及的是根据化石和DNA而不是直接观测作出的推论。但是,对於历史科学(包括天文学、地质学和考古学和进化生物学),科学家仍然可以对假说进行检验,看这些假说是否与物理证据相符,是否能对未来的科学发现作出具有检验性的预测。例如,进化意味著在人类最早的祖先(距今大约500万年)以及解剖结构上最早的现代人类(距今约10万年)之间,应该存在一系列其他原始人,它们身上猿的特点越来越少,而人的特点越来越多,这恰好与化石资料完全吻合。但是我们不会(也的确没有)在侏罗纪(距今约6500万年)的地层中找到现代人类的化石。进化生物学的常规研究作出的预测比这精细得多、准确得多,而且研究人员也不断对这些预测进行检验。

创世说者也可能通过其他方式来反驳进化论。如果能够找到资料证明哪怕仅仅一种复杂的生命形式是从无生命物质中自发产生的,那么我们至少在化石中看到的几种生物可能是通过这种方式进化而来的。如果曾有超级智能外星人出现并创造了地球上的生命(甚至创造了特定的物种),那么纯粹进化论的解释将遭受怀疑。但是迄今没人提出这类证据。

应该指出,把可伪证性当作界定科学的特性这一观点是哲学家KarlPopper在20世纪30年代提出来的。因为他的思想准则中狭隘的解释将很多货真价实的科学研究分支排除在外,直到最近一些年来,他的思想观点才逐渐被广义化了。

4.科学家越来越怀疑进化的真实性。

没有证据表明进化论的支持者在逐渐减少。随便翻开任何一期生物学的专业杂志,你都会找到支持并发展进化论研究或者赞同进化是一种根本的科学概念的文章。

与创世说的观点相反,严肃的科学杂志更没有否定进化的报导。上世纪90年代中期,美国华盛顿大学的GeorgeW.Gilchrist调查了列入原始文献的数千种期刊,想要找到关於「神力设计」或创世说的文章。他查遍了数十万个的科学报告,也没有发现一篇关於创世说的报告。过去两年中,由东南路易斯大学的BarbaraForrest和凯斯西部保留地大学的LawrenceM.Krauss分别独立进行了同样的调查,结果也是无功而返。

创世说者则反唇相讥,声称思想封闭、顽固排外的科学界拒不接受他们的证据。然而,据《Nature》、《Science》及其他重要杂志的编辑们讲,他们几乎没有见过有关反对进化论的投稿。有些反对进化论的作者曾在严肃的科学杂志上发表过论文。但这些论文极少直接攻击进化论,也从不旗帜鲜明地举出创世说的论点。它们最多不过是指出进化论存在某些未解决的问题(这一点并没有人反对)。简而言之,创世说者拿不出充足的理由使科学界能够认真地对待他们的说法。

5.连进化生物学家彼此间都存在各种分歧,这说明进化论所依据的科学基础根本不牢靠。

进化生物学家激烈争论的焦点是各种各样的。例如,物种是如何形成的、进化的快慢、鸟类和恐龙的祖先是否有血缘关系,尼安德特人是否是不同於现代人的独立物种等各种问题。任何一门学科都难免会存在这样那样的争论,进化论自然也不例外。但是,生物学界仍然一致接受进化论,把进化作为生物界中存在的真实事情和一项指导原则。

遗憾的是,虚伪的创世说者总是断章取义地引用科学家的话以夸大并曲解他们之间的分歧。任何一位熟悉哈佛大学古生物学家StephenJayGould著作的人都知道,Gould除了是「间断平衡模型」(punctuatedequilibriummodel)的创立人之一外,还是进化论最积极的捍卫者和宣传者。(间断平衡模型认为,大多数进化都是在地质史上相对短暂的时期内发生的,这样就可以解释我们在化石记录中所观察到的现象。不过,地质史上的短暂时期可能也有数百代之久。)然而,创世说者却总是不遗余力地从Gould丰富的著作中断章取义,使人们以为Gould曾对进化论表示过怀疑。更有甚者将间断平衡的理论歪曲理解,仿佛间断平衡会使新物种在一夜之间就脱颖而出,或者使鸟类从爬行动物的卵中产生出来。

如果读者碰到引用科学权威人士的话语对进化论提出质疑时,一定要结合上下文来看看这段话究竟是甚么意思。可以肯定,所谓科学家对进化论的攻击最终被证明是凭空捏造的。

6.如果人类从猴子演变而来的,那么为何现在还有猴子?

这种论据司空见惯,反映出提问者对进化论不同程度的无知。第一个错误是进化论并没有告诉我们人是猴子变来的;它只是说人和猴子的祖先相同。

···

(百度:您提交的答案超过10000字,请删减)举报218.16.96.*2008-12-24下午01:48:16dgsl09625

参考资料:http://wenda.tianya.cn/wenda/thread?tid=397e85453a5af10b&clk=wttpcts

达尔文的资料

查尔斯·罗伯特·达尔文(英文原名:CharlesRobertDarwin,1809.02.12-1882.04.19),英国博物学家,进化论的奠基人,机能心理学的理论先驱。他出生于英国施鲁斯伯里镇的一个医生家庭,因心脏病逝于英国肯特郡唐恩村。

达尔文的祖父曾预示过进化论,但碍于声誉,始终未能公开其信念。他的祖父和父亲都是当地的名医,家里希望他将来继承祖业,1825年16岁时便被父亲送到爱丁堡大学学医。

因为达尔文无意学医,进到医学院后,他仍然经常到野外采集动植物标本并对自然历史产生了浓厚的兴趣。父亲认为他“游手好闲”、“不务正业”,一怒之下,于1828年又送他到剑桥大学,改学神学,希望他将来成为一个“尊贵的牧师”,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。在剑桥期间,达尔文结识了当时著名的植物学家J.亨斯洛和著名地质学家席基威克,并接受了植物学和地质学研究的科学训练。

1831年毕业于剑桥大学后,他的老师亨斯洛推荐他以“博物学家”的身份参加同年12月27日英国海军“小猎犬号”舰环绕世界的科学考察航行。先在南美洲东海岸的巴西、阿根廷等地和西海岸及相邻的岛屿上考察,然后跨太平洋至大洋洲,继而越过印度洋到达南非,再绕好望角经大西洋回到巴西,最后于1836年10月2日返抵英国。

这次航海改变了达尔文的生活。回到英格兰后,他一直忙于研究,立志成为一个促进进化论的严肃的科学家。1838年,他偶尔读了T.马尔萨斯的《人口论》,从中得到启发,更加确定他自己正在发展的一个很重要的想法:世界并非在一周内创造出来的,地球的年纪远比《圣经》所讲的老得多,所有的动植物也都改变过,而且还在继续变化之中,至于人类,可能是由某种原始的动物转变而成的,也就是说,亚当和夏娃故事根本就是神话。达尔文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,选择者就不同,选择的结果也就不相同。

然而,他对发表研究结果抱着极其谨慎的态度。1842年,他开始撰写一份大纲,后将它扩展至数篇文章。1858年,出于年轻的博物学家R.华莱士的创造性顿悟的压力,加之好友的鼓动,达尔文决定把华莱士的文章和他自己的一部分论稿呈交专业委员会。1859年,《物种起源》一书问世,初版1250册当天即告售罄。以后达尔文费了二十年的时间搜集资料,以充实他的物种通过自然选择进化的学说,并阐述其后果和意义。

