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法学研究生物化学遗传学与分子进化
达尔文假设的物种起源引发了大量的争论。达尔文的假设缺乏当代遗传学和分子生物学的概念。他无法解释特征如何在种群中出现和持续。
孟德尔遗传学——现代进化论
J. 格雷戈尔·孟德尔 (1822-1884) 研究了获得性状的遗传，但这直到 1900 年才被认可。当孟德尔关于“获得性状遗传” 的著作在 1900 年被发现时，人们对进化变化的概念有了更深入的理解。只有在孟德尔思想被重新发现之后，生物繁殖和遗传的基础才得以确立。20 世纪，遗传学领域迅速发展壮大。
生物化学遗传学
染色体遗传理论的全部发展不可避免地导致了对基因作为可遗传特征决定因素的作用的更好理解。将遗传学与另一门新兴学科——生物化学联系起来，极大地促进了这一进展。因此，生物化学遗传学应运而生，旨在从生物化学的角度理解基因的功能。
毫无疑问，这门新学科最重要的贡献是比德尔和塔特姆根据他们对面包霉菌粗糙脉孢菌的开创性工作提出的“一个基因一个酶”的观点。由于并非所有蛋白质都是酶，因此这一观点已被改名为“一个基因一个多肽”理论。这个主题有一些复杂性，我们在这里无法讨论。然而，一个令人担忧的含义是，基因表达的直接表型结果是蛋白质。
从这个概念中自然而然地引申出来的是，正如解剖学和胚胎学上的关系和差异已被用来记录有机进化并建立系统发育树一样，比较不同生物体中执行相同功能的蛋白质的结构——即观察其组成氨基酸的顺序——应该可以寻找其“进化”的证据。这已经成为一个非常活跃的研究课题。
分子进化
如上所述，研究蛋白质的氨基酸序列——其基本结构——催生了分子进化。随着基因结构的发现以及随后用于测序 DNA 分子的工具的出现，研究基因及其进化的结构，而不是其表达的结果（主要是蛋白质），成为可能。这在很多方面都是一个巨大的进步。
一方面，研究基因的进化与研究蛋白质的进化并不相同。其原理很简单。蛋白质是结构基因表达的结果。此外，结构基因只占整体 DNA 含量的一小部分，尤其是在高等物种中。因此，研究 DNA 序列的进化本身就是一项值得努力的工作，而对生物进化的理解的重大突破就源于此类研究。
染色体理论
托马斯·亨特·摩根 (1866-1945) 认为达尔文的自然选择理论存在缺陷，因为他难以理解，仅仅通过积累微小的随机变化就能在生物体中产生广泛的适应性。达尔文没有提供任何机制来解释变异的起源或遗传。摩根认为孟德尔的假设完全是推测性的。他承认孟德尔的理论可以解释和预测育种结果，但孟德尔无法解释遗传机制。
他认为，没有一条染色体能够负责独特的遗传特征。他用果蝇进行了实验，并提出了他著名的“遗传染色体理论”。摩根根据他对果蝇的研究提出了性限制（现在称为性连锁）理论。他声称，雌性的 X 染色体携带这些性限制特征，这些特征包含几个独立的遗传单位。他将这些遗传单位称为基因（基因这个术语是由丹麦植物学家威廉·约翰森在 1909 年创造的）。他认为基因串联排列在染色体上，并负责遗传特征。摩根是遗传学研究的先驱。博韦里-萨顿认识到染色体是遗传物质的携带者。
雨果·德弗里斯的突变论
雨果·德弗里斯指出，不需要自然选择就能产生新的物种。他认为快速的、极端的改变可以重组整个基因组，从而产生新的表型。他将这些突然的改变称为突变或跃变。他的突变理论是基于对晚香玉 (Oenothera lamarckiana) 多代研究得出的。
他对他花园里突然出现的七种新型晚香玉感到惊讶，并且他发现所有这些变种都是可遗传的。他注意到，晚香玉中新的遗传特征的意外出现并没有显示出它们在早期世代中存在的迹象。他将这些突变的晚香玉个体称为突变体，并将这些快速的改变称为跃变突变。
雨果·德弗里斯将突变定义为“快速、大量的可遗传变化”。相反，达尔文强调的是小的累积变化。根据雨果·德弗里斯的观点，突变是随机的，并且可以向任何方向发生。突变可以发生在同一物种的不同个体中，从而产生许多新的相关物种；当暴露于自然选择时，它们可能是有利的或有害的，自然选择有利的突变，同时淘汰有害的突变（突变体的死亡）。另一方面，危害较小的突变可以在后代中存活。
虽然罕见，但突变是普遍存在的；突变可能在自然种群中积累，并包含足够的遗传多样性，以便在环境条件发生变化时快速进化。由英国的罗纳德·A·费舍尔和约翰·B·S·霍尔丹以及美国的塞沃尔·赖特建立的群体遗传学的数学理论表明，自然选择和突变共同作用以促进适应性进化。
结论
孟德尔遗传学和分子进化是 20 世纪遗传学领域的两个重要贡献，比德尔和塔特姆提出的“一个基因一个酶”的观点最为重要。摩根提出了遗传染色体理论，博韦里-萨顿认识到染色体是遗传物质的携带者，雨果·德弗里斯提出了突变论。突变是快速、大量的可遗传变化，它们可能是有利的或有害的，自然选择和突变共同作用以促进适应性进化。
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