中性說與自然選擇學(xué)說

“自然選擇學(xué)說”與“中性說”,第 4 組,討論問題,“中性說”否定“自然選擇學(xué)說”嗎？為什么？,自然選擇學(xué)說,自然選擇（Natural selection ）指生物在生存斗爭中適者生存、不適者被淘汰的現(xiàn)象。最初由CR達爾文提出。 達爾文雖借用了人工選擇中的“選擇”這個詞，但這只是一種比喻，并非說有超自然的力量在進行選擇。按照達爾文的意見，自然選擇不過是生物與自然環(huán)境相互作用的結(jié)果。 達爾文的自然選擇學(xué)說，其主要內(nèi)容有四點：過度繁殖，生存斗爭，遺傳變異，適者生存。,過度繁殖,達爾文發(fā)現(xiàn)，地球上的各種生物普遍具有很強的繁殖能力，都有依照幾何比率增長的傾向。達爾文指出，象是一種繁殖很慢的動物，但是如果每一頭雌象一生（3090歲）產(chǎn)仔6頭，每頭活到100歲，而且都能進行繁殖的話，那么到750年以后，一對象的后代就可達到1 900萬頭。因此，按照理論上的計算，就是繁殖不是很快的動、植物，也會在不太長的時期內(nèi)產(chǎn)生大量的后代而占滿整個地球。但事實上，幾萬年來，象的數(shù)量也從沒有增加到那樣多，自然界里很多生物的繁殖能力都遠遠超過了象的繁殖能力，但各種生物的數(shù)量在一定的時期內(nèi)都保持相對的穩(wěn)定狀態(tài)，這是為什么呢?達爾文因此想到了生存斗爭。,生存斗爭,生物的繁殖能力是如此強大，但事實上，每種生物的后代能夠生存下來的卻很少。這是什么原因呢?達爾文認為，這主要是繁殖過度引起的生存斗爭的緣故。任何一種生物在生活過程中都必須為生存而斗爭。生存斗爭包括生物與無機環(huán)境之間的斗爭，生物種內(nèi)的斗爭，如為食物、配偶和棲息地等的斗爭，以及生物種間的斗爭。由于生存斗爭，導(dǎo)致生物大量死亡，結(jié)果只有少量個體生存下來。但在生存斗爭中，什么樣的個體能夠獲勝并生存下去呢?達爾文用遺傳和變異來進行解釋。,遺傳變異,達爾文認為一切生物都具有產(chǎn)生變異的特性。引起變異的根本原因是環(huán)境條件的改變。在生物產(chǎn)生的各種變異中，有的可以遺傳，有的不能夠遺傳。但哪些變異可以遺傳呢?達爾文用適者生存來進行解釋。,適者生存,達爾文認為，在生存斗爭中，具有有利變異的個體，容易在生存斗爭中獲勝而生存下去。反之，具有不利變異的個體，則容易在生存斗爭中失敗而死亡。這就是說，凡是生存下來的生物都是適應(yīng)環(huán)境的，而被淘汰的生物都是對環(huán)境不適應(yīng)的，這就是適者生存。,自然選擇,達爾文認為，自然選擇過程是一個長期的、緩慢的、連續(xù)的過程。由于生存斗爭不斷地進行，因而自然選擇也是不斷地進行，通過一代代的生存環(huán)境的選擇作用，物種變異被定向地向著一個方向積累，于是性狀逐漸和原來的祖先不同了，這樣，新的物種就形成了。由于生物所在的環(huán)境是多種多樣的，因此，生物適應(yīng)環(huán)境的方式也是多種多樣的，所以，經(jīng)過自然選擇也就形成了生物界的多樣性。,中性說,在物種起源1859年發(fā)表后的100多年中，人們對此也沒有提出過異議。 到了1968年，日本人木村資生(MKimura)，根據(jù)分子生物學(xué)的研究，主要是根據(jù)核酸、蛋白質(zhì)中的核苷酸及氨基酸的置換速率，以及這些置換所造成的核酸及蛋白質(zhì)分子的改變并不影響生物大分子的功能等事實，提出了分子進化中性學(xué)說(Neutral Theory of Molecular Evolution) ，向達爾文的自然選擇學(xué)說提出了挑戰(zhàn)。 1969年美國人雅克金和托馬斯朱克斯用大量的分子生物學(xué)資料進一步充實了這一學(xué)說。,中性說,認為生物進化的主導(dǎo)因素不是自然選擇，而是不好不壞的中性選擇。新種的形成主要不是由微小的長期有利變異積累而成，而是由那些無適應(yīng)性的、無好壞利害之分的中性突變積累而成。即生物在分子水平的大多數(shù)突變是中性的或近似中性的，它們既沒有好壞利害之別，又沒有適應(yīng)和不適應(yīng)之分，因此自然選擇對它們不起作用。,中性說,中性突變通過遺傳漂變而被固定下來或消失，由突變提供的進化原材料是偶然的，進化的途徑和方向也在很大程度上由幾率決定，即由生物分子的隨機自由組合決定，而與周圍環(huán)境無關(guān)。也就是說，中性學(xué)說的出發(fā)點是中性突變，在中性突變過程中，哪一種變異能夠保存下來，哪一種變異趨于消失，全靠機遇。這種隨機的變動稱為遺傳漂變。它是生物分子進化的基本動力，而不是達爾文的自然選擇。,中性說,中性突變的速率等于分子進化的速率，其速率是恒定的。生物進化速率的一致性、恒定性是分子進化的主要特征，即每一種生物大分子在任何生物中其速率是大致恒定的，而與種群的大小、物種的壽命、物種的生殖能力無關(guān)，也與周圍環(huán)境因素沒有關(guān)系。,分析,中性突變無疑是存在的。有些突變無疑是真正的或嚴(yán)格的中性突變，這種突變在任何情況下都不影響生物的生存。有些突變對生物有一些影響，但影響很小，因而自然選擇仍舊起不了什么作用，起作用的仍舊是機會，基因的保留或丟失完全是隨機的。,舉例分析,人體不能合成維生素C，但是在陸地上人們可依靠蔬菜、水果而取得所需的維生素C，因而可以認為不能合成維生素C這一性狀是中性突變。但長期遠洋航行時，蔬菜、水果供應(yīng)不足，人們就要患壞血癥了。此時不能合成維生素C又不像是中性突變了。所以，環(huán)境條件合適時，一些有害突變可以表現(xiàn)為中性突變。但一旦條件改變，被認為是中性的突變就要有所表現(xiàn)了。,結(jié)論,中性學(xué)說能解釋許多達爾文進化論的自然選擇學(xué)說所不能解釋的生命進化現(xiàn)象。當(dāng)然中性學(xué)說只是強調(diào)分子水平的多數(shù)突變是中性的,并沒有說全部突變都是中性的；而且生物的進化并不全部是分子進化，分子進化以外的生物進化，達爾文的自然選擇說法仍是起作用的。,結(jié)論,中性學(xué)說的倡導(dǎo)者木村強調(diào)遺傳漂變的作用，但他也沒有否認選擇的作用，他承認形態(tài)、行為和生態(tài)性狀，即生物的表現(xiàn)型是在自然選擇下進化的。所以，我們可以認為，中性學(xué)說與其說是反達爾文主義的，不如說是在現(xiàn)代生物科學(xué)發(fā)展的水平上，對達爾文主義的補充和發(fā)展 。,謝謝大家,