作为一个不求功名但具创造性气质的人,达尔文回避了对其理论的争议。当宗教狂热者攻击进化论与《圣经》的创世说相违背时,达尔文为科学家和心理学家写了另外几本书。《人类的由来和性选择》一书报告了人类自较低的生命形式进化而来的证据,报告了动物和人类心理过程相似性的证据,还报告了进化过程中自然选择的证据。

心理学史家D.舒尔茨在1981年评论道:“在达尔文的理论中,物种进化的心理因素的重要性是显而易见的,而且他经常引证人类和动物的意识反应。由于心理学与进化论中的意识相一致,因此心理学不得不接受这一进化的观点。”

达尔文的著作至少从四个方面影响了心理学:

它强调动物和人类之间心理机能的边续性;

它把心理学的课题改变为意识的机能而非意识的内容,把心理学的目标改变为研究有机体对其环境的适应;

它为各种可供选择的调查和研究方法提供了合理的证据,而非仅仅局限于实验的内省;

它注重同一物种的成员之间的个体差异。

达尔文对机能主义的发展有着特殊的影响,他的进化论引导了美国机能主义学派心理学思想的兴起,从而开启了以美国为中心的心理学新时代。

主要著作:

物种起源:1859

动物和植物在家养下的变异:1868

人类的由来和性选择:1871

人类和动物的表情:1872

进化论(evolution)在19世纪后用于生物学,专指生物由简单到复杂、由低级到高级的变化发展。又称演化论。evolution一词来自拉丁文evolutio,表示展开或把一个卷紧的卷松开的意思。参见进化。

历史

达尔文以前生物变化思想的发展关于万物互相转化和演变的自然观可以追溯到人类文明的早期。例如,中国《易经》中的阴阳、八卦说,把自然界还原为天、地、雷、风、水、火、山、泽八种基本现象,并试图用“阴阳”、“八卦”来解释物质世界复杂变化的规律。古希腊阿那克西曼德(约公元前6世纪)认为生命最初由海中软泥产生,原始的水生生物经过蜕变(类似昆虫幼虫的蜕皮)而变为陆地生物。

中世纪的西方,基督教圣经把世界万物描写成上帝的特殊创造物。这就是所谓特创论。与特创论相伴随的目的论则认为自然界的安排是有目的性的,“猫被创造出来是为了吃老鼠,老鼠被创造出来是为了给猫吃,而整个自然界创造出来是为了证明造物主的智慧”。从15世纪后半叶的文艺复兴到18世纪,是近代自然科学形成和发展的时期。这个时期在科学界占统治地位的观点是不变论。当时这种观点被I.牛顿和C.v林奈表达为科学的规律:地球由于所谓第一推动力而运转起来,以后就永远不变地运动下去on,生物种原来是这样,现在和将来也是这样。到了18世纪下半叶,I.康德的天体论首先在不变论自然观上打开了第一个缺口;随后,转变论的自然观就在自然科学各领域中逐渐形成。这个时期的一些生物学家,往往在两种思想观点中入门旁徨。例如林奈晚年在其《自然系统》一书中删去了物种不变的词句;法国生物学家G.-L.de布丰虽然把转变论带进了生物学,但他一生都在转变论和不变论之间徘徊。J.-B.de拉马克在1809年出版的《动物哲学》一书中详细阐述了他的生物转变论观点,并且始终没有动摇。

18世纪末~19世纪后期,大多数动植物学家都没有认真地研究生物进化,而且偏离了古希腊唯物主义传统,坠入唯心主义。“活力论”虽然承认生物种可以转变,但把进化原因归于非物质的内在力量,认为是生物的“内部的力量”即活力驱动着生物的进化,使之越来越复杂完善。但活力论缺乏实际的证据,是一种唯心的臆测。最有名的活力论者就是法国生物学家拉马克。19世纪后期出现的终极目的论或直生论,认为生物进化有一个既定的路线和方向而不论外界环境如何变化。

后人把拉马克对生物进化的看法称为拉马克学说或拉马克主义,其主要观点是:①物种是可变的,物种是由变异的个体组成的群体。②在自然界的生物中存在着由简单到复杂的一系列等级(阶梯),生物本身存在着一种内在的“意志力量”驱动着生物由低的等级向较高的等级发展变化。③生物对环境有巨大的适应能力;环境的变化会引起生物的变化,生物会由此改进其适应;环境的多样化是生物多样化的根本原因。④环境的改变会引起动物习性的改变,习性的改变会使某些器官经常使用而得到发展,另一些器官不使用而退化;在环境影响下所发生的定向变异,即后天获得的性状,能够遗传。如果环境朝一定的方向改变,由于器官的用进废退和获得性遗传,微小的变异逐渐积累,终于使生物发生了进化。拉马克学说中的内在意志带有唯心论色彩;后天获得性则多属于表型变异,现代遗传学已证明它是不能遗传的。

达尔文学说1858年7月1日C.R.达尔文与A.R.华莱士在伦敦林奈学会上宣读了关于物种起源的论文。后人称他们的自然选择学说为达尔文-华莱士学说。达尔文在1859年出版的《物种起源》一书中系统地阐述了他的进化学说。其核心自然选择原理的大意如下:生物都有繁殖过剩的倾向,而生存空间和食物是有限的,所以生物必须“为生存而斗争”。在同一种群中的个体存在着变异,那些具有能适应环境的有利变异的个体将存活下来,并繁殖后代,不具有有利变异的个体就被淘汰。如果自然条件的变化是有方向的,则在历史过程中,经过长期的自然选择,微小的变异就得到积累而成为显著的变异。由此可能导致亚种和新种的形成。

达尔文的进化理论,从生物与环境相互作用的观点出发,认为生物的变异、遗传和自然选择作用能导致生物的适应性改变。它由于有充分的科学事实作根据,所以能经受住时间的考验,百余年来在学术界产生了深远的影响。但达尔文的进化理论还存在着若干明显的弱点:①他的自然选择原理是建立在当时流行的“融合遗传”假说之上的。按照融合遗传的概念,父、母亲体的遗传物质可以像血液那样发生融合;这样任何新产生的变异经过若干世代的融合就会消失,变异又怎能积累、自然选择又怎能发挥作用呢�②达尔文过分强调了生物进化的渐变性;他深信“自然界无跳跃”,用“中间类型绝灭”和“化石记录不全”来解释古生物资料所显示的跳跃性进化。他的这种观点近年正越来越受到间断平衡论者和新灾变论者的猛烈批评。

达尔文以后进化论的发展1865年奥地利植物学家G.J.孟德尔从豌豆的杂交实验中得出了颗粒遗传的正确结论。他证明遗传物质不融合,在繁殖传代的过程中,可以发生分离和重新组合。20世纪初遗传学建立,T.H.摩尔根等人进而建立了染色体遗传学说,全面揭示了遗传的基本规律。这本应弥补达尔文学说的缺陷,有助于进化论的发展;但当时大多数遗传学家(包括摩尔根在内),都反对达尔文的自然选择学说。人们对达尔文进化论的信仰,发生了严重的危机。

