關于生物進化的方向和速度第七章進化的方向和速度第2頁,共19頁，2024年2月25日，星期天一）1．復式進化（全面、上升進化）這是一種由簡單到復雜、由低等到高等的進化方向是生物體形豐收結構、生理機能的綜合地、全面地進化過程，其結果是生物體各個主要方面比原有的水平都要高級和復雜。這類進化的數量并不多，但卻十分重要。

一、形態(tài)生理上的進化方向第3頁,共19頁，2024年2月25日，星期天2．分化式進化（特異適應）：是由一個物種分化為近似而不同的物種的進化。這類進化包括有形態(tài)生理上的趨異（dirergence）、趨同（convergence），輻射(radiation)，平行(parallel)、重復(iteration)等形式。它們是指生物對各種不同生海環(huán)境的適應，從而出現的多方向進化。但在形態(tài)結構、生理功能方面度沒有普遍提高，時代水產屬于同一等級。所以，分化式進化是一種從少到多的進化，而復化式進化是一種從低等到高等的進化，兩者是很不相同的。一、形態(tài)生理上的進化方向第4頁,共19頁，2024年2月25日，星期天3、特化式進化特化式進化管稱特化，它是從一般到特殊的進化方式。形態(tài)生理上的特化是有機體發(fā)生局部的變異，以適應于特殊的環(huán)境條件，它是分化式進化的一種特殊情況。這類進化大大地縮小了原有的適應范圍，同時加強了被保留下來的適應性。例如，馬從多趾向單蹄方向發(fā)展，就屬于這類情況。多趾馬的四肢，能跑，也能抓取食物、掘土，甚至爬樹。它有著廣泛發(fā)展的可能性。但到單趾馬時，其單蹄適應于快跑，有利于草原的生活環(huán)境。在這一點上，單蹄是優(yōu)越的，但其它方面的適應性則縮小了，甚至消失了。一、形態(tài)生理上的進化方向第5頁,共19頁，2024年2月25日，星期天一、形態(tài)生理上的進化方向4、簡化式進化簡化式進化簡稱退化。它是由結構復雜變?yōu)榻Y構簡單的進化方式。形態(tài)生理上的退化表現在生物的大多數器官退化、個別器官比較發(fā)達，它是生物對寄生和固著生活方式的一種適應。它與特化的區(qū)別，在于形態(tài)結構、生理功能的全面退化。簡化式進化是一種與復化式進化相反的過程，也可以說，是一種退步性的進化。

例如，寄生于體內的蛔蟲、絳蟲、鉤蟲等，它們既無運動器官（肌肉系統(tǒng)、四肢的骨胳）和感覺器官，甚至連消化器官也消失了。但它們的生殖系統(tǒng)則十分發(fā)達。一條蛔蟲每日產卵可達12—20萬個。有的老熟個體，生殖器官幾乎占了它們的整個身體。第6頁,共19頁，2024年2月25日，星期天

生物體通過各種營養(yǎng)方式向著不同的方向發(fā)展，生物界的營養(yǎng)方式可以分為三大類型：

1.光合作用是植物主要的營養(yǎng)方向，也即是植物`獲得營養(yǎng)的主要方式。具體表現在以下幾方面：（1）片狀的葉，其中充滿著葉綠體。是吸收光能進行光合作用最適合的器官；（2）葉柄、枝和莖支撐著葉，向四面展開，有利于接受充分的光照；（3）支干和根系使植株固著在一定位置上，并從土壤或水中吸取水分和無機物質，供給光合作用的原料；（4）維管系統(tǒng)是葉、莖、干、根之間物質交流的通道。

二、營養(yǎng)方式上的進化方向第7頁,共19頁，2024年2月25日，星期天

2、吸收是微生物（細菌、真菌）的營養(yǎng)方向。微生物的營養(yǎng)方式相當復雜，但它們獲得營養(yǎng)的基本特點是吸收。吸收養(yǎng)料的關鍵在于接觸面大。相當多微生物的結構與功能，是朝著有利于擴大吸收面這一進化方式發(fā)展的：（1）許多的微生物是單個細胞，有的甚至沒有細胞結構，體積很小。有人估計，一克重的細菌，一般要有1012的個體。個體越小，接觸面的比值越大；面積越大，吸收的養(yǎng)料就越多。有的微生物（如真菌）長有菌絲體，也是一種擴大吸收面的適應構造；（二、營養(yǎng)方式上的進化方向第8頁,共19頁，2024年2月25日，星期天二、營養(yǎng)方式上的進化方向（2）許多微生物都是營腐生或寄生生活。同時，它們還具有能利用各種碳水化合物（包括人和動物不能利用的纖維素）以及從分子態(tài)的氮到復雜高分子蛋白質的能力，這便于微生物廣泛地接觸各種寄主，擴大吸收多種養(yǎng)料的幅度；（3）微生物繁殖力強，數量大，分布廣。在適宜的條件下，細菌可以在20分鐘內完成一代。理論上推算，一天完成72代。這一切，也有利于微生物適應各種環(huán)境的生活，廣泛地吸收自己所需要的各種養(yǎng)料。第9頁,共19頁，2024年2月25日，星期天二、營養(yǎng)方式上的進化方向3、攝食

