中性說(shuō)與自然選擇學(xué)說(shuō)

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1、“自然選擇學(xué)說(shuō)”與“中性說(shuō)”,第 4 組,,,討論問(wèn)題,“中性說(shuō)”否定“自然選擇學(xué)說(shuō)”嗎？為什么？,自然選擇學(xué)說(shuō),自然選擇（Natural selection ）指生物在生存斗爭(zhēng)中適者生存、不適者被淘汰的現(xiàn)象。最初由CR達(dá)爾文提出。 達(dá)爾文雖借用了人工選擇中的“選擇”這個(gè)詞，但這只是一種比喻，并非說(shuō)有超自然的力量在進(jìn)行選擇。按照達(dá)爾文的意見(jiàn)，自然選擇不過(guò)是生物與自然環(huán)境相互作用的結(jié)果。 達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)，其主要內(nèi)容有四點(diǎn)：過(guò)度繁殖，生存斗爭(zhēng)，遺傳變異，適者生存。,過(guò)度繁殖,達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)，地球上的各種生物普遍具有很強(qiáng)的繁殖能力，都有依照幾何比率增長(zhǎng)的傾向。達(dá)爾文指出，象是一種繁殖很慢的動(dòng)物，

2、但是如果每一頭雌象一生（3090歲）產(chǎn)仔6頭，每頭活到100歲，而且都能進(jìn)行繁殖的話(huà)，那么到750年以后，一對(duì)象的后代就可達(dá)到1 900萬(wàn)頭。因此，按照理論上的計(jì)算，就是繁殖不是很快的動(dòng)、植物，也會(huì)在不太長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)產(chǎn)生大量的后代而占滿(mǎn)整個(gè)地球。但事實(shí)上，幾萬(wàn)年來(lái)，象的數(shù)量也從沒(méi)有增加到那樣多，自然界里很多生物的繁殖能力都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了象的繁殖能力，但各種生物的數(shù)量在一定的時(shí)期內(nèi)都保持相對(duì)的穩(wěn)定狀態(tài)，這是為什么呢?達(dá)爾文因此想到了生存斗爭(zhēng)。,生存斗爭(zhēng),生物的繁殖能力是如此強(qiáng)大，但事實(shí)上，每種生物的后代能夠生存下來(lái)的卻很少。這是什么原因呢?達(dá)爾文認(rèn)為，這主要是繁殖過(guò)度引起的生存斗爭(zhēng)的緣故。任何一種生物

3、在生活過(guò)程中都必須為生存而斗爭(zhēng)。生存斗爭(zhēng)包括生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的斗爭(zhēng)，生物種內(nèi)的斗爭(zhēng)，如為食物、配偶和棲息地等的斗爭(zhēng)，以及生物種間的斗爭(zhēng)。由于生存斗爭(zhēng)，導(dǎo)致生物大量死亡，結(jié)果只有少量個(gè)體生存下來(lái)。但在生存斗爭(zhēng)中，什么樣的個(gè)體能夠獲勝并生存下去呢?達(dá)爾文用遺傳和變異來(lái)進(jìn)行解釋。,遺傳變異,達(dá)爾文認(rèn)為一切生物都具有產(chǎn)生變異的特性。引起變異的根本原因是環(huán)境條件的改變。在生物產(chǎn)生的各種變異中，有的可以遺傳，有的不能夠遺傳。但哪些變異可以遺傳呢?達(dá)爾文用適者生存來(lái)進(jìn)行解釋。,適者生存,達(dá)爾文認(rèn)為，在生存斗爭(zhēng)中，具有有利變異的個(gè)體，容易在生存斗爭(zhēng)中獲勝而生存下去。反之，具有不利變異的個(gè)體，則容易在生存斗爭(zhēng)

4、中失敗而死亡。這就是說(shuō)，凡是生存下來(lái)的生物都是適應(yīng)環(huán)境的，而被淘汰的生物都是對(duì)環(huán)境不適應(yīng)的，這就是適者生存。,自然選擇,達(dá)爾文認(rèn)為，自然選擇過(guò)程是一個(gè)長(zhǎng)期的、緩慢的、連續(xù)的過(guò)程。由于生存斗爭(zhēng)不斷地進(jìn)行，因而自然選擇也是不斷地進(jìn)行，通過(guò)一代代的生存環(huán)境的選擇作用，物種變異被定向地向著一個(gè)方向積累，于是性狀逐漸和原來(lái)的祖先不同了，這樣，新的物種就形成了。由于生物所在的環(huán)境是多種多樣的，因此，生物適應(yīng)環(huán)境的方式也是多種多樣的，所以，經(jīng)過(guò)自然選擇也就形成了生物界的多樣性。,中性說(shuō),在物種起源1859年發(fā)表后的100多年中，人們對(duì)此也沒(méi)有提出過(guò)異議。 到了1968年，日本人木村資生(MKimura)，根