①新拉马克主义与新达尔文主义。在19世纪末到20世纪初这个时期出现过一些新的进化学说。荷兰植物学家H.德·弗里斯在20世纪初根据月见草属的变异情况提出“物种通过突变而产生”的突变论,而反对渐变论。这个理论得到当时许多遗传学家的支持。某些拉马克学说的追随者们虽然抛弃了拉马克的内在意志概念,但仍强调后天获得性遗传,并认为这是进化的主要因素。50年代在苏联由T.D.李森科所标榜的米丘林学说,强调生物在环境的直接影响下能够定向变异、获得性能够遗传。所有这些观点被称为新拉马克主义。A.F.L.魏斯曼在1883年用实验来证明获得性遗传的错误,强调自然选择是推动生物进化的动力,他的看法被后人称为新达尔文主义。

②现代综合进化学说。20世纪20~30年代首先由R.A.费希尔、S.赖特和J.B.S.霍尔丹等人将生物统计学与孟德尔的颗粒遗传理论相结合,重新解释了达尔文的自然选择学说,形成了群体遗传学。以后C.C.切特韦里科夫、T.多布然斯基、J.赫胥黎、E.迈尔、F.J.阿亚拉、G.L.斯特宾斯、G.G.辛普森和J.W.瓦伦丁等人又根据染色体遗传学说、群体遗传学、物种的概念以及古生物学和分子生物学的许多学科知识,发展了达尔文学说,建立了现代综合进化论。现代综合进化论彻底否定获得性状的遗传,强调进化的渐进性,认为进化是群体而不是个体的现象,并重新肯定了自然选择的压倒一切的重要性,继承和发展了达尔文进化学说。

③中性学说和间断平衡论。1968年,日本学者木村资生根据分子生物学的材料提出了分子进化中性学说(简称中性学说)。认为在分子水平上,大多数进化改变和物种内的大多数变异,不是由自然选择引起的,而是通过那些选择上中性或近乎中性的突变等位基因的随机漂变引起的,反对现代综合进化论的自然选择万能论观点(见分子进化的中性学说)。

1972年N.埃尔德雷奇和S.J.古尔德共同提出“间断平衡”的进化模式来解释古生物进化中的明显的不连续性和跳跃性,认为基于自然选择作用的种以下的渐进进化模式,即线系渐变模式,不能解释种以上的分类单元的起源,反对现代达尔文主义的唯渐进进化观点。争论仍在继续中(见间断平衡论)。

小进化与大进化

美国遗传学家R.B.戈德施米特认为,通常的自然选择,只能在物种的范围内,作用于基因而产生小的进化改变,即小进化;而由一个种变为另一个种的进化步骤则需要另一种进化方式,即大进化。他认为大进化就是通过他所假设的系统突变(涉及整个染色体组的遗传突变)而实现的。这样就可以一下子产生出一个新种甚至一个新属或新科。美国古生物学家辛普森同意把进化的研究分成两大领域:研究种以下的进化改变的小进化和研究种以上层次的进化的大进化,但并不同意戈氏的观点,他并不认为小进化与大进化是各自不同的或彼此无关的进化方式。

小进化研究种以下的进化改变,包括:①小进化的因素和机制,研究遗传突变、自然选择、随机现象(如遗传漂变)等因素如何引起群体的遗传组成的改变等。②种形成,研究新种的形成方式和过程,研究小进化因素如何导致同种的群体之间的隔离的形成和发展,研究种内分化和由亚种、半种到完全的种的发展过程等。

大进化研究种以上的分类单元在地质时间尺度上的进化改变,其对象主要是化石,最小研究单位是种。主要研究内容包括:①种及种以上分类单元的起源和大进化的因素。②进化型式,在时间向度上进化的线系的变化和形态。③进化速度,形态改变的速度和分类单元的产生或绝灭速度,种的寿命等。④进化的方向和趋势。⑤绝灭的规律、原因及其与进化趋势、速度的关系等。

小进化与大进化在物种这一层次上相互衔接,事实上小进化与大进化都研究物种形成。关于小进化与大进化的关系问题,近年学术界展开了激烈的争论。间断平衡学派认为不能以小进化的机制来解释大进化的事实;而现代综合进化论则认为小进化是大进化的基础,小进化的机制在一定程度上是可以说明大进化的现象的。

进化型式从进化的观点看,同时生存的不同生物种在时间的向度上可以回溯到一个共同祖先。因此,按照祖裔关系可以将现时生存的和曾经生存过的生物相互联结起来,这种表示祖裔关系的生物进化系统称为种系发生。生物的种系发生可以形象地表示为一棵树:如果从树根到树顶代表时间向度,主干代表共同祖先,大小分枝代表相互关联的进化线系,这就构成所谓种系发生树或进化树。所谓进化型式就是进化在时间与空间上的特征,也就是种系发生的特征,具体表现在进化树的形态上:枝干的延续和分枝方式、树干的倾斜方向和在空间上的配置、树干的中断等等,它代表着种系发生中线系进化、种形成、绝灭等方面的特征。

在谱系进化中有两种性质不同的进化改变。一是形态结构及其功能由简单、相对不完善到复杂和相对完善的前进性(进步的)改变,称之为前进进化;前进进化的结果是造成生物的等级从低级到高级。另一种进化改变是线系分枝,叫做分枝进化;分枝进化的结果是产生新的分类单元和生物歧异度的增长。广义的前进进化包括除分枝进化以外的各种进化改变,既包括前进的(进步的)进化改变,也包括非前进的甚至退化的改变。既无前进进化,又无分枝进化的情况称为停滞进化,如活化石之类的情况。

适应辐射

在相对较短的地质时间内,从一个线系分枝出许多歧异的分类单元,叫做辐射。由于辐射分枝通常是向不同的方向适应进化的,所以又称为适应辐射。

趋同进化与平行进化不同的线系各自独立地进化出相似的特征叫做趋同进化,简称趋同。形态结构的进化趋同往往是由于功能的相似,而功能的相似又往往是由于适应于相似的环境。

平行进化(简称平行)是指两个或多个有共同祖先的线系,在其祖先遗传的基础上分别独立进化出相似的特征。通常平行与趋同不易区分,一般说来平行进化既涉及同功又涉及同源;假若后裔间的相似程度大于各自的祖先之间的相似程度则可称为趋同,若后裔之间的相似程度与其祖先之间的相似程度差不多则可称为平行。

大进化的模式①渐变模式。认为形态进化速度多少是恒定的、匀速的,形态进化是逐渐的;形态改变主要是线系进化造成的,大多发生在种的生存期间,与种形成无关,种形成(线系分枝)本身只是增加新的进化方向。②间断模式。认为形态进化速度是不恒定、非匀速的,快速的“跳跃”与长期的停顿相交替,即在种形成期间进化加速,种形成后保持相对的稳定。进化的形态改变与种形成相关联,即大部分形态改变是发生在相对较短的种形成时期,在可能长达数百万年的种生存期内不会发生显著的形态改变。两种模式各有一些有利于自己的证据,但这些证据本身还需进一步研究才能证实。

进化速率单位时间内生物进化改变量。衡量进化速率必须确定两个尺度:时间尺度和进化改变量的尺度。时间尺度有两种,即绝对地质时间和相对地质时间,一般应使用绝对时间尺度;只在不得已时,才使用相对时间尺度。

进化趋势从长的时间尺度来看生物进化呈某种方向性,但这并非说自然界存在着既定的进化轨道,这里说的方向性是统计学的趋向。因此,进化趋势是任何因素(包括随机的非随机的因素)所造成的进化的统计学趋势。

小进化趋势小进化趋势是指在生物种的自然群体之内,自然选择作用所造成的表型进化改变的趋向性。这种进化趋势通常是适应局部环境的结果,进化改变发生在线系之内,所以也可称之为线系进化趋势,表现为线系在时间-进化改变坐标系内的倾斜。