是動物的營養(yǎng)方向。動物找尋、爭奪食物的關鍵在于活動。在進化過程中，大多數動物都朝著有利于活動這一進化方向發(fā)展，促進了生物界最高等的形態(tài)結構和生理功能的形成。其特點是：（1）具有在神經系統(tǒng)支配下的復雜的感覺和運動系統(tǒng)，便于發(fā)現和獲取食物；（2）具有消化、循環(huán)和排泄系統(tǒng)。從事于運輸、吸收和排泄的功能。與此相聯(lián)系，在較高等體型中，又產生了與外界進行氣體交換的“外呼吸系統(tǒng)”；（3）具有以神經系統(tǒng)和內分泌系統(tǒng)所組成的、復雜的自我調節(jié)和自我控制的結構和功能；（4）從細胞水平分析，動物細胞無細胞壁，因此具有高效的代謝水平，有利于動物的活動方式。

第10頁,共19頁，2024年2月25日，星期天生物進化，從總的說來是不可逆的。已經演變的物種不可能回復祖型；已經滅亡的種類，不能再重新出現。也就是說，不論是前進的進化，或是減退的進人，凡進化了的生物，就不會復原了。這是一個規(guī)律性的現象。

三、進化的不可逆規(guī)律第11頁,共19頁，2024年2月25日，星期天三、進化的不可逆規(guī)律這里，很容易產生兩個問題：

其一，生物既然在不斷的進化中，為什么至今仍有大量的單細胞生物和其他低等生物呢？這是一個比較復雜的問題，不是三言兩語可以講清楚的。不過，今天的單細胞生物與遠古時代的單細胞生物（即它們的遠祖）并不完全相同。無論在結構與功能方面都有區(qū)別。同時，所謂生物的進化，例如魚類向兩棲類的進化，并不是說現代的兩棲類是由現代的魚類演化而來。而是指遠古的魚類有一支向陸生的方向發(fā)展，逐漸進化為兩棲類。另一些魚類則向著原有水生的方向發(fā)展，成為現代的魚類?？梢?，現代的單細胞生物也是從極古老的單細胞生物演變來的，它們也仍然在走著自己特有的進化道路，和現代的多細胞生物平行發(fā)展著。

第12頁,共19頁，2024年2月25日，星期天三、進化的不可逆規(guī)律其二，既然生物進化是不可逆的，那么對所謂返祖現象（alavism）作何解釋呢？返祖現象是客觀存在的事實。達爾文曾提到，雜種的鴿子可以出現野鴿的形狀；雜種的雞可以產生原雞的羽毛顏色。家豬身上可以發(fā)現野豬的毛色；馬身上也能發(fā)現斑馬的皮毛。朱洗在家蠶的混精雜交中也曾發(fā)現有野蠶的繭色（樹皮色，1954）。我國遼寧等地多次發(fā)現的“毛孩”，也是一種返祖現象。應當承認，這類現象是一種歷史的重演，與進化的不可逆性是不一致的。然而這類現象畢竟是少量的、局部的。朱洗對這個現象作了某些說明，他認為進化不可逆的理論是相對的。因此，他指出：對生物進化的不可逆性，我們不能過分強調，而將它看得太死板。

第13頁,共19頁，2024年2月25日，星期天四、進化的速度

1.進化中的加速度現象生物界進化是加速度發(fā)展的，形態(tài)愈高，進化愈快。這是一個規(guī)律性的現象。例如：整個有機界的歷史，估計在35億年以上。澳大利亞等地發(fā)現最古老的原核生物化石是35億年前，從35億年到18億年前這17億年的漫長歲月中生命自然界中只是完成了一件大事，即原核生物演化到真核生物的出現。從18億年前到3億5千萬年前，即從元古代到古生代的石炭紀，這又是一個14億年。在此期間真核生物發(fā)生了大分化，分化出了植物和動物。在植物中有了藻類、蕨類，實現了早期陸生植物裸蕨類的登陸；在動物中，有了無脊椎動物、魚類、兩棲類和昆蟲。

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第14頁,共19頁，2024年2月25日，星期天四、進化的速度

從3億5千萬年前（即古生代的石炭紀）一直到現階段，這段時間與前面的14億年相比，則要短得多。但是在生命發(fā)展的歷史上，卻出現了一系列重大的飛躍，其速度之快，的確是令人驚異的。如在植物方面，完成了從蕨類植物向裸子植物和被子植物的演化；在動物方面實現了從爬行類到鳥類、到哺乳類的發(fā)展，一直到我們人類的誕生。其中，從爬行類的產生到哺乳類出現大約經歷七八千萬年；從原始哺乳類到有胎盤類大約經歷五六千萬年，而有胎盤類的歷史不過1億年，它們主要演化的時代是在新生代的6千7百萬年中。

第15頁,共19頁，2024年2月25日，星期天

生物進化的速度，從總體上看具有加速度發(fā)展的趨勢。但對不同生物來說，又顯得很不平衡，古生物學的資料證實，它有慢，有快，也有的是中等速度。

1、低速進化（bradytelicevolution），在動物界中有腕足綱的海豆芽（Lingula）。海豆芽自奧陶紀以來，一直延續(xù)至今，整整5億年中，沒有顯著的變化。在植物界中，也有許多古老的類型。例如杉科的水杉

五、進化的不平衡性第16頁,共19頁，2024年2月25日，星期天五、進化的不平衡性

2、中速進化在這類進化中，馬科是比較典型的代表。從始新世的始祖馬到現代馬約有6千萬年的歷史。斯特賓斯認為，馬的進化大約每250萬年（或25萬代）出一個新種。3．高速進化在動物界中以哺乳類較明顯。澳洲的有袋類在白堊紀出現以后，大約只經過5千萬年的時間，便產生出各種類型，達到了高度專門化的程度)。

人類的進化則更快，現代人同200—150萬年前的直立人就有顯著的區(qū)別（例如，現代人腦量增加、體長增高、吻部縮短等）。

在植物界中多倍體形成新種，可在較短時間內完成。根據斯特賓斯的意見，如果每1000代產生一個新種，就肯定可以