生物进化相关论文

Ⅰ 什么是生物进化论生物进化论 (The theory of evolution) 是关于生物界历史发展一般规律的科学。 进化 (evolution) 这个概念指的是事物的演化或发展。它的含义极其广泛，包括天体的消长、生物的演变、社会的发展等等。狭义地说，指生物的进化。 生物进化是指生物种群多样性和适应性的变化，或一个群体在长期内遗传组成上的变化。正如斯特宾斯(G．L．Stebbins, 1974)所说：“生物进化乃是生物群体的遗传组成部分的或全部的不可逆的一系列转变，这种转变基本上是基于生物与其环境相互作用的改变”。生物进化的范围很广，包括某一物种（如马和象）、某一类群（如鸟类和哺乳类）直至整个生物界的历史发展。 生物是进化的。地球上原来并不存在生命 (life)。大约34亿年前才出现了生命。原始的生命并不具有细胞结构，后来才出现了少数单细胞的原始类型。这类生物在适当的条件下不断地分化、发展。一些进化到植物；另一些进化到动物直至人类。经过人们长期不断的努力，发现并作了记录的生物种类现在已有200多万种。其中植物约40多万种，动物约150多万种，微生物约20多万种。据格兰特(Grant)的估计，植物界(kingdom plantae)种的具体数量如下：但是，上述这个数字与实际存在的种类相比，还相差很远。据汉德勒(P．Handler)等人的估计现在生存在地球上的生物约有500万到1000万种。而它们与曾在地球上生存后又绝灭的生物相比，还只是很小的一部分（远不到1％）。生物的进化不仅表现在生物种类和数量的增加，也表现在生物的构造趋于复杂和不断完善。 任何生物体都与其生活环境相联系。许多绿草丛中的昆虫是绿色的，沙漠中的动物是沙黄色的，北极的动物是白色的，这就是适应(adaptation)；绿色植物的叶能营光合作用，脊椎动物眼的构造使它能很好地了解周围的情况，这就是适应；某些温泉的藻类可忍耐80℃的高温，沙漠中的节节木(Arthrophytum hyloxylon)根系长达4—5米，江南山区岩壁上生长的卷柏在干旱时卷缩成一团，久旱遇雨则叶片张开欣欣向荣，故有“九死还魂草”之称。这些也都是奇妙的适应现象。生物的进化必然与环境相适应，否则就会被淘汰。为什么有的生物能适应环境而生存、发展，有的则不能适应而被自然界所淘汰？这就是生物进化论所要探讨的重要课题。 进化论的提出者是法国博物学家拉马克(J．B．Lamarck)，英国博物学家达尔文(O．R．Darwin)为之奠定了科学的基础。现代生物科学的成就，使生物进化理论发展到了新的水平。生物进化论认为，地球上最早的生命物质是由非生命物质转化来的，现代生存的各种生物有着共同的祖先。在进化过程中，生物的种类由少到多；生物的结构和功能由简单到复杂，由低级到高级（图引-1）。与进化论相对立的观点是物种不变论。在西方，这种观点与“神创论”(creationism) 相结合，长期阻碍进化论的发展。他们认为，地球上的各种生物，包括人类在内，都由神所创造，上帝当初创造多少物种 (species)，地球上现在就有多少物种，既不增加，也不减少。显然，这类观点不是从自然界客观存在的实际出发，而是从某些人的主观想像、从剥削阶级的偏见出发，根据一知半解的知识和自然界的一些表面现象编造出来的唯心主义说教。但是，这种观点也不是短期内可以消除的，达尔文学说，从它一诞生直至近现代一直受到一些人的攻击和非难（图引-2）。1972年，美国加里福尼亚教育部竟明文规定，中学生物学课本除了进化论外，必须还有神创论的内容，而且两者的页数要各占一半。当局认为，神创论是科学，讲授神创论便于与进化论相互补充。同时，在田纳西州，进化论被禁止讲授；在南加罗来纳州，官方教科书上竟然不准提“进化”的术语和“达尔文”的名字。