进化论“进化”到什么地步了?

作者: YXG

来源: 科普最前线

发布日期: 2022-03-11 14:15:40

本文详细介绍了达尔文的“进化论”及其演变过程,从最初的理论提出到现代演化生物学的多个代表性理论,包括单种群模型、博弈论的引入、与遗传学的结合以及DNA时代的到来。文章还讨论了进化论在数学和统计学领域的发展,以及其在现代生物学中的应用。

在古往今来的所有生物学理论中,达尔文的“进化论”可能是最有名、影响最大的一个了。在达尔文的眼中,所有的物种的发展都必须遵循自然选择,并且所有物种都具有共同的祖先。正所谓枪打出头鸟,一个如此有影响力的学说自然也会受到不少人的反对,时至今日,依然有许多人在质疑进化论的正确性。毕竟涉及到伦理问题,有争论倒也正常。

事实上,进化论是由“Theory of Evolution”翻译而来,更准确地翻译应该叫作演化论。除此之外,达尔文进入晚年后也没打算坚守自己的观点,他举出过一些反例来反对年轻时提出的学说,例如进化论无法解释眼睛等器官是怎么被自然“选择”出来的。达尔文在晚年很客观地指出了演化论的不足之处。直到一百年后的今天,我们所熟知的演化论本身已经不仅是达尔文的一家之言了。

例如孟德尔提出的遗传学定律也被后来的演化论学家们收入囊中。

20世纪以后,经过卡尔·皮尔逊、罗纳德·费希尔和约翰·史密斯等英国科学家的发 展,演化论逐渐受到数学家和统计学家们的重视,并成为应用数学中的重要研究对象。那么今天的演化论是什么样子呢?下面小编带领读者们看看现代演化生物学中一些有代表的理论。

一、出发点——形形色色的单种群模型

演化论是一个非常大的框架。为了研究一个物种到底是如何演化的,第一步就是要弄清楚该物种的种群数量变化规律。为简单起见,我们先来考虑一个物种的种群数量变化。最简单的一个种群增长模型则是只考虑了生育率和死亡率的模型,可以用微分方程或差分方程来描述。

二、博弈论的引入——有竞争才够味

上一节中我们讨论的是单种群的情况。然而生态圈是非常多元化的,不可能任由一个物种为所欲为——一方面,在食物链的作用下,捕食者群体和猎物群体的繁衍状况会有差异,却又有相关性;另一方面,捕食者群体和猎物群体之间又会形成竞争。例如在只有一种捕食者和一种猎物的情况下,可以用著名的 Lotka–Volterra 模型来描述。

三、与遗传学双剑合璧

其实达尔文在提出演化论之前,法国生物学家拉马克就已经提出过“用进废退理论”和“获得性遗传”理论来解释器官的形成和长颈鹿脖子为什么那么长等现象。这套理论也一度拥有很大的影响力,直到孟德尔的豌豆杂交实验名扬天下之后,演化生物学家们才发现,拉马克理论经不起孟德尔遗传学的考验,而达尔文的理论和孟德尔的结果并不矛盾。

四、DNA时代

孟德尔眼中的基因是不可见的,这种观点显然已经无法满足科学的需求。

自从20世纪50年代 DNA 被发现后,“基因”就同 DNA 形影不离了,遗传学正式进入了分子时代。DNA 最令人惊讶之处就在于,所有的遗传信息都完全包含在了简称 C、G、A、T 的四种碱基的排列组合中。那么 DNA 是如何控制生命成长的呢?事实上是依靠氨基酸的合成,每三个碱基就对应一种氨基酸。

因此从理论上说,只要能对某个物种 DNA 进行测序,就能完全确定该物种的所有习性,从而对物种进行精确分类!

五、结语

小编在这篇文章中较为详细地介绍了“进化论”的进化历史。我们可以看到,和一百年前相比,如今的演化论无论从研究方法还是深度上都有了很大的飞跃,达尔文时代的进化论和孟德尔遗传学也逐渐不再成为学术界的研究主流。虽然理论本身存在瑕疵,但他们提出的大方向是非常正确的,为后人的科学研究提供了很好的铺垫。

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