大进化趋势大进化趋势是指在种系发生中线系分枝的主体的趋向性。大进化趋势发生在种以上的分类单元的谱系进化中,所以又可以称为谱系进化趋势,表现为谱系中的偏斜。为解释大进化趋势发生的原因,不少学者提出过种种假说,但由于缺乏证据,能够成立或有说服力的还很少见。

进化是生物逐渐演变向前发展的过程。在这个过程中,生物由低级发展到高级,由简单发展到复杂。今天地球上的各种生物,极少是和远古时代的祖先一模一样的。同样,在未来,各种生物又会和今天不同,这就是进化的结果。进化的过程是极其缓慢的,要经过长期的自然选择逐渐地演化。除了由低等进化到高等外,生物的种类也不断地增多。今天的物种远比5亿年前的物种多得多,今后还会不断地增加。

多布然斯基(从科学发展趋势看自然观的演变)

质疑

进化论仅仅是一种理论。它既非事实,也不是科学定律。

许多人在小学时就学过,按等级划分的话,理论居於中等—它比纯粹的假说有把握,但与定律相比又略逊一筹。然而,科学家并不是以此划分这些术语的。按照美国国家科学院(NAS)的解释,科学理论是「对自然界的某一方面所作的有充分依据的阐释,它可以包括事实、定律、推论以及经过检验的假说等。」定律是有关自然界的概括性描述,而一种理论无论得到多少证实,都不会使它变成定律。因此当科学家们谈到进化论时(或者就这个问题而言,谈到原子理论或相对论时),他们并没有表示对这一理论的真实性有任何异议。

除了进化的理论之外(所谓进化指的是遗传上的一代胜过一代的概念),人们也可能举出进化的实例来。美国科学院把「事实」定义为「已经获得反覆证明的、实际上已被大家公认为『真实』的观测结果」。化石记录和不计其数的其他证据证明了有机物是随著时间的推移而逐步进化的。虽然没有人直接看到这些变化,但间接的证据既清楚又明确,足以令人信服。

无论哪一门科学,依靠间接证据来说明问题都是司空见惯的事情。例如,物理学家不可能直接看到亚原子粒子,因此他们通过观测粒子在云室中留下的特有轨迹来证明粒子的存在。但物理学家并没有因为无法直接观测而使所得的结论欠缺说服力。

2.自然选择陷入了循环论证的怪圈:适者生存,存者即为适者。

「适者生存」是一种有争论的自然选择表述方式,实际上更专业的表述方式应采用「生存和繁殖分异率」(differentialrateofsurvivalandreproduction)这一术语。这种描述法不是给各个物种贴上适应或不适应的标签,而是描述各物种在既定条件下可能留下多少后代。将一对繁殖迅速的小嘴雀科鸣鸟和一对繁殖较慢的大嘴雀科鸣鸟放到一个食物丰富的岛上。在几代之内,繁殖迅速的鸣鸟就可能把持了大部分食物源。但如果大嘴鸣鸟更容易嗑开种子,那么优势就可能转向这些繁殖较慢的鸣鸟一边。美国普林斯顿大学的PeterR.Grant在对加拉帕戈斯群岛上的雀科鸣鸟所做的一项开创性研究中,观察到了野生条件下种群此消彼长的变化情况关键在於,给物种的适应性下定义可以不参照其生存能力的强弱:鸟的大嘴更适合嗑开种子,不论这一特性是否在给定条件下具有增强生存能力的价值。

3.进化是不科学的,因为它既不能验证,也无法推翻。它的种种论断所涉及的物种变化都无法观察到,也永远不可能重现。

这种全盘否定进化论的说法忽视了把进化划分为至少两大类—微观进化与宏观进化—的若干重要特点。微观进化考察的是物种内随时间的推移而发生的变化,这类变化可能是新物种形成的前兆。宏观进化则研究物种这一层次以上的分类学族群是如何演变的。它的证据通常来自化石资料以及重构各种有机物之间的关系而进行的DNA比较。

如今连大多数创世说者都承认,实验室中的试验(如对细胞、植物和果蝇所作的研究)以及实地进行的考察(如Grant对加拉帕戈斯鸣鸟嘴部形状演变所进行的考察)都证实了微观进化的存在。自然选择及其它机制(包括染色体改变、共生和杂交等)都可以促使生物群体发生深刻的变化。

宏观进化的历史性研究所涉及的是根据化石和DNA而不是直接观测作出的推论。但是,对於历史科学(包括天文学、地质学和考古学和进化生物学),科学家仍然可以对假说进行检验,看这些假说是否与物理证据相符,是否能对未来的科学发现作出具有检验性的预测。例如,进化意味著在人类最早的祖先(距今大约500万年)以及解剖结构上最早的现代人类(距今约10万年)之间,应该存在一系列其他原始人,它们身上猿的特点越来越少,而人的特点越来越多,这恰好与化石资料完全吻合。但是我们不会(也的确没有)在侏罗纪(距今约6500万年)的地层中找到现代人类的化石。进化生物学的常规研究作出的预测比这精细得多、准确得多,而且研究人员也不断对这些预测进行检验。

创世说者也可能通过其他方式来反驳进化论。如果能够找到资料证明哪怕仅仅一种复杂的生命形式是从无生命物质中自发产生的,那么我们至少在化石中看到的几种生物可能是通过这种方式进化而来的。如果曾有超级智能外星人出现并创造了地球上的生命(甚至创造了特定的物种),那么纯粹进化论的解释将遭受怀疑。但是迄今没人提出这类证据。

应该指出,把可伪证性当作界定科学的特性这一观点是哲学家KarlPopper在20世纪30年代提出来的。因为他的思想准则中狭隘的解释将很多货真价实的科学研究分支排除在外,直到最近一些年来,他的思想观点才逐渐被广义化了。

4.科学家越来越怀疑进化的真实性。

没有证据表明进化论的支持者在逐渐减少。随便翻开任何一期生物学的专业杂志,你都会找到支持并发展进化论研究或者赞同进化是一种根本的科学概念的文章。

与创世说的观点相反,严肃的科学杂志更没有否定进化的报导。上世纪90年代中期,美国华盛顿大学的GeorgeW.Gilchrist调查了列入原始文献的数千种期刊,想要找到关於「神力设计」或创世说的文章。他查遍了数十万个的科学报告,也没有发现一篇关於创世说的报告。过去两年中,由东南路易斯大学的BarbaraForrest和凯斯西部保留地大学的LawrenceM.Krauss分别独立进行了同样的调查,结果也是无功而返。

创世说者则反唇相讥,声称思想封闭、顽固排外的科学界拒不接受他们的证据。然而,据《Nature》、《Science》及其他重要杂志的编辑们讲,他们几乎没有见过有关反对进化论的投稿。有些反对进化论的作者曾在严肃的科学杂志上发表过论文。但这些论文极少直接攻击进化论,也从不旗帜鲜明地举出创世说的论点。它们最多不过是指出进化论存在某些未解决的问题(这一点并没有人反对)。简而言之,创世说者拿不出充足的理由使科学界能够认真地对待他们的说法。

5.连进化生物学家彼此间都存在各种分歧,这说明进化论所依据的科学基础根本不牢靠。

进化生物学家激烈争论的焦点是各种各样的。例如,物种是如何形成的、进化的快慢、鸟类和恐龙的祖先是否有血缘关系,尼安德特人是否是不同於现代人的独立物种等各种问题。任何一门学科都难免会存在这样那样的争论,进化论自然也不例外。但是,生物学界仍然一致接受进化论,把进化作为生物界中存在的真实事情和一项指导原则。