可见进化论与神创论的斗争是长期存在的。当然，随着科学和社会的进步，进化论的思想必然不断深入人心。那么，生物进化论的研究对象是什么呢？大体可归纳下列几个方面： 1、地球上生命自然界产生和发展的历史过程，其中包括生命的起源，物种分化和形成以及人类起源等过程。 2、生物进化的机制和理论，其中包括遗传变异(inheritable variation)、自然选择(natural selection) 以及两者之间的相互关系；进化的方向、速度和分子基础等；还有如生命起源(the origins of life)、细胞起源、人类起源与进化以及物种形成中的某些理论问题。 3、生物进化与其外界环境的关系。 4、生物进化论研究的历史，包括主要学派及其论点。

达尔文的进化论已经创立140余年了，在其诞生之初，是作为一种假说被提出来的。除达尔文本人从对一些植物，动物形态的观察得出的推论外，并没有什么化石证据。达尔文在《物种起源》书中论及化石时，标题为“不完美的地质记录”。他承认在当时的化石研究中并未有证据显示有物种间过渡类型的存在，并指出这可能是最易于检验而又具有杀伤力的反进化论的理由。他看到了进化论的先天缺陷，并希望后人能予以验证。但是时至今日，进化论已成为一个公理；一个信仰；甚至一个宗教。不能讨论，更不能批判，只能无条件接受，否则就将招致无情的围剿，甚至被贴上“伪科学”，“反科学”的标签而断送自己的研究前程。在当今任何一本生物学杂志上，已经找不到任何质疑进化论的论文了。SCOTT和COLE在八十年代初，检索了当时的4000多种学术刊物，未发现任何一篇反进化论的论文，在68种与生物起源有关的学术期刊中，也未发现任何一篇是质疑进化论的。GEORGE W GILCHRIST在1997年调查了世界上最大的五种期刊数据索引，也未发现反进化论或非进化论的论文。进化论者自豪地宣称，进化论对神创论已取得了决定性的胜利。似乎进化论的合理性及不言自明性又得到了一次证明。 事实真的如此吗？进化论已是绝对的真理了吗？其实不然，SCOTT和COLE的工作还发现，在1985年提交的135000篇论文中，确有18篇论文是反进化论的和非进化论的。而这18篇论文无一例外地遭到拒绝发表。进化论并非无懈可击，而是它的维护者不允许任何针对它的挑战。这更加给人一种印象：进化论并非确立于自身学说的科学性和完美程度，而是确立于众多崇拜者的信仰。进化论并非KARL POPPER意义上的“经验科学”(EMPIRICAL SCIENCE)，而是一个假说，信仰和并不完美的证据的杂合体。 事实上，我们今天科学研究所发现的东西，已经足以让人们重新考虑进化论的正确性了。但这些事实要么被回避，要么被抹杀，人们在思维定式的驱使下，自觉或不自觉地成为盛行理论的卫道士，而丧失了独立思考的能力。这是不符合理性的科学精神的。一个真正的科学家，应正视旧理论的缺陷及其面临的挑战，并勇于摆脱束缚。只有这样，科学才能向前发展，人类才能向前推动。 一、达尔文主义自身的缺陷 (一)比较解剖进化论者通过动物的器官在形态和功能方面的类比，定了所谓的同源器官，并由此说明在进化树中某一谱系的动物该器官在进化中发生的形态与功能的变化是自然选择的结果。首先，同源器官的定义就非常牵强，你必须首先承认动物是进化的，才能找到同源器官。因此这绝不能算做进化论中的一个证据，而只能是一个推论。即我们只能说因为进化论正确，所以进化树中某一谱系中的动物存在同源器官，而不能说同源器官的存在证明进化的存在。现代基因学和遗传学诞生后，对生物体形态与功能的关系在更本质的层次－－基因及分子水平有了崭新的认识。形态和功能只是表相，它们是由基因决定的，相同的形态可能对映于完全不同的基因。如果认为从鸟类的翅到哺乳动物的前肢是进化的话，那么它们的基因也应表现为对映于形态相同程度的进化。