生命起源与进化史结课论文

生物演化与环境的关系生物是不断进化的，自有生物以来，生物就不断地变化着；从单细胞生物到多细胞生物，从细菌到哺乳动物，从海洋生物到陆地生物，它们都是不断改变着。然而，物种具体是如何进化的呢?最有影响的是达尔文的自然选择学说。达尔文的自然选择学说指出生物进化主要是因为自然选择的结果，基因突变为它提供原材料，自然选择控制生物进化的方向。生物进化与环境存在一定的关系，而构成环境的要素——环境因子，如水、阳光、空气、湿度等，对生物的生长、发育等都有着直接或间接的影响。环境因子有着五大特点：综合性、非等价性、不可替代性和互补性、限定性、直接和间接作用性。生物对每一种环境因子都有耐受范围，生物只有在耐受范围内才能正常生长、发育；一旦超过生物在某一环境因子的耐受范围，生物就会受到影响。而且同种生物在不同发育时期对环境因子的耐受范围是不同的，其原因是生物在不同的发育时期它的发育情况、基因的表达情况等都不同，从而使生物对外面环境的需求、耐受能力发生变化。对于同一种环境因子，不同种类的生物其耐受范围也是不同的，其原因是每一种生物都有不同于其他生物的结构、生物特点。例如，河水干涸时，生活在里面的鱼类就会死亡；如果长时间得不到照晒，植物就会枯萎；绿洲变成沙漠，其上生活的生物也会消失，就是因为环境的变化导致生物的不适应，所以生物只能死亡或者选择迁徙。然而，生物对某一生态因子的忍耐范围也不是固定不变的，会受到其他生态因子的影响。这也为生物的进化提供可能。长期生活在某一地区的生物，它们的遗传结构和特性受到这个地区生态因子的影响，并产生很好的适应性。但当环境条件改变，或迁居到一个新的地方时，它们的遗传结构和特性就会受到新的环境因子的影响，如果能忍受环境条件的变化，生物就会产生定向的诱导变异，由不习惯到习惯，并逐渐在新环境里顺利生存下来；如果生物在新的环境中不能及时的适应下来，就会从时间长河中被淘汰掉。当然，这种适应并不是一朝一夕就能改变的。例如，在植物的进化中，由于地壳的运动，一些海洋地区变成了沼泽、陆地，生存于这些地区的水生植物会在陆生环境的诱导下自组织产生适应于陆地环境的性状特征，并不断发展进化，形成陆生植物。水生植物向陆生植物的进化，并不是一开始就完全脱离水环境的，而是生活在半水生半陆地的沼泽中，逐渐脱离水环境甚至适应干旱环境。同时许多旱生植物的叶子很小甚至缩小成针刺状，而根系发达。仙人掌的叶子在干旱的沙漠中渐变为刺状，减少水分的蒸发，保存水分，同时依靠肉质茎进行光合作用。生活在沙漠中的豆科植物骆驼刺，地上部分只有几厘米，而地下部分可以深达十几米，根系覆盖的面积达六七百平方米，发达的根系是旱生植物增加水分吸收的重要途径。会飞的昆虫由于某种原因定居到海岛上之后，新的环境会改变它们的生长发育，最终形成独特的物种。大风、恶劣的气候、潮湿的环境、新的食物、光照的变化都可能会导致昆虫翅膀的生长发育发生障碍，形成残翅或无翅的昆虫，这种影响持续存在最终使昆虫的翅膀趋于退化消失。非洲马德拉岛上的甲虫翅膀发育不全或退化消失，应该就是这样形成的。当人类穿上衣服、使用火之后，人类抵御寒冷的能力就在一代一代的退化，抗寒性逐渐降低，表现为与此功能相关的一些性状特征发生变异，如体毛、皮肤腠理、皮肤脂肪厚度、皮肤毛孔等。而且，这些组织器官的变化还会进一步诱导其它组织器官生长发育的变化，如肺脏、血管、体液调节系统、神经调节系统等。在人类的进化中，一系列的进化特征很明显都不是自然选择的结果，如人的大脑、寿命、身高、牙齿和体毛等，这些特征的进化是在自然环境的诱导刺激下再经过人类自身生长发育的重新调整而完成的。这些都说明了环境对生物的影响。环境引起生物变异，但有些生物变异可以遗传，有些生物变异不可以遗传。决定生物的变异性状是否具有遗传性跟该变异性状是否与自然环境相协调，即是否适应环境有关。杂交育种是培育品种的一个重要方法，所得的品种具有很多明显的优势性状，表现为器官发达、产量增加、抗性增强等，我们称之为杂种优势。杂种优势一个重要的特点就是具有不稳定性，很多杂交品种在杂种二代就没有任何优势性状可言。杂种优势之所以不能稳定遗传就在于它的优势性状与自然环境是不协调的，自然环境会诱导它自身的遗传物质系统重新组织，导致优势性状消失。生物的变异性状是否具有遗传性不在于是否发生在DNA分子水平，即使是生物的变异性状发生在DNA分子水平，相应的性状只要不与环境相协调，也会由于自然环境的诱导作用而使相应的基因发生沉默，从而使变异性状不能遗传给下一代。某一物种迁移到某一寒冷的环境中后，该物种的抗寒机制会得到加强，同时表现出相应的抗寒特征，该物种长期生存在寒冷的环境中，相应的抗寒特征就可以遗传，也可以说物种的抗寒特征与环境的寒冷是相协调、相统一的。非DNA分子水平的生物变异只要与环境相协调，也是会遗传给下一代的。物种的性状是否具有遗传性随着时间的变化而变化，某一变异性状在这一段时期内具有遗传性，在另外一段时期内由于环境发生变化就不能遗传了。类人猿在进化成人类之前，生有长长的尾巴，厚厚的体毛，巨大牙齿，这些性状都与其当时所处的环境相协调，故而能够代代相传，具有遗传性。当生存环境发生变化的时候，这些性状与新的生存环境不协调，就会在新环境的诱导下发生变异，这些本来具有遗传性的性状就不再具有遗传性了。生物性状的遗传讲的是不变，变异讲的是变化，遗传是相对的，变异是绝对的。任何一种性状都可能由于自然环境的变化而发生变异，故没有绝对的遗传。人类的活动同样也会引起生物进化。例如，中瑞研究人员证明，早在15000年前，狗的祖先，生活在中国境内或者中国附近的五、六只母狼先后被人类群落驯养。于是从那时起，人与狗开始一同打猎、一同烤火、一同进化、一同走过漫漫历史长河。几乎所有的狗，从吉娃娃到圣伯纳犬，追踪其血统的结果都将指向最初的几只母狼。但如今人类已经依据不同特性培育出约350种品种的狗。在过去的一万多年间，人类的定向选择大大加快了狗的进化过程。当今人类社会的活动对生物进化起着越来越强烈的干涉作用，人类通过其改造自然的活动中，会影响或改造生物，使物种进化处在一个非常不稳定的环境中，其进化的方向、时程、决定因素都是无法分辨和预测的。虽然自然选择学说强调了物种进化过程中是由自然选择控制，但作为活的生命形式，个体在任何时候都有维持一定秩序，它除了对自然的选择压力消极承受外，还有不断适应环境的能力。所以环境引起生物变异，变异经过不断的积累、变化，从而使新物种的形成，最终促使生物的进化。