遗憾的是,虚伪的创世说者总是断章取义地引用科学家的话以夸大并曲解他们之间的分歧。任何一位熟悉哈佛大学古生物学家StephenJayGould著作的人都知道,Gould除了是「间断平衡模型」(punctuatedequilibriummodel)的创立人之一外,还是进化论最积极的捍卫者和宣传者。(间断平衡模型认为,大多数进化都是在地质史上相对短暂的时期内发生的,这样就可以解释我们在化石记录中所观察到的现象。不过,地质史上的短暂时期可能也有数百代之久。)然而,创世说者却总是不遗余力地从Gould丰富的著作中断章取义,使人们以为Gould曾对进化论表示过怀疑。更有甚者将间断平衡的理论歪曲理解,仿佛间断平衡会使新物种在一夜之间就脱颖而出,或者使鸟类从爬行动物的卵中产生出来。

如果读者碰到引用科学权威人士的话语对进化论提出质疑时,一定要结合上下文来看看这段话究竟是甚么意思。可以肯定,所谓科学家对进化论的攻击最终被证明是凭空捏造的。

6.如果人类从猴子演变而来的,那么为何现在还有猴子?

这种论据司空见惯,反映出提问者对进化论不同程度的无知。第一个错误是进化论并没有告诉我们人是猴子变来的;它只是说人和猴子的祖先相同。

此论据所犯的更深层次错误与下面这种问法如出一辙:「如果小孩是成年人生的,那为什么还有成年人?」新物种是通过从现有物种中分化出来而实现进化的;当

生物学发展历史

生物学大事年表

公元前5~前3世纪中国古医书《黄帝内经》(包括《素问》和《灵枢》两部分),成书于公元前475~前221年间,对人体内脏的部位、大小、长短及功能已有一定认识,并指出人体的生理功能与生活条件及精神状态有密切关系。对男女的生长发育过程及生理特征也有比较切实的描述

中国古书《尔雅》将植物区别为草本和木本,并将相近的物种排在一起,以示同类;将动物分为虫、鱼、鸟、兽、畜,亦将其中相近的物种排在一起;还使用了“鼠属”、“牛属”、“马属”等名称

公元前460~前370年希波克拉底等建立希腊医学并提出了健康与病态理论,认为人体中的黑胆汁、黄胆汁、血液和粘液是否处于平衡和有无特殊变化,决定着人的健康与性格

公元前384~前322年希腊学者亚里士多德描述了500多种动物并予分类,将动物分成有血动物和无血动物。前者又分成有毛胎生四足类、鸟类、鲸类、鱼类、蛇类、卵生四足类;后者又分成软体类、甲壳类、有壳类、昆虫类,他还对一部分动物做了解剖和胚胎发育的观察。著有:《动物志》、《动物的结构》、《动物的繁殖》和《论灵魂》,是最早的动物学研究成果

公元前372~前287年希腊学者狄奥弗拉斯特阐明了动物和植物在结构上的基本区别,描述500多种野生和栽培植物,著有《植物志》和《论植物的本源》等

公元23~79年罗马博物学家老普林尼著《自然志》(又称博物志)37卷,概述了当时所知的自然知识和技术

公元129~200年罗马医生加伦把希腊解剖知识和医学知识系统化,创立人体生理解剖学

公元533~公元544年中国北魏农学家贾思勰著《齐民要术》,全面地总结了秦汉以来中国黄河中下游的农业生产经验,其中含有丰富的生物学知识。如粟的品种分类,作物与环境的某些关系、一些作物的遗传性和变异性、一些作物的性别以及人工选择的某些成就等

公元1452~1519年意大利文艺复兴时期的艺术家、自然科学家和工程师列奥纳多·达·芬奇由于艺术创作的需要,研究了人体解剖、肌肉活动、心脏跳动、眼睛的结构与成像以及鸟类的飞翔机制等。绘制了前所未有的精确的解剖图,首次提出一切血管均起始于心脏

公元1530~1536年德国植物学家O.布龙费尔斯撰写并出版《草本植物志》,摆脱前人书本知识的束缚,根据自己的观察,对植物做了生动逼真的描述

公元1543年比利时医学家A.维萨里所著《人体的结构》出版,首次否定加伦关于血液通过心脏中膈细孔而运行的论点,并作了其他修正,创立近代人体解剖学

公元1583年意大利医生、植物学家A.切萨皮诺以果实为基础提出植物分类系统,完成巨著《植物》一卷

公元1596年中国药物学家李时珍《本草纲目》52卷刻印出版。它记述了丰富的动植物知识,订正前人之误,明确规定部、类、种三级分类程序。分植物为草、谷、菜、果、木五部,分动物为虫、鳞、介、禽、兽、人六部。每部(除人之外)之下又各分若干类。类之下分种。对生物的形态、结构描述之仔细和以此为基础的较准确的分类,均超过了前人

公元1609年意大利物理学家、天文学家G.伽利略制造一台复合显微镜,并用于观察昆虫的复眼

公元1628年英国医生、解剖学家W.哈维所著《动物心血运动的研究》出版,建立血液循环理论

公元1660年意大利解剖学家M.马尔皮基观察到蛙肺里连接动脉和静脉的毛细血管,证实了哈维的血液循环理论

公元1665年英国物理学家R.胡克在显微镜下观察软木切片,发现蜂窝状小室,称之为“细胞”

公元1668年意大利医生F.雷迪通过蝇卵生蛆的对比实验,为反对自然发生说提供了第一个证据

公元1677年荷兰显微镜学家A.van列文虎克用自制的、当时分辨率最高的显微镜进行了广泛观察,发现了由种种活着的“小动物”组成的微生物世界,发现了人的精子

公元1682年英国植物学家N.格鲁编著的《植物解学》出版,其中也包括植物生理学的研究成果

公元1686年英国博物学家J.雷所著《植物史》第一卷出版,以后继续出版第二、三卷,在其中讨论了种的定义

公元1727年中国医学家俞茂鲲在《痘科金镜赋集解》中记载,人痘接种术起于明朝隆庆年间(1567~1572);《医宗金鉴》(1742)介绍了痘衣、痘浆、水苗、旱苗四种方法。据俞正燮(1775~1840)在《癸巳存稿》中记载,1688年(清康熙二十七年)俄国已派医生来学“人痘法”

公元1735年瑞典植物学家C.von林奈所著《自然系统》第一版出版,把自然界的植物、动物、矿物、分成纲、目、属、种。首先实现了植物与动物分类范畴的统一,其后又使用了国际化的双名制