但实际上并非如此，如果现在仍有人试图从表面现象说明问题，只能被认为是肤浅的。 (二)古生物学 凌乱的化石证据 无论是进化论者还是反进化论者，都希望古生物化石能辅证自己的观点。如果说达尔文时代缺少化石记录的话，那么到今天为止，人类已收集了数以万吨记的化石，是否已证明进化论的正确了呢？事实上依然不能。CHICAGO的FIELD MUSEUM OF NATRURAL HISTORY的古生物学家RAUP本是进化论者，但后来不得不放弃自然选择学说，而支持幸运者生存说。他说该馆拥有现有已知化石物种的近五分之一，可是已经确证的中间过渡类型的化石比达尔文时代还少。现有化石记录混乱不堪，人为按进化论组成的谱系漏洞百出，根本不能说明问题。进化论者们所使用的分类方法及标准又不同，因此对某一化石的断代也经常争论不休，得不到一个统一的结论。 进化论者常用的一个较为完备的进化谱系证据是脊椎动物序(VERTEBRATE SEQUENCE)，包括从鱼类到两栖类，爬行类，鸟类，哺乳动物，直至人的进化。从鱼类到两栖类，曾发现一种叫RHIPIDISTIAN的鱼化石，其骨骼特徵类似于两栖类，因此被认为是鱼类到两栖类的过渡类型。但当另一种叫COELACANTH的活化石发现后，这种观点被立即推翻，因为这两种动物在进化谱系中的亲缘关系是极近的，但研究表明，COELACANTH并无任何上岸的可能性。曾经轰动一时的始祖鸟(ARCHAEOPTERYX)，曾被视为进化论的铁证，因为它即具有爬行动物的特徵，又具有鸟类的特徵而被视为一个著名的过渡类型。后来发现，始祖鸟所具有的爬行类特徵，如爪和牙齿，在现代鸟类中也存在，如南美洲OPISTHOCOMNSH-OATZIN 和非洲的TOURACOCORYTHAIX。也就是说这个证据并不能用于判定鸟类与爬行类的过渡类型。另外，JENSEN早在1977年《SCIENCE》上发表的论文指出，与始祖鸟同一地层出土的化石被怀疑为近似于现代鸟类动物的股骨，因此，始祖鸟即非“始祖”，也非种间类型。1991年在中国辽宁发现的年代与始祖鸟相同或更早的鸟类化石更加深了始祖鸟的地位危机。 在从猿到人的进化过程中，拉玛古猿(RAMAPITHECUS)具有重要意义。它的下颌骨兼具人类与猩猩的特徵，牙床结构类似于人，不具有猩猩的门齿与犬齿，但上下颌的距离与颌骨的长度又近似于猩猩，这被视为是进化论的一个铁证。然而后来在非洲发现的一种狒狒(THEROPITHECUSGLADE)与拉玛古猿具有相同的牙齿及面骨特徵，但却被视作一种狒狒。由此可见，这个判据也是模棱两可的。 寒武纪生物大爆炸(CAMBRIAN EXPLOSION) 达尔文对自己理论的最终归宿评价道：“如果可以证明任何复杂的器官不能通过无数的，持续的，微小的改变形成的话，我的理论将绝对失败”。 寒武纪生物大爆炸恰恰提供了一个极好的例证。大约在五亿三千万年前，在短短的几万年内，几乎现在所有生物的门同时出现在地球上。从海洋里巨大的管状蠕虫，甲壳类到较为高级的脊索动物并存。如果进化确如达尔文所言由点滴的，渐进的方式进行，那么数百万年的时间无论如何也不足以完成这一历程。虽然寒武纪之前的多细胞生物化石也有发现，但按进化论的观点，它们与寒武纪生物并无承传关系。现代达尔文主义者STEPHEN J GOULD亦无法解释，称之为“迷中之迷”(ENIGMA OF ENIGMAS)，事实上寒武纪生物大爆炸是进化论不可逾越的障碍。 人类的起源 在《物种起源》发表之际，达尔文曾说：“只有人类的进化，怎么都不可能用我的进化论来说明”。 的确，从进化论的观点来看，人类的进化太快了。