进化思想史上的里程碑


在讨论历史时,我们经常会提到一系列导致变化、澄清或理解的事件的时间线。当谈论人类或其他生命形式时,一系列事件导致了当代。让-巴蒂斯特·皮埃尔·安托万·德·莫内·谢瓦利埃·德·拉马克是最早使用“生物学”一词的专家,他承认生命科学是一门独立的学科。他认为,有两个主要因素导致了分类学上的转变:物种固有的向更高维度进化的倾向,以及第二,获得性状的遗传。

进化思想史上的里程碑

乔治·居维叶男爵提出了一个关于生物形态起源的不同假设。根据他提出的灾变论思想,物种经常会因意外灾难(如彗星)而灭绝,并被新的物种取代。其他科学家也注意到生物体种类繁多,其中一些生物体具有惊人的相似性。例如,人类、黑猩猩和猩猩的每只手和脚都有五个手指。

鸟类翅膀和海豹鳍状肢之间的相似性可能意味着其中一个是由另一个修改而来的。与一些研究人员和神学家所说相反,不同物种之间的相似性表明创造并非一成不变的。

在达尔文之前,其他进化论者已经注意到另一个关键事实:许多动物具有似乎有特定用途的特征。豪猪的刺有助于它抵御捕食者。乌龟的甲壳有助于保护其脆弱的器官免受自然界腐蚀的影响。自然界中这种明显的实用性的大量存在需要一种解释。

然而,在达尔文之前的进化论者的解释中,缺乏一个能够解释随着时间推移如何发生变化以及有意设计是如何产生的理论。查尔斯·达尔文建立了描述这些生物现象所需的因果关系或过程。

查尔斯·达尔文时代

达尔文研究了两个理论,即自然选择理论和性选择理论。

自然选择理论

达尔文不仅想要阐明为什么生物体随着时间推移会发生变化,还想要解释其具体发生方式。他对生命形式是如何出现以及其他生命形式是如何消失感兴趣。达尔文试图阐明各种问题,包括动物在这些特定形式中的组成部分。

这些问题的解决方案可以追溯到他乘坐船只环游世界的一次旅行,他从太平洋的加拉帕戈斯群岛带回了大量鸟类和其他物种的标本。在他返回后,他了解到他之前认为属于单一分类群的加拉帕戈斯雀,显然存在差异,甚至可以被认为是不同的物种。

他发现,尽管这些不同的雀类拥有相似的祖先,但由于每个地区的独特生物环境,它们彼此分离。他发现动物并非永恒的,而是可以进化的,这一点至关重要地依赖于这种空间差异。达尔文试图解释这种变化以及为什么物种似乎与其周围环境非常适应。

从形式上讲,达尔文对所有这些生物难题的解决方案是自然选择的概念,它具有三个关键组成部分:变异性、遗传性和选择性。生物体在各个方面都存在差异,包括翅膀的跨度、躯干的力量、骨骼密度、细胞骨架、战斗和横向敏捷性以及社交智力。变异性是进化的“原材料”,是进化过程必不可少的。其次,只有这些变异中的一部分会被遗传。

自然灾害引起的一些变化不会遗传给后代。只有那些被遗传的变异才会影响进化。选择性是达尔文理论的第三个基本组成部分。由于这些特征有助于生存或繁殖,因此具有某些遗传变异的生物会产生更多的后代。生物体可能会度过一生,但不会将其遗传特征遗传给后代。它必须繁殖才能将其遗传特征遗传给后代。

性选择理论

达尔文具有极佳的科学倾向,会观察与他信念相矛盾的数据。他注意到一些似乎违反他的自然选择概念的事情。他首先观察到一些似乎与生存无关的奇怪结构,例如孔雀那令人眼花缭乱的羽毛。达尔文还注意到某些物种的两性之间在体型和结构上存在显着差异。

他设计了第二种进化科学,即性选择的概念,来回应这些明显的挫折。该学说强调了作为实际繁殖结果而产生的改变。达尔文提出了性选择可能发挥作用的两种主要方式。第一种是种内竞争,它发生在同性个体之间,导致在交配期间获得异性的机会。