公元1771年英国化学家J.普里斯特利用实验证明,绿色植物可恢复蜡烛因燃烧而“损坏”了的空气

公元1777年法国化学家A.—L.拉瓦锡确认动物呼吸是一种缓慢的燃烧过程

公元1791年意大利解剖学家L.伽伐尼证明用静电刺激蛙神经,能引起与其连接的肌肉收缩;发现了神经的电传导现象

公元1796年英国医生E.C.琴纳最先在欧洲采用牛痘接种法防天花,实现了人体的主动免疫

公元1797年德国胚胎学家C.F.沃尔夫在《发生论》中,根据植物器官与鸡胚的发育,阐述了发育的渐成特性,主张后成论

公元1802年法国生物学家J.-B.de拉马克和德国博物学家G.特雷维拉努斯分别采用“生物学”(Biology)这个术语

公元1804年瑞士化学家N.-T.de索绪尔阐述绿色植物以阳光为能源,以二氧化碳和水为原料,形成有机物和氧的光合作用过程

公元1805年法国动物学家比较解剖学家和古生物学家G.居维叶提出各器官形态结构与功能之间的相关理论。他用比较解剖学方法研究绝灭动物的化石遗骸,提出灾变论

公元1809年J.-B.de拉马克所著《动物哲学》出版。该书系统地论述进化思想,认为用进废退和获得性遗传是物种进化的机制

公元1827年俄国胚胎学家К.М.贝尔发表《论哺乳动物卵的起源》,首次准确地描述了哺乳动物的卵。1828、1837年又出版了《动物胚胎学》这是最早的比较胚胎学著作

公元1828年德国化学家F.沃勒发表《论尿素的人工制成》,第一次用非生命物质为原料合成原来由生物体产生的有机物尿素

公元1830年中国医学家王清任著《医林改错》。他根据对尸体的观察,重新绘制脏腑图,改正中国前人旧说,正确地区分了胸腔、腹腔的部位,指出隔肌之上只有心脏、肺脏;其余内脏器官均在隔肌之下。记述了气管、支气管和细支气管,纠正了“肺有二十四孔”之误。提出“灵机记性在脑不在心”,还提出听觉、视觉、嗅觉均与大脑有密切联系的看法

公元1831年英国植物学家R.布朗确认植物细胞内有细胞核

公元1838~1839年德国植物学家M.J.施莱登和德国动物学家T.A.H.施万通过先后分别发表《植物发生论》、《动植物结构和生长一致性的显微研究》共同建立了细胞学说

公元1840年德国化学家J.李比希所著《化学在农业和植物生理学上的应用》出版,推翻植物的“腐殖质”营养学说,创立矿物质营养学说

公元1848年德国电生理学家E.H.杜布瓦-雷蒙测定了动物的肌肉与神经处于活动状态时产生的电流

中国植物学家吴其浚的《植物名实图考》记述了植物1714种,每物附图,绘图精审,有的可据以定科或目。它基本上按李时珍的系统进行分类,不同的是取消苔草类,增加群芳类。是中国19世纪的一部重要植物学专著

公元1849~1859年法国生理学家C.贝尔纳发现并验证肝脏内的糖原生成作用,血管舒缩神经,胰液消化作用,箭毒与一氧化碳及其他毒物的作用性质,提出“内环境稳定”概念

公元1850年德国生理学家H.von亥姆霍兹发现肌肉收缩时形成一种酸(乳酸);测定了神经传导速度

公元1851~1855年法国化学家J.-B.布森戈证实植物中的氮来自土壤中硝酸盐;而碳源则是大气中的二氧化碳

公元1852~1855年德国生物学家R.雷马克与德国病理学家R.C.菲尔肖分别明确指出细胞分裂的普遍性

公元1857年法国微生物学家L.巴斯德证实乳酸发酵是由有生命的微生物引起的

公元1858年德国病理学家R.C.菲尔肖著《细胞病理学》出版,提出了“一切细胞来自细胞”的概念,发展了细胞学说

英国生物学家C.R.达尔文与A.R.华莱士联合发表阐述生物进化思想的论文。《论物种形成变种的倾向;兼论自然选择法所引起的变种和物种的存续》

公元1859年达尔文所著《物种起源》出版

公元1861年德国生物学家M.舒尔策证实植物与动物的生活物质和最低等生物的“肉浆”是同一种物质,并统称之为原生质

公元1861~1864年L.巴斯德通过实验驳斥了F.A.普歇所支持的自然发生说

公元1862~1865年德国植物学家J.von萨克斯指出淀粉是光合作用的产物,以后又指出叶绿素包含在特殊的小体内(1883年命名为叶绿体)

公元1863年俄国生理学家И.М.谢切诺夫证实中脑和大脑里存在着抑制激发脊髓反射的机制——中枢抑制。开创了脑功能的研究

公元1864年英国解剖学家R.欧文描述了1861年德国巴伐利亚索尔恩霍芬侏罗纪地层里的始祖鸟(Archaeopteryx)的第一个较完整骨骼化石

公元1865年奥地利修道士G.J.孟德尔宣读并于次年发表《植物杂交的试验》论文,报道他通过豌豆杂交试验所发现的两个遗传规律。后被称为遗传学的“孟德尔定律”

公元1866年德国生物学家E.海克尔所著《形态学概论》出版,在其中首次创用“生态学”一词。该书还建议把原生植物和原生动物合并为原生生物Drotista,列为植物和动物之间的第三界

公元1869年瑞士生理化学家J.F.米舍尔首次分离出核素(即核酸)

公元1875年德国生物学家O.赫特维希指出受精是雄性原核与雌性原核的融合

公元1876年德国医生、微生物学家R.科赫发现炭疽病病原体,并创建了细菌的培养技术

公元1877年德国水生生物学家K.A.默比乌斯提出了生物群落(biocoenosoe)的概念

公元1879~1884年德国细胞学家W.弗勒明阐述了动物细胞的有丝分裂过程

德国植物学家E.A.施特拉斯布格阐述了植物细胞有丝分裂过程

公元1880~1885年L.巴斯德研制出鸡霍乱病疫苗、炭疽病疫苗、猪丹毒疫苗、狂犬病疫苗等

公元1882年R.科赫发现结核杆菌,并证明其传染性

公元1883年英国生物统计学家F.戈尔顿论述了人体测量、人口数量及其统计方法。为了有目的地改良人类的遗传素质,他创建了“优生学”。他也是生物统计的奠基人之一

比利时胚胎学家E.van贝内登发现马蛔虫受精卵的染色体为雌性原核与雄性原核染色体之和;最早发现染色体的减数现象

公元1883~1885年德国胚胎学家W.鲁、E.A.施特拉斯布格、O.赫特维希、A.魏斯曼等提出细胞核或染色体是遗传物质(种质)的载体的设想

意大利神经解剖及组织学家C.高尔基创建了神经细胞的硝酸银染色法并提出神经系统的网状结构学说

公元1884年俄国微生物学家И.И.梅契尼科夫发现吞噬细胞

公元1886年德国微生物学家H.黑尔里格尔、H.维尔法特用实验证明豆科植物能固氮

公元1887年德国细胞学家T.H.博韦里确认生殖性细胞染色体减数现象的普遍性;提出染色体个体性(cnromosomein-dividuality)学说,导致后来从染色体“行为”来解释孟德尔所发现的遗传规律

公元1889年西班牙神经组织学家S.拉蒙·伊·卡哈尔发现神经细胞的树突和轴突

公元1890年德国军医E.A.von贝林发现动物感染某些疾病(如破伤风、白喉)后,其血清可产生相应的抗毒素。开创了医学上的“血清疗法”

多布然斯基(从科学发展趋势看自然观的演变)