以人为例，进化论者认为，人类诞生的历程为：南方古猿(AUSTRALOPITHECUS 200万年前) ----原人(代表为BETICONTUROPS 50万年前) ---- 旧人(代表为NEANDERTHALIAN 10万年前)----新人(5万年前) ---- 现代人类(5千年前)在这一过程中，人脑容量以爆炸般的速度增大。而现代人类产生后，进化又仿佛突然消失了，五千年来人的脑容量基本未变。再看脑细胞数量，现代类人猿为10亿个，而现代人类约为140亿个。单从数字上看是增大了14倍，但智力水平却发生着跳跃性的变化，这些证据强烈地暗示：这个进化树是不正确的。这些物种也许根本没有任何亲缘关系，而进化论者只是按时间顺序把它们拼凑在一起而已。 另外，六十年代以来，肯尼亚OLDUVAI峡谷和RUDOCF湖附近地区的考古发现，也给进化论提出了许多反例。1972年出土了一具类人动物的头骨化石，编号为KNM-ER-1470，简称1470号人。按其分类特徵，它类似于现代人，属于人属(HOMO GENUS)，比南方古猿和直立猿人(HOMO ERECTUS)要进步得多，但它却处于290万年前。1470号人比进化论者所公认的人类始祖南方古猿早九十万年，比直立猿人早二百万年。这从根本上动摇了进化论的证据，成为古人类学中的一件悬案，至今没有一个进化论者能够归属1470号人在进化树中的位置。 (三)胚胎学 与比较解剖学类似，胚胎学从生物发育过程中形态的变化，推论出高等动物的胚胎在发育中重现其进化历程。如人类胎儿在发育之初与猪和鼠的胎儿都具有鳃裂和尾，形态也很相似，其实，这只是表面现象。首先，人类胎儿的“鳃裂”事实上不是鳃裂，而是快速发育的皮肤的褶皱；其次，人类胎儿的尾状结构也绝不是尾，而是神经管。在蛙胎发育过程中的尾状结构亦是神经管。再次，形态这一表象是由基因决定的。较为普遍接受的HOX基因调控理论认为，动物形态虽然丰富多彩，但在分子水平上的调控都是一致的，因此，动物胚胎发育之初形态相似，是由于HOX基因调控水平相同而已。这是近年来发育生物学最为重大的发现之一。也就是说，从形态相似仍不能得出本质亦相似的结论。 二、 不可回避的化学进化 生命产生前在分子水平上的进化(PREBIOLOGICAL EVOLUTION)被称为化学进化。完整意义上的进化论，不仅要回答生命产生后的生物进化过程，而且还要解决生命物质是如何产生的问题。即怎样由简单，无机的小分子进化到复杂，有机的大分子，进而产生生命体。但这个问题被进化论者们故意地回避了。 《DARWIN'S BLACK BOX》一书的作者BEHE教授，对数种有关进化分子生物学的学术期刊(包括JOURNAL OF MOLECULAR EVOLUTION，PROCEEDINGS OF NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES等权威杂志)，近十年来所发表的上千篇文章的研究表明，在这方面的进行的工作是零。化学进化被回避的原因很简单，是因为进化论者根本无法回答。流行的观点认为，原始地球拥有还原性大气，含有氮，氢，硫化氢等成份，不含或含少量的氧。大气放电经常发生，原始海洋中水温较高，并有频繁的地质活动，如地震，火山喷发等。基于这种观点，1951年STANLEY MILLER进行了著名的“原始汤”(PREBIOTIC SOUP)实验，他在一个烧瓶中模仿原始地球的环境，用气体放电模拟雷电。实验结束后，在产物中分离到了氨基酸，这个结果轰动了科学界。但更多的问题暴露后，乐观主义渐渐消失了。我们仅举两例，说明他们的困境。 (一)化学选择所有生物大分子结构均表现为空间上的有序，蛋白质分子除了特定氨基酸的连接外，还能形成Alpha-螺旋(HELIX)；Beta-折叠(SHEET)等二级结构；结构域(STRUCTURAL DOMAIN)等三级结构；直至形成四级结构---亚基(SUBUNIT)。