胡永杰
摘要:物種的進化是生物學中的重要內容,通過查閱相關文獻資料,對物種與進化的關系及物種進化的歷史進行了總結,希望通過本文,讓我們對物種的進化與發展有更多的認識。
關鍵詞:生物;物種;進化;歷史;發展
一、物種
物種形成是生物對不同生存環境適應的結果,生物生存的環境具有變化性和異質性。環境隨時間的變化導致生物的適應進化,環境在空間上的異質性導致生物的分異(性狀分歧),分歧的結果是不同類型的生物,即物種的形成。不同的物種適應不同的局部環境,不能設想有能夠適應各種不同環境的一種生物。各種生物在進化過程中不斷分化,歧異產生更多的物種意味著也能夠占領更多的生存環境,生物的不連續性是生物對環境的不連續性(異質性)的適應對策。物種間的生殖隔離保證了生物類型的穩定性,物種在種間生殖隔離的存在下能保持物種相對穩定的基因庫,沒有種間的生殖隔離就會使已獲得的適應因雜交而溶化丟失。所以物種的存在使得生物及保持遺傳的相對穩定,又使進化不致停滯,保持進化的不可逆性,成為進化的基本途徑。
物種是生物進化的基本單位,物種具有可變化性以適應環境的變化,但這只是相對的,一個物種不能永遠適應變化著的環境。當環境變化的速度范圍超出原有物種的適應能力,滅絕就會發生,這時新的環境也有待新的物種去占領。生態系統也要適應環境的變化,物種的更替(種形成和滅絕)和種間生態關系的改變可以使生態系統適應變化的環境,生物與環境之間從不平衡又達到新的平衡,從而推動整個生物界的進化。在這種宏觀大進化的過程中每一步都是由物種進化所推動,物種是小進化的終點,同時又是大進化的起點,所以說物種是生物進化的基本單位。
物種是生態系統中的功能單位,不同的物種因其不同的適應特征而在生態系統中占有不同的生態位。因此,物種是生態系統中物質與能量轉移和轉換的環節,是維持生態系統能流、物流和信息流的關鍵。
二、進化
進化是指在生物學中是指族群里的遺傳性狀在世代之間的變化。所謂性狀則是指基因的表現,這些基因在繁殖過程中,會經復制并傳遞到子代。而基因的突變可使性狀改變,進而造成個體之間的遺傳變異。新性狀又會因為遷移或是物種之間的水平基因轉移,而隨著基因在族群中傳遞。當這些遺傳變異受到非隨機的自然選擇或隨機的遺傳漂變影響,而在族群中變得較為普遍或稀有時,就表示發生了演化。
科學家在研究生物進化的歷程過程中對不同類群的生物進化比較,對比不同類型的生物的結構、功能和生活習性,發現各類生物的相同和不同的特點。一般來說,親緣關系近的生物類群,相同的特點較多,反之較少。根據分析比較,找出不同類型生物的關系和進化發展的順序。我們也可以用這種方法對植物和動物兩類生物中的不同類群分析比較,認識它們的進化歷程。
三、物種與進化的關系
只要基因頻率發生改變,就叫進化。形成新的物種則要出現生殖隔離才行。長期的自然選擇可以是不同地區的種群向不同方向進化,進而產生生殖隔離。
生物進化論是一個不斷完善的理論體系,一般認為以達爾文《物種起源》的發表為起點,但其實在達爾文之前已經出現了各種形式的進化論。在其后的100多年中,隨著現代生物學的進展,生物進化論在《物種起源》的基礎上被不斷完善,修正了達爾文的一些學說,如進化的最小單位是基因而不是個體,進化源于突變而非漸變,進化是基因頻率在群體中改變的結果等等。
“適者生存”的說法源自嚴復,嚴復翻譯并總結了托馬斯·赫胥黎的大量著作,合并并改譯為《天演論》在清末造成很大影響。達爾文《物種起源》——赫胥黎——嚴復《天演論》,作者不是同一人。赫伯特·斯賓塞在哲學層面提出進化論的學說,在達爾文之前,他把進化論應用到社會學之中,代表作有《社會靜力學》等,被認為是“社會達爾文主義”之父,主張在社會中削弱或壓制“劣等人種”,社會達爾文主義被認為是納粹的來源之一,廣受批判。
生物的進化是一個十分漫長的過程,從生物的起源到不斷發展所經歷的社會和自然的風云變遷來看,那是一個不可逆轉,也無法超越的過程.縱觀生物進化的歷程,小到分子,大到個體,他們所面臨的進化似乎有些殘酷,但是如果沒有進化,就不會有進步。
四、地球生物物種的進化歷史
地球形成于約距今46億年前。大約距今38億年前,在地球濃密的原始火山大氣層環境下,在強酸性水體中誕生了原核生物。澳大利亞發現的35億年前的瓦拉翁納群中的絲狀細菌化石,是地球上發現最早并具有細胞結構的化石。
地球上最早出現的異養型原核生物細菌,在氯化物的海水中經過不斷的分化和發展,終于又出現了能夠進行光合作用、從無機物合成有機養料的自養型原核生物藍藻。藍藻是最早出現的放氧生物,使得地球上原始大氣中氧氣濃度不斷增加,為喜氧生物提供了有利的生活環境。在加拿大甘弗林組中,發現了完好的距今約20億年的細菌和藍藻化石。
在氯化物-碳酸鹽-硫酸鹽水體中,隨著真核生物的出現,動、植物開始分化和發展。動物的出現,綠色植物(真核植物和原核藍藻)通過葉綠素光合作用制造食物,是自然界的生產者;細菌和真菌是自然界的分解者;動物是自然界的消費者。地史上最早的動物化石是距今7億~6億年前澳大利亞的伊迪卡拉動物群,其中以腔腸動物的似水母類、海鰓類、環節動物和少量節肢動物為主。
距今6億年前的早古生代,出現了“海洋藻類時代”和“海洋無脊椎動物時代”。在中國云南發現了距今5.7億年的澄江動物群,主要由水母、三葉蟲、金臂蟲、非三葉蟲節肢動物、蠕形動物、海綿、無鉸腕足類、軟舌螺和藻類等組成,是目前世界上保存最早的軟體的多門類動物群。
在氮-氧大氣層和接近于現今海水的環境中,5億年以來,出現了地史上最早具鈣質硬殼的小殼動物群,包括軟舌螺、單板類、腹足類、腕足類等,這與當時海水的pH值接近于7并富含鈣質有關。
距今大約5.7億~2.3億年間,大氣層、海洋水體跟現在情況已差不多。生物進入空前繁盛時期,數量、種群空前地增長。從距今2.3億年到6700萬年前,是裸子植物時代和爬行動物時代。從6700萬年以來的新生代是被子植物和哺乳動物時代。大約300多萬年以來,地球上出現了人類。
五、總結
生物總是在不斷的進化過程中發展,不斷的優化,從而使得下一代的生存環境和適應能力變的更強,人類也在不斷的進化和發展。通過對物種的進化進行了解,可讓我們對生物學更加感興趣。
(作者單位:衡陽市八中)