说到进化这个词,估计大家都不陌生,毕竟都是上过生物课的人。当年的生物书上,达尔文和“进化”是分不开的,还有他那本极其著名的《物种起源》。达尔文认为基因突变导致长脖子的长颈鹿更容易获得高处食物。然而,大部分人对于进化的了解,就仅限于课本知识而已,对于一些更深层次的问题仍存有疑问。别急,今天就来给你讲讲关于进化的那些事。
进化真的存在吗?其实直到现在,还是有很多人对进化提出质疑。不过,有不少证据可以证明进化确实是存在的。其中一项就是古生物化石。生活在不同年份的古生物埋藏在不同的地层。据此,人们以时间尺度为标准对生物的进化进行研究——通过对比不同年份化石中的古生物形态,就有可能发现它们与现生动物之间的联系。
另外,生物地理学的研究也可以证明进化的存在。由于地球板块的飘移,以及冰期海平面的下降,各个大陆之间的物种有的就被隔离,有的可以自由往来。所以,不同大陆的物种有些非常独特,有些就会特别相似。这是因为生物会根据环境而改变自身,这就是进化。
进化对生物有啥影响?其实,地球上的生物无时无刻都在发生着进化。生物进化会影响物种的外型。我们都见过孔雀开屏,屏就是它的尾上覆羽。孔雀的尾上覆羽越大越漂亮,越能说明它身体强壮,也就更受雌性的青睐。因此,带有这种性状的基因会不断受到自然选择的影响而保留下来,于是孔雀的尾上覆羽变得越来越长。当然了,过长的尾上覆羽会降低孔雀的活动能力,增加被捕食的风险,所以这种进化也只是在一定程度内的变化。
生物的进化还会使得物种之间产生合作关系。固氮菌和豆科植物就是明显的例子。豆科植物需要氮元素作为营养,而固氮菌正好能将氮固定,转化给植物。当然了,固氮菌本身也需要营养,刚好豆科植物可以给它们提供空间,又能为它们提供生活的养分。除此之外,在进化的过程中,还能形成新的物种——当两个种群由于地理原因而被隔绝开,它们之间无法交流,而各自只能独立的进化。经过很长时间之后,新的两个物种就会逐渐形成,比如大熊猫。
中国的熊猫有两个亚种,四川亚种和秦岭亚种。由于彼此之间的隔离,两个种群在形态上已经出现细微的差异。如果这种隔离继续发展下去的话,这两个亚种可能会进化成两个独立的种。进化需要成千上万年吗?一提到进化,大部分人都会理所当然认为这一定是个及其漫长的过程,其实不一定,有些进化过程就一点都不慢。最明显的例子就是各种细菌和病毒的抗药性。
很多药物在最初研发出来的时候效果很强,可到后来就必须要加大剂量才能达到和最初相同的效果。这是因为细菌和病毒这些微生物进化速度很快。它们一般数量庞大,代际时间较短,所以发生的突变较高,在很短时间内就会对药物产生抗药性。随着分子技术的发展,利用基因进行进化研究变得越来越普遍。通过基因研究,就可以准确判断物种之间的亲缘关系。
或许你还对进化有很多疑问,本周末的博物课堂,我们请来了北京水母科技有限公司的赵南博士,他会从基因角度来给你讲讲关于进化的故事。本期主讲人赵南,美国密苏里-哥伦比亚大学生物信息学博士,北京水母科技有限公司联合创始人兼CSO,已从事国内外生物信息学与计算生物学研究工作10余年。讲座标题:分子与进化。讲座时间:2018年2月11日19:30。讲座地点:博物课堂直播间。
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