双链DNA分子由两条单链组成，除单个核甘酸的连接与氢键作用外，还能形成双螺旋和超螺旋(A-DNA；B-DNA；Z-DNA等)，所有这些结构都与该大分子的功能紧密相联。一旦这些结构遭到破坏，该大分子就会失活，所以生物体在合成生物大分子时表现出极高的精确性。 假设第一条具有生命功能的多(月太)链出现在原始海洋中，其序列为A，B，C(A，B，C代表天然的人体所需的二十种氨基酸)。其形成的必然条件是： (1)A，B，C等具有足够的浓度，这样A，B，C分子才有可能相遇而发生反应。 (2)从氨基酸形成多(月太)的反应是缩聚反应，每步反应会生成一分子水，从化学平衡的原理看，反应需要脱水剂，否则水将抑制该反应。 (3)假设A与B的结合是随机的，而结合C时是选择性的，按热力学原理，这是一个(火商)减的反应，必须得有外界能量的输入。如果以上三个条件全部成立，那么C到底是由什么因素决定而被选择的呢？进化论者只能回答：绝对的随机。但在自然环境中，上述三个条件决不可能同时满足，这个随机过程缺乏先决条件。另外，从科学哲学的角度来看，进化论者的答案是不可能被证伪的(FALSIFIABLE)，而且在经验世界中是不可检验的。 BEHE教授在谈到这个问题时举了一个形象的例子，他认为，蛋白质绝对随机，自然地产生，就如同一个人指望把热水，鸡蛋，面粉，糖和可可粉随机放在一起就能产生一个巧克力蛋糕一样荒唐。 (二)光学选择性 生物世界是一个不对称的世界，如果你注意观察过你的手，你会发现左右手在空间上无法完全重合，但左手和右手的镜像却能重合。在化学中这种现象被称之为“手性”(CHIRALITY)，几乎所有的生物大分子都是手性的。比如，组成人体的糖类一般是右旋的，而构成蛋白质的氨基酸都是左旋的。而左旋的糖和右旋的氨基酸，几乎不能被人体利用。一般认为，在非手性的环境中不能产生手性化合物，而只能产生外消旋体，即等量的右旋和左旋体构成的混合物。现代不对称合成化学通常采用昂贵的手性催化剂，才能使反应按照人所期望的方向进行，得到单一的手性化合物。在MILLER的实验里，所有得到的氨基酸都是外消旋体。假如还用前文所举的例子A-B-C序列，又是谁选择了左旋的氨基酸呢？众所周知，最简单的蛋白质是胰岛素--51(月太)，那么由自然界随机地从二十种天然外消旋体中选择合成一个51(月太)，得到全部由左旋氨基酸构成，具有生物活性的胰岛素分子的几率有多大呢？简单的数学计算可以证明是(1/40)的51次方。而在实践中，其几率是零，根本就不可能发生。MILLER的实验带给进化论者的并不是福音，而是更加剧了其深刻的危机。 进化论发展至今，已经走入了死胡同。它认为人类由偶然中产生，进化即无目的又无方向。进化论者已变成狭隘，自负的信仰者，丧失了科学的探索精神，甚至拒绝对任何进化论体系外的现象进行观察和研究。他们认为科学是研究存在和获取知识的唯一途径，凡是现代科学无法证实的，无法研究的，都是不真实的，进化论就是绝对的真理，他们把自己封闭在一个小圈子里，不愿向外迈出一步。CORNELL大学的WILLIAM PROVINE就断言，根据进化论的结论，人只是复杂的生物机器，没有任何特殊的意义。道德，信仰都不存在，也没有任何自由意志，这完全回到了十九世纪的机械唯物主义，是人类思想的重大倒退。可悲的是，这是信奉进化论的必然结果。 从科学史上看，固步自封只能加速旧体系的崩溃。如今，人类已经步入一个新的世纪，只要人们勇于打破固有的观念与框框，新科学的曙光一定会升起在地平线上。这个比较详细了。