公元1890~1897年荷兰医学家C.艾克曼在今印度尼西亚发现脚气病同食物中缺乏米糠有关,成为研究B族维生素的开始

公元1891年德国动物学家H.亨金发现染色体配对及其分离的减数分裂过程;观察到性染色体

德国生物学家H.A.E.德里施发表海胆卵的实验将发育到两细胞时期的受精卵依分裂面分开,结果每个分裂球都能发育为完整的、但体形较小的幼体

俄国微生物学家C.H.维诺格拉茨基发现细菌中的化能自养型细菌——硝化细菌

公元1892年俄国微生物学家Д.И.伊万诺夫斯基证实烟草花叶病是由病叶的过滤提取液——过滤性病毒感染的

德国动物学家A.魏斯曼所著《种质论》出版,主张种质可以世代连续相传

公元1896年德国化学家E.毕希纳用无细胞酵母压出液发酵产生了酒精,首次证明离开活细胞的“酿酶”仍具有活性

公元1897年德国微生物学家F.A.J.勒夫勒与P.弗罗施证明口蹄疫由一种过滤性病毒引起

公元1898年中国思想家严复的《天演论》出版。《天演论》是英国赫胥黎《进化论与伦理学》一书的意译,对中国思想界影响很大,介绍了“物竞天择,适者生存”的进化思想

公元1899年德裔美国生理学家胚胎学家J.勒布在不同时期用不同溶液处理海胆卵,实现完全孤雌发育,得到正常的幼虫

公元1900年荷兰的H.德·弗里斯、德国的C.E.科伦斯和奥地利的E.von切尔马克分别重新发现了孟德尔遗传规律

奥地利免疫学家K.兰德施泰纳发现用不同人血液中的红细胞和血清作交叉试验,有时出现红细胞的凝集现象。次年发现A、B、O三种血型

公元1901年德·弗里斯的著作《突变论》两卷于1901~1903年先后出版

公元1902年英国医生A.E.加罗德发现黑尿症(现称苯丙酮尿症)是一种由于代谢途径异常而致的遗传性疾病

美国细胞学家C.E.麦克朗提出副染色体(X)决定性别的设想

德国化学家E.H.菲舍尔和另一位德国化学家F.霍夫迈斯特分别提出蛋白质分子结构的肽键理论

英国生理学家W.M.贝利斯和E.H.斯塔林提取出“肠促胰液肽”(secre-tin)并命名为“激素”(hormone)

И.П.巴甫洛夫首次提出“条件反射”的概念

公元1902~1903年德国生化学家A.科塞尔和俄国出生的美国生化学家D.A.列文等从胸腺核酸中分析出胞嘧啶。在此前后(1879~1909)。他们和其他科学家合作分析出核酸的4种碱基和两种核糖

公元1902~1904年美国生物学家、医生W.S.萨顿和德国生物学家T.H.博韦里提出由于孟德尔式的遗传同细胞中染色体的行为相平行,所以染色体是遗传物质基础的理论

公元1905年美国细胞学家、胚胎学家、遗传学家E.B.威尔逊和N.M.史蒂文斯各自独立地以细胞学上的事实确定染色体同性别的关系。并指出XX为雌性,XY或XO为雄性

公元1906年英国生理学家C.S.谢灵顿的《神经系统的整合作用》出版,该书系统地阐述了中枢神经系统的整合功能,深入地分析了脊髓的反射机制,提出了神经元和突触活动的基本概念

公元1907年丹麦植物学家A.M.卢茨发现四倍体植物

公元1908年法国外科医生,器官移植的先驱和实验生物学家A.卡雷尔在美国成功地在体外培养温血动物的细胞。此后,组织培养方法应用于生物学研究的许多方面

英国数学家G.H.哈迪和德国医生W.魏因贝格各自独立发现,在一个不发生突变、迁移和选择的无限大的随机交配群体中,其基因频率和基因型频率将代代保持不变,后称哈迪-魏因贝格定律

公元1909年丹麦遗传学家W.L.约翰森提出了“基因”(gene)、“基因型”(genotype)、“表型”(phenotype)等遗传学的基本概念

公元1910年美国遗传学家T.H.摩尔根发现伴性遗传现象,第一次用实验证明“基因”坐落在染色体上

公元1911年出生于波兰的美国生化学家C.芬克在英国从米糠中分离出具有活性的抗脚气病的白色晶体,并将这类必需的微量营养物质命名为维生素

公元1912年英国生化学家F.G.霍普金斯用实验肯定了维生素的存在,并提出营养缺乏症的概念

德国生化学家O.瓦尔堡证明在细胞中有一种激活氧的呼吸酶,并发现氰化物能抑制这种酶的活性,提出呼吸作用需要铁参加

公元1914年美国生化学家E.R.肯德尔分离出纯甲状腺素

公元1915年T.H.摩尔根和他的学生A.H.斯特蒂文特、C.B.布里奇斯出版了《孟德尔遗传原理》:用果蝇为材料的大量实验证明基因在染色体上呈线形排列,发现连锁和交换现象,补充发展了孟德尔定律

德国化学家R.M.维尔施泰特发现在叶绿素分子中镁离子间4个氮原子相连,而氮则分别位于4个闭环的烃链上,从而提出了镁在叶绿素分子中的地位同铁在血红素分子中的地位相当

英国微生物学家F.W.特沃特发现溶菌现象。1917年法国出生的加拿大人F.H.德埃雷尔将这种溶菌因素命名为噬菌体

美国营养学家E.V.麦科勒姆发现维生素A,1922年E.V.麦科勒姆等又发现维生素D,并证明其与软骨病有关。他还把维生素分为水溶性和油溶性两大类

公元1916年德国植物学家H.温克勒发现,番茄同龙葵嫁接后,在切断处生长出的芽,是四倍体。这是一个用人工方法取得的体细胞异源四倍体(嵌合体)

公元1917年丹麦植物学家O.温厄提出。自然界的四倍体植物是由二倍体突变而成的理论

美国遗传学家D.F.琼斯建立了使玉米高产的双杂交育种法,这是根据1908年美国遗传学家G.H.沙尔发现的由于自交变弱的品种,通过杂交可以恢复优势的事实提出来的

公元1918年·德国胚胎学家H.施佩曼发现了胚胎诱导作用和在胚胎发育中的“组织者”(organizer)效应

公元1918~1921年中国植物学家钟观光(1868~1940)用了约四年时间采集植物标本,足迹遍及华北、长江流域及华南的11个省,采得标本约16000余种,此后,在北京大学建立了用现代科学分类标记的标本馆

公元1920年德国生物学家J.von于克斯屈尔发表《理论生物学》把环境概念引入生态学

公元1921年出生于德国,后来到美国的动物学家、遗传学家R.B.戈德施米特发表关于桦尺蛾(Bistonbetularia)的“工业黑化”(industrialmelanism)研究的第一篇文章。这是一项持续25年之久的、阐述自然选择进化理论的研究

奥地利出生的美国生理学家O.勒维在德国用实验证明,刺激迷走神经后,产生一种使心跳减缓的物质,称迷走神经物质

中国生物学家秉志(1886~1965)在南京高等师范学校(原东南大学前身)创建中国第一个大学的生物系(不包括外国教会在中国办的大学)

公元1922年加拿大生理学家F.G.班廷和C.H.贝斯特提取出纯胰岛素

中国科学社委托动物学家秉志、植物学家胡先骕和杨铨(杏佛)三人筹建的第一个中国生物学研究机构——中国科学社生物研究所,于1922年8月18日在南京正式成立

公元1923年阿根廷生理学家B.A.奥塞发现垂体前叶对糖代谢,特别是对糖尿病的影响,第一次发现垂体对激素的控制功能

瑞典物理化学家T.斯韦德贝里创立了第一台超速离心机

美国生化学家E.A.多伊西分离出雌性激素

公元1924年苏联生化学家А.И.奥帕林的《生命起源》出版,提出生命的化学起源学说

波兰出生的英国生物化学家D.基林发现细胞色素。1927年又提出生物氧化过程电子传递的初步设想

公元1925年美国细胞学家E.B.威尔逊著《发育和遗传中的细胞》出版,这是他的《细胞学》(1896)的第三版,但在内容上作了重大修改和充实。该书总结了经典细胞学的研究,并努力在细胞水平上汇合胚胎学和遗传学

