中性說與自然選擇學(xué)說.ppt

“自然選擇學(xué)說”與“中性說” 第 4 組 討論問題 “中性說”否定“自然選擇學(xué)說” 嗎？為什么？ 自然選擇學(xué)說 自然選擇 （ Natural selection ）指生 物在生存斗爭中 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 ” 這個詞， 但這只是一種比喻，并非說有超自然的力 量在進(jìn)行選擇。按照達(dá)爾文的意見， 自然 選擇不過是生物與自然環(huán)境相互作用的結(jié) 果。 達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說，其主要內(nèi)容有四 點： 過度繁殖，生存斗爭，遺傳變異，適 者生存。 過度繁殖 達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)，地球上的各種生物普遍具有 很強的繁 殖能力 ，都有依照 幾何比率增長 的傾向。達(dá)爾文指出， 象是一種繁殖很慢的動物，但是如果每一頭雌象一生 （ 30 90歲）產(chǎn)仔 6頭，每頭活到 100歲，而且都能進(jìn) 行繁殖的話，那么到 750年以后，一對象的后代就可達(dá) 到 1 900萬頭。因此，按照理論上的計算，就是繁殖不 是很快的動、植物，也會在不太長的時期內(nèi) 產(chǎn)生大量 的后代而占滿整個地球 。但事實上，幾萬年來，象的 數(shù)量也從沒有增加到那樣多，自然界里很多生物的繁 殖能力都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了象的繁殖能力，但各種生物的數(shù) 量 在一定的時期內(nèi)都保持相對的穩(wěn)定狀態(tài) ，這是為什 么呢 ?達(dá)爾文因此想到了 生存斗爭 。 生存斗爭 生物的繁殖能力是如此強大，但事實上，每 種生物的后代 能夠生存下來的卻很少 。這是什 么原因呢 ?達(dá)爾文認(rèn)為，這主要是 繁殖過度引起 的生存斗爭 的緣故。任何一種生物在生活過程 中都必須為生存而斗爭。生存斗爭包括生物與 無機環(huán)境之間的斗爭，生物種內(nèi)的斗爭，如為 食物、配偶和棲息地等的斗爭，以及生物種間 的斗爭。 由于生存斗爭，導(dǎo)致生物大量死亡， 結(jié)果只有少量個體生存下來。 但在生存斗爭中， 什么樣的個體能夠獲勝并生存下去呢 ?達(dá)爾文用 遺傳和變異 來進(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 來進(jìn)行解 釋。 適者生存 達(dá)爾文認(rèn)為，在生存斗爭中， 具有有利變異 的個體，容易在生存斗爭中獲勝而生存下去。 反之，具有不利變異的個體，則容易在生存 斗爭中失敗而死亡。這就是說， 凡是生存下 來的生物都是適應(yīng)環(huán)境的，而被淘汰的生物 都是對環(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 過程是一個 長期的、緩 慢的、連續(xù)的過程 。由于生存斗爭不斷地進(jìn)行，因 而自然選擇也是不斷地進(jìn)行，通過一代代的生存環(huán) 境的選擇作用， 物種變異被定向地向著一個方向積 累 ，于是性狀逐漸和原來的祖先不同了，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)過自然選擇也就形成了生物界的多樣性。 中性說 在 物種起源 1859年發(fā)表后的 100多年中，人們對 此也沒有提出過異議。 到了 1968年，日本人木村資生 (M Kimura)，根據(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，提出了分子進(jìn)化中性學(xué)說 (Neutral Theory of Molecular Evolution) ，向達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說 提出了挑戰(zhàn)。 1969年美國人雅克 金和托馬斯 朱克斯用大量的分子生 物學(xué)資料進(jìn)一步充實了這一學(xué)說。 中性說 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 期有利變異積累而成，而是由那些無適應(yīng)性的、無 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 沒有好壞利害之別，又沒有適應(yīng)和不適應(yīng)之分，因 此自然選擇對它們不起作用。 中性說 中性突變通過遺傳漂變而被固定下來或消失，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 的隨機自由組合決定，而與周圍環(huán)境無關(guān)。 也就 是說，中性學(xué)說的出發(fā)點是中性突變， 在中性突 變過程中，哪一種變異能夠保存下來，哪一種變 異趨于消失，全靠機遇。 這種隨機的變動稱為遺 傳漂變。它是生物分子進(jìn)化的基本動力，而不是 達(dá)爾文的自然選擇。 中性說 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 與種群的大小、物種的壽命、物種的生殖能 力無關(guān)，也與周圍環(huán)境因素沒有關(guān)系。 分析 中性突變無疑是存在的。有些突變無疑是 真正的或嚴(yán)格的中性突變，這種突變在任何 情況下都不影響生物的生存。 有些突變對生 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 ，起作用的仍舊是機會， 基因的保留或丟失完全是隨機的。 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。 但長期遠(yuǎn)洋航行時，蔬菜、水果供應(yīng)不足，人們 就要患壞血癥了。此時 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，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)說能解釋許多達(dá)爾文進(jìn)化論的自然選 擇學(xué)說所不能解釋的生命進(jìn)化現(xiàn)象。當(dāng)然中性學(xué) 說只是強調(diào)分子水平的多數(shù)突變是中性的 ,并沒 有說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) 爾文的自然選擇說法仍是起作用的。 結(jié)論 中性學(xué)說的倡導(dǎo)者木村強調(diào)遺傳漂變的作用，但 他也沒有否認(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)說與其說是反 達(dá)爾文主義的，不如說是在現(xiàn)代生物科學(xué)發(fā)展的 水平上，對達(dá)爾文主義的補充和發(fā)展 。 謝謝大家