食物链与生物进化食物不仅是人类赖以生存的基础之一, 也是生物界各个成员所必不可少的生存要素 本文所说的/ 食物链0, 不仅仅指动植物之间的捕食者和猎物,也包括植物从土壤中吸取养分、寄生, 以及同一等级之间物种和个体的竞争等, 总而言之是指物质与能量的获得与传递过程 当然就表现来说, 以捕食和竞争关系最为明显。这种生物间关系造成的进化体现在自然界的各处1 无处不在的进化影响/食物链0造成的进化影响与适应, 大到自然界的生态位分布, 小到单细胞生物的感觉器官, 可谓无处不在 1 空间分布与进化等级生命从海洋登陆, 一直到翱翔天空, 从直接意义上讲是拓展生存空间, 但不得不说其重要的原因是为了保证食物的来源 虽然大气中氧含量的增加和能阻隔紫外线的臭氧层的形成是生命登陆的先决条件, 但是追求空间与食物无疑是强大的驱动力, 我们完全有理由猜测, 当海洋中出现/ 饥荒0时, 即使先决条件仍不满足, 在进化历程上也会出现能适于海洋之外的生存条件的物种登陆 而平面空间是有限的, 高等动物尤其是食肉动物对领地面积的高要求(例如印支虎理想的栖息地中一般是每100 km2 可有4~ 5只成虎)又使领地出现垂直空间的多层次,充分利用了资源也同时推动了生物进化由能量定律可知, 生物总是要不断地以各种形式从周围环境(包括其他生物)中获取能量以维持其低熵、高有序度状态, 其主要形式便是/ 取食0 (包括光合作用及捕食等等) 生物的结构、进化的等级与生物的有序度成正比 生物是由低级向高级、由简单向复杂不断地进化的, 其所需的生命能量也将逐渐增多 如果生命能量不能达到需要值, 便不能维持相应的有序性, 生物就不能在该级存在下去 从宏观上看, 生物物种不能进化到该级, 而在个体的角度上看, 生物不能从环境中获得所需的负熵 /趋于最大值的熵的危险状态, 那就是死亡 由于生物的进化等级与其有序度相对应, 进化与维持生命的能量相联系, 因此生物的进化实际上可能是生物在能量上的一种能级的跃迁[ 1]。而/取食0无疑是进化的必要条件 2 共生与寄生关系除了较为单方向的捕食关系外, 共生和寄生在某种程度上也可看作一种/取食关系 共生是一种相互依赖、互惠互利、比合同还公平的关系 而寄生[ 2~ 4]其实也是种逻辑清晰的行为, 而寄生生物和宿主之间的斗争也是生物进化的重要动力之一 一方面寄生生物会影响宿主的活动, 如蚂蚁的寄生虫会影响蚂蚁的神经系统, 让它向草尖上爬, 而那里是最容易被羊吃掉的地方; 海百合类动物会接纳许多种生物体寄居在其身体的各个部分, 捕食者可能正在追逐那些生物, 而对海百合类动物造成了连带的损害 另一方面, 宿主的活动也影响寄生生物, 如感冒病毒通过传染, 附到下一个人的身上, 几经易主后, 病毒的杀伤力就会降低) ) ) 它要保证这个宿主有足够的生命来把它继续传播 因此, 寄生行为不能不说是进化的奇迹 3 独栖或群居距今约6 亿年前, 单体细胞生物完成了向多体细胞生物的进化过程, 不同细胞有机组合, 彼此合作, 后逐渐分化, 形成了复杂生物的基础[ 4] 单细胞个体的集群最终形成了多细胞生物, 而高等的生物同样存在独栖或群居的选择 一般情况下被捕食者会采取集群的方式, 而捕食者则各不相同 以食肉目动物为例[ 5] , 食肉目动物一般在除繁殖季节外的其它时期主要营独栖生活, 因为主要以捕食脊椎动物为生的食肉目动物营独栖生活, 是为了避免在捕杀猎物时个体之间的互相干扰而降低捕食成功率 如果社群中的个体不断发出声音来进行联系, 就不可能导致成功地捕食机敏的脊椎动物 正如Kleiman和E isenberg[ 6] 指出, 大多猫科动物因以偷袭方式捕食猎物, 故需要独栖生活, 以避免个体之间的互相干扰 但也有一部分食肉目动物在一生中主要是营社会性生活, 比如狼、狮等 Macdonald[ 7]认为, 资源(尤其是食物资源) 的分布和丰富程度对食肉目动物社群的空间格局和结构的影响是最重要的, 