5、據(jù)分子生物學(xué)的研究，主要是根據(jù)核酸、蛋白質(zhì)中的核苷酸及氨基酸的置換速率，以及這些置換所造成的核酸及蛋白質(zhì)分子的改變并不影響生物大分子的功能等事實(shí)，提出了分子進(jìn)化中性學(xué)說(shuō)(Neutral Theory of Molecular Evolution) ，向達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)提出了挑戰(zhàn)。 1969年美國(guó)人雅克金和托馬斯朱克斯用大量的分子生物學(xué)資料進(jìn)一步充實(shí)了這一學(xué)說(shuō)。,中性說(shuō),認(rèn)為生物進(jìn)化的主導(dǎo)因素不是自然選擇，而是不好不壞的中性選擇。新種的形成主要不是由微小的長(zhǎng)期有利變異積累而成，而是由那些無(wú)適應(yīng)性的、無(wú)好壞利害之分的中性突變積累而成。即生物在分子水平的大多數(shù)突變是中性的或近似中性的，它們既沒(méi)有

6、好壞利害之別，又沒(méi)有適應(yīng)和不適應(yīng)之分，因此自然選擇對(duì)它們不起作用。,中性說(shuō),中性突變通過(guò)遺傳漂變而被固定下來(lái)或消失，由突變提供的進(jìn)化原材料是偶然的，進(jìn)化的途徑和方向也在很大程度上由幾率決定，即由生物分子的隨機(jī)自由組合決定，而與周?chē)h(huán)境無(wú)關(guān)。也就是說(shuō)，中性學(xué)說(shuō)的出發(fā)點(diǎn)是中性突變，在中性突變過(guò)程中，哪一種變異能夠保存下來(lái)，哪一種變異趨于消失，全靠機(jī)遇。這種隨機(jī)的變動(dòng)稱(chēng)為遺傳漂變。它是生物分子進(jìn)化的基本動(dòng)力，而不是達(dá)爾文的自然選擇。,中性說(shuō),中性突變的速率等于分子進(jìn)化的速率，其速率是恒定的。生物進(jìn)化速率的一致性、恒定性是分子進(jìn)化的主要特征，即每一種生物大分子在任何生物中其速率是大致恒定的，而與種群的

7、大小、物種的壽命、物種的生殖能力無(wú)關(guān)，也與周?chē)h(huán)境因素沒(méi)有關(guān)系。,分析,中性突變無(wú)疑是存在的。有些突變無(wú)疑是真正的或嚴(yán)格的中性突變，這種突變?cè)谌魏吻闆r下都不影響生物的生存。有些突變對(duì)生物有一些影響，但影響很小，因而自然選擇仍舊起不了什么作用，起作用的仍舊是機(jī)會(huì)，基因的保留或丟失完全是隨機(jī)的。,舉例分析,人體不能合成維生素C，但是在陸地上人們可依靠蔬菜、水果而取得所需的維生素C，因而可以認(rèn)為不能合成維生素C這一性狀是中性突變。但長(zhǎng)期遠(yuǎn)洋航行時(shí)，蔬菜、水果供應(yīng)不足，人們就要患?jí)难Y了。此時(shí)不能合成維生素C又不像是中性突變了。所以，環(huán)境條件合適時(shí)，一些有害突變可以表現(xiàn)為中性突變。但一旦條件改變，被認(rèn)為是中性的突變就要有所表現(xiàn)了。,結(jié)論,中性學(xué)說(shuō)能解釋許多達(dá)爾文進(jìn)化論的自然選擇學(xué)說(shuō)所不能解釋的生命進(jìn)化現(xiàn)象。當(dāng)然中性學(xué)說(shuō)只是強(qiáng)調(diào)分子水平的多數(shù)突變是中性的,并沒(méi)有說(shuō)全部突變都是中性的；而且生物的進(jìn)化并不全部是分子進(jìn)化，分子進(jìn)化以外的生物進(jìn)化，達(dá)爾文的自然選擇說(shuō)法仍是起作用的。,結(jié)論,中性學(xué)說(shuō)的倡導(dǎo)者木村強(qiáng)調(diào)遺傳漂變的作用，但他也沒(méi)有否認(rèn)選擇的作用，他承認(rèn)形態(tài)、行為和生態(tài)性狀，即生物的表現(xiàn)型是在自然選擇下進(jìn)化的。所以，我們可以認(rèn)為，中性學(xué)說(shuō)與其說(shuō)是反達(dá)爾文主義的，不如說(shuō)是在現(xiàn)代生物科學(xué)發(fā)展的水平上，對(duì)達(dá)爾文主義的補(bǔ)充和發(fā)展 。,謝謝大家,