中国生理学家蔡翘发现,在美洲袋鼠的中脑结构上,有一个视觉与眼球运动的功能部位一顶盖前核,又称“蔡氏区”

公元1926年瑞典生化学家A.蒂塞利乌斯同T.斯韦德贝里共同建立电泳法

美国生物化学家J.B.萨姆纳第一个取得纯酶-尿素酶的结晶,并证明酶的蛋白质本质

T.H.摩尔根的《基因论》出版(1928年修订)。系统地阐述遗传学在细胞水平上的基因理论

在英国生理学家、药理学家H.H.戴尔的建议下,德国药理学家O.勒维在自己于1921年发现迷走神经物质的基础上,进一步用毒扁豆碱抑制乙酰胆碱酯酶的作用,发现在刺激蛙心迷走神经后,有加强和延长乙酰胆碱的效果,从而证明乙酰胆碱是神经传导的化学递质。30年代H.H.戴尔作了一系列神经——肌肉的研究,证明乙酰胆碱是内脏及横纹肌上神经传导的化学递质,对突触传递的化学学说的建立作出了贡献

公元1927年英国生态学家C.S.埃尔顿所著《动物生态学》一书出版强调应对种群进行独立研究。他们的研究工作为种群生态学打下了基础

美国遗传学家H.J.马勒发表了用X射线照射果蝇的人工诱发突变的实验报告

公元1928年中国生物化学家吴宪及其合作者进行了一系列素食与荤食动物的比较研究,证明素食动物在生长、发育等方面差,植物蛋白的营养价值也低于动物蛋白等。他们还编制出中国最早的《食物成分表》

英国微生物学家A.弗莱明发现青霉素的抑菌和杀菌作用

荷兰出生的美国植物生理学家F.W.温特首次发现生长素

中国生理学家朱鹤年的研究表明,美洲袋鼠间脑的室旁核具有神经分泌的特征

奥地利出生的美国生物学家L.von贝塔兰菲著的《现代发展理论》和在1932年著的《理论生物学》阐述了一切生物是时空上有限的具有复杂结构的一种自然系统

公元1929年美国生化学家C.E.科里夫妇发现肌糖原、血乳酸、肝糖原和血糖之间的转化,后称科里循环

德国化学家A.布特南特提取出雄性激素的结晶

D.A.列文发现核酸有脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)之分,但他提出的“四核苷酸结构假说”是错误的

德国生化学家C.H.菲斯克、Y.萨巴-罗、K.洛曼从肌肉提取液中分离出ATP,1935年K.洛曼又阐明了ATP的化学结构

中国植物学家李继侗和殷宏章发现光照改变对光合作用速率的瞬间效应。并得出准确的曲线图

中国古生物、古人类学家裴文中在北京西南约50公里的周口店龙骨山发现北京猿人第一个头盖骨及用火遗迹,对研究人类起源有重大意义。1927年,北平协和医学院加拿大籍人类学家步达生曾鉴定在该处发现的臼窑化石为一人类新属,并定名为北京猿人(Sinanthropuspekinensis)

公元1930年英国遗传学家、生物统计学家R.A.费希尔的《自然选择的遗传原理》一书出版,开始把孟德尔遗传学与自然选择理论结合起来

公元1931年中国生物化学家吴宪提出蛋白质变性现象是由于蛋白质的结构发生了变化,是在蛋白质分子中紧紧缠绕的多肽链变为松散状态的结果

公元1932年德国物理学家M.克诺尔和E.鲁斯卡创制了第一台电子显微镜模型。1933年鲁斯卡改进的模型被认为是现代电子显微镜的原型

德国生化学家H.A.克雷布斯同助手K.亨斯莱特发现尿素合成的鸟氨酸循环

美国化学家H.C.尤里发现氘。开始了用重元素同位素标记代谢物,进行生物体内代谢途径的研究

中国植物生理学家汤佩松发现在植物中细胞色素氧化酶的存在和作用

中国生理学家冯德培在肌肉放热的研究中,发现了肌肉的“静息代谢能”因肌肉拉长而增加的现象,被称为“冯氏效应”。1936~1940年间,他在中国又开创了神经肌肉接头这一重要研究领域,进行了一系列有关物理、化学反应的研究

公元1933年美国遗传学家T.S.佩因特发现果蝇唾腺细胞巨大染色体,为制详细的染色体图提供了材料

公元1934年挪威生化学家J.A.福林发现苯丙酮尿症是由于缺乏苯丙氨酸羟化酶所致

加拿大出生的美国解剖学家R.R.本斯利从豚鼠肝细胞中分离出线粒体,开创了细胞器的研究

公元1935年德国生化学家G.G.埃姆布登、O.迈尔霍夫和J.K.帕尔纳斯等完成阐明糖原酵解过程的全部12个步骤

美国生化学家W.M.斯坦利分离并结晶出烟草花叶病毒

奥地利动物学家、个体生态学家K.Z.洛伦茨发表《痕迹》,发现动物的本能有些是遗传的,而另一些则是早期生活留下的印痕

英国植物生态学家A.G.坦斯利提出了“生态系统”(SystemsEcology)的概念

匈牙利放射化学家兼生物化学家G.C.de海韦希制得人工放射性磷,开始了用放射性同位素示踪方法进行生物化学的研究

公元1936年德国微生物学家M.施莱辛格报道了噬菌体的化学成分约含有等量的蛋白质和DNA

美国化学家A.E.米尔斯基和L.C.波林发展了氢键理论,并提出氢键在蛋白质结构中起着使多肽键形成稳定构形的作用。当变性时,这种氢键被破坏,构形也随之被破坏

公元1937年俄国血统的美国遗传学和进化论学家T.多布然斯基发表《遗传学和物种起源》,把细胞遗传学同进化论相结合,建立了“综合进化论”

H.A.克雷布斯在英国提出代谢的公共途径“柠檬酸循环”设想,1940年H.A.克雷布斯又用实验作了证实

中国生理学家张锡钧创立“迷走神经-垂体后叶反射”假说,开辟了神经对垂体内分泌调节作用的研究

公元1940年英国植物生理学家R.希尔测到离体叶绿体的放氧反应

英籍奥地利裔病理学家H.W.弗洛里和英籍德国裔生化学家E.B.钱恩等成功地制备了浓缩的青霉素提取液

英国生物化学家A.J.P.马丁和R.L.M.辛格建立色层析法,后来又发展为纸层析法

公元1941年美籍德国血统的生化学家F.A.李普曼提出了具有高效传递化学能的高能磷酸键的概念

美国生化遗传学家G.W.比德尔和生化学家E.L.塔特姆合作,提出“一个基因一个酶”的假说

美国生态学家R.L.林德曼发表了有关“食物链效率”和“能量金字塔”的研究报告,促进了生态系统的研究

中国昆虫学家胡经甫著6卷本《中国昆虫名录》出版。这是他历时12年采集、研究的结果

公元1942年