一定的食物获取方式可导致集群和社会性的形成 因此/食物链0在动物的营社会性生活的形成方面有至关重要的作用 4 身体上的进化 1 感官感官是生物获得外界信息的通道, 这对于逃避捕食者或捕捉猎物是极为有用的 生活在不同环境下的生物, 也相应进化出了不同的感官系统[ 4, 8, 9 ] 白天活动的动物大多有良好的视觉, 而在高空飞行捕捉猎物的鸟类的视力更是惊人, 眼内有两个黄斑,可以同时注视两个目标, 甚至有放大功能, 堪称/高空望远镜0, 而昆虫的复眼也堪称一绝 另外, 在茂密的森林里, 良好的听觉和嗅觉也十分有用 而在夜间, 没有了足够的光线, 生物一般都依赖于视觉外的其他感官, 比如啮齿类动物的嗅觉, 连有着一双眼睛的猫头鹰其实也是依赖于听觉搜寻和定位猎物 有的动物如响尾蛇和蝮蛇一类的蛇, 进化出了长在眼睛和鼻孔之间的/热眼0, 通过动物以红外形式放出的热来追踪猎物, 堪称一绝 2 其他器官除了获取信息的感官之外, 其他的身体部分其实也在进行着相应的进化 比如强健的用于奔跑的四肢, 利爪尖牙, 适于飞翔的羽翼, 双重呼吸等等 以/ 口0为例: 昆虫的口器[ 10]按功能可大致分为6类:咀嚼、刺吸、舔吸、虹吸、嚼吸和退化, 适用于不同的事物, 如吸食汁液、花蜜; 磨碎叶片; 捕食其他昆虫等 还有一个经典的例子便是加拉帕戈斯群岛地雀的喙[ 11]的不同, 例如地栖地雀中有4 种地雀共同生活在大多数岛屿上, 其中3 种(大、中、小地雀) 吃种子, 它们的主要差异便是喙的大小不同, 各适应于吃不同大小的种子 另一种地栖地雀(大仙人掌地雀)则以球武汉仙人掌果为食, 它的喙特别大而尖, 已发生了适当的改变 有些生物更有了适于不同食物的更精细的进化, 例如当遇到柔软的猎物时, 白斑点竹鲨的牙齿的尖端部分刺入并牢牢地抓住猎物, 再借助头部的剧烈摆动将猎物撕成两半 而当遇到坚硬的猎物时, 牙齿的尖端部分并不刺入猎物体内, 取而代之的是, 牙尖折向口腔内, 让牙齿的边缘接触猎物的硬壳, 就像将一块金属片搁在坚硬的表面上, 平直的牙齿面更适合完成压碎硬壳的工作[ 12] 另外, 有研究[ 4]认为大脑离嘴巴很近, 最初是用来解决食物问题, 它可辨别进入嘴巴食物是否有毒 由此, 食物对进化的影响便可见一斑 3 特殊功能为了逃避捕食者或便于捕食, 生物进化出了各种各样的措施[ 2, 13] : 海百合类动物经常由于鱼类的袭击而断掉和再生触手; 与环境的色泽相似, 因而能够隐蔽的保护色; 与环境对比十分鲜明或恐怖的颜警戒色, 引起捕食者的注意, 使捕食者不去袭击它们; 还有大名鼎鼎的拟态 另外, 不论是捕食者还是被捕食者都常使用毒液作为辅助手段 捕食者和猎物的竞技给我们展现了了一个奇妙的自然 5 生殖繁衍后代是生命的重要特征之一 为了保证后代的成活率, 双亲就要注意保证后代有足够的食物和不被捕食者捕食 生物或是增加后代数量, 或是在后代数目较少的情况下增加后代强壮度, 或给予保护和哺育 因此体外受精逐渐进化为体内受精, 由卵生到胎生, 并逐渐进化出了哺乳和育雏行为 由此可见, 繁殖固然是一件大事, 但繁殖与/ 食物链0的协调却是要优先考虑的, 否则就有可能给种族带来灭顶之灾2 / 食物链0影响进化的方式 1 协同进化协同进化(一对一协同进化)的严格定义为[ 14] :一个物种的个体行为受另一个物种的个体行为影响而产生的两个物种在进化过程中发生的变化 它包括三个特性, 即特殊性: 一个物种各方面特征的进化是由另一个物种引起的; 相互性: 两个物种的特征都是进化的; 同时性: 两个物种的特征必须同时进化但是自然界很少存在一对一协同进化的物种间的关系, 这种关系只发生于某些特殊的共生、寄生、共栖、竞争等物种之间, 如蝶类的拟态、虫媒花植物与传粉昆虫等[ 