两只雄鹿发生冲突是种内竞争的典型代表。获胜者可以获得与雌性交配的机会,这可能是直接的,也可能是通过控制雌性想要的区域或资源来实现的。通过获胜者在交配中的成功,任何有助于在同性竞争中获胜的特征,例如体型更大、力量更强或运动能力更强,都将遗传给下一代。

因此,种内竞争本身就可以导致进化——即随着时间的推移发生变化。异性选择,通常称为择偶,是性选择发挥作用的第二种方式。如果一个性别的个体对他们在另一个性别的伴侣中寻找的特征达成共识,那么在选择伴侣时,他们将偏爱拥有这些特征的个体。不具备这些理想特征的个体则无法找到伴侣。

当代综合:颗粒遗传和遗传学

孟德尔的研究所表明,遗传是“颗粒性的”,而不是融合的。换句话说,父母的性状不会混合在一起,而是以称为基因的独立小包的形式遗传给后代。此外,基因不能通过经验获得;相反,它们必须在父母的出生时就存在。

大约30年里,大多数科学家都没有意识到孟德尔的发现,他通过培育各种豌豆植物证明了这一点。孟德尔复制了他的论文并将其寄给了达尔文,但要么这些论文从未被阅读,要么其重要性没有被理解。20世纪30年代和40年代的“现代综合”范式将基于自然选择的达尔文进化论与颗粒基因遗传的发现相结合。

现代综合推翻了许多生物学神话,特别是拉马克关于获得性状遗传的观点和遗传的混合概念。对遗传本质的清晰理解加强了达尔文的自然选择理论,并重申了其重要性。

其他重要里程碑

这些是 -

动物行为学运动

动物行为学领域是从进化角度来看行为主义方法出现的第一个重要方面,而印记是他们记录的最初事件之一。在发育的关键阶段,雏鸭会将它们看到的第一个运动物体印记在脑海中。这个物体通常是母鸭。

印记无疑是一种学习形式,因为它在鸭子和之前从未接触过的母亲之间建立了一种联系。然而,这种学习过程是“预先配置”的,并且是鸭雏生物进化结构的一部分。“动物行为的直接机制和功能意义的研究”是动物行为学的定义。为了定义他们认为是动物固有特征的东西,动物行为学家创建了各种类别。动物行为学运动极大地影响了生物学家对适应性价值的看法。

包容性适应度的转变

汉密尔顿提出了“包容性适应度理论”,这是一项对进化论的大胆重新阐释。他认为,“传统适应度”一词过于狭隘,不足以充分描述通过选择进行的进化过程。这个术语是指个体通过产生后代来传递基因的实际繁殖潜力。他假设,无论生物体是否产生后代,自然选择都偏爱导致其基因得以传递的特征。

通过帮助兄弟姐妹、表亲或其他家庭成员生存和繁殖,生物体也可以促进其基因的复制。这些亲属中每一个都有可能携带该生物体的一些基因。汉密尔顿的洞察力在于,经典适应度的概念应该扩展到包括所有类型的适应度,这使得他如此出色。包容性适应度革命可能开启了一个被称为“基因视角”的新时代。

核心思想是,基因作为在繁殖过程中完整传递的基本单位,是遗传的基本单位。随着时间的推移,那些产生有利于繁殖能力效果的基因会取代其他基因,从而导致进化。包容性适应性理论对我们如何理解暴力、社会动力学、利他主义和家庭心理学等概念具有重大影响。

结论

一些人发现,当进化与有形的建筑物相关时,更容易将其可视化。乌龟的甲壳用于防御和鸟类的羽毛用于飞行的适应性都清晰可见。大多数人认为,人类和黑猩猩拥有共同的祖先这一假设相当简单,因为我们看到了我们自己和黑猩猩之间的相似之处。

但对于理解导致我们今天使用的概念的事件序列至关重要,以便深入了解其他动物和我们自己。

更新于:2023年4月11日

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