14] 应用较多的是扩散的协同进化, 它的研究范围较广 扩散的协同进化由Glibert等人的观点可定义为[ 14, 15 ] : 某一或多个物种的特征受到多个其它物种特征的影响而产生的相互进化现象 这包括植物受到多种昆虫的取食而产生的物理和化学的防御机制及昆虫所获得的能降解多种植物的有毒物质能力等许多方面 这种定义有一突出的特点, 即它包括相互影响物种之间的长期适应行为 因此目前许多学者所研究的协同进化, 都倾向于这种定义 而有的学者甚至认为广义的协同进化就等于进化[ 14] 在协同进化上有许多例子[ 14, 16 ~ 18] 对于捕食者- 猎物系统的协同进化可以用/手臂竞赛0解释, 其理论为: 在进化过程中, 捕食者不断提高发现和捕获猎物的效率, 自然选择也不断改进猎物及时发现和逃避捕食者的能力 因此, 在捕食者和猎物的共存系统中, 两者形成了复杂的适应和反适应关系[ 18] 总之, 正如上面所提到的种种, 自然界中的捕食者在进化过程中发展了锐齿、利爪、尖喙、毒牙等工具, 并运用诱饵追击、集体围捕等方式, 以便有利地捕食猎物; 而相应地, 猎物也发展了保护色、拟态、警戒色、假死、集体抵御等种种方式以逃避捕食者 自然生态系统中的捕食者- 猎物系统的形成是二者长期协同进化的结果 2 生态入侵某些生物, 由于人类有意识或无意识地带入某一适宜于其生存环境和繁衍的地区, 它的种群便不断地增加, 分布区便会逐步稳定地扩展, 这种过程被称为生态入侵[ 19] 生态入侵种会影响到当地的生态环境, 其与当地种存在空间与资源上的竞争, 当然会对原有的/食物链0关系造成影响和破坏 值得注意的是, 并非所有的生态入侵都会造成灾难, 有些入侵种通过改变自己或影响原有生态使其改变, 来参入原有的/ 食物链0关系, 从而达到与原有种和谐相处, 这也可称为一种进化 这种情况值得进一步研究以求解决现有的生态入侵灾难问题3 人与/ 食物链0人类通过工具的发明、使用和语言的产生, 经历了漫长的历程从动物界中提升出来 人类的进化与/食物链0是分不开的 例如手势的产生就是因为在猎取大型猎物时的成群协作需要通讯[ 20] 可以说原始的捕食关系打开了人类智慧的大门 随着人类历史的发展, 发达的大脑和不断发展的工具技术使人类成为/食物链0顶端的动物 的确, 借助工具(如枪支弹药), 就客观上来说人类具有了无限制性获取物质能量和限制自身物质能量流失的力量, 开始时也是这样做的 但是, 这种方式一方面破坏了原来平衡的/食物链0关系, 不论是无限制开发或是污染造成的影响, 最终造成了现在的环境问题; 另一方面,过度依赖工具是否会造成人类本身的退化[ 21]? 而人类工业所产生的恶果已经通过食物/反馈0给我们: 那些食物中普遍存在的激素、雌激素和抗生素,不但正在成为诱发人类癌症和各种相关疾病的恶魔, 而且它们还与杀虫剂、洗涤剂等形成了/ 环境激素0 , 使人类出现雄性退化、精子减少、雄雌崎形和不育等症状。事实上, 环境激素已经在使人类开始退化了[ 22 ] 而如果能够深入全面研究并把握自然界中/食物链0关系的规律, 必然有利于找出问题的深层原因并找到合理有效的解决方案 因此, 人类应该学会如何正确地处理自己在/食物链0之中的地位和影响, 否则恐怕会面临令人担忧的未来, 所幸研究人员和大众已经开始意识到了这一点4 结语/食物链0与进化的内容是十分广泛的, 虽然现在有许多相关的研究, 但是能真正深入和全面的并不多 分子生物学的发展使人们能够从基因的角度研究进化, 但可惜只限于基因、个体和较为低等的生物[ 23~ 24] , 对于高等生物乃至生态方面的研究还是大多局限于理论或计算[ 25]的层面 希望科技的进一步发展可以提供将微观与宏观应用联系在一起的更为有力的方法。