種系發生

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達爾文將進化解釋為“帶有修飾的後裔”，即生物體進化並積累了祖先的改變，這些改變幫助它們適應和生存。自達爾文以來，人們對物種起源是如何發生的進行了許多推測和嘗試——進化是由於一個物種轉變為另一個物種的結果，還是由於從祖先物種分枝的結果？雖然這兩種事件都會導致進化，但它們之間的區別在於它們是否發生在同一譜系（種系發生）中或分裂成不同的譜系（分支進化）。此外，進化是隨著時間的推移逐漸發生的結果，還是以快速的爆發發生，其間是長時間沒有明顯變化的時期？本文試圖詳細解答這些問題。

什麼是種系發生？

種系發生（又稱譜系轉換或漸變論）是一種漸進的進化事件形式，其中在種群中引入了漸進的變化。這種形式的進化在祖先種群中容納了可觀的變化後，產生了新的物種。這個新物種的特徵與“舊的”或祖先物種完全不同。在種系發生中，種群內部的變化是由於突變和重組造成的。

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種系發生的成因

種系發生是由於種群的基因庫或基因頻率發生變化而引起的。這些變化可能與遺傳漂變、突變、重組以及有時自然選擇有關。這些變化也導致形態變化。最終，種群中變化的數量積累到可觀的水平，足以將其歸類為與原始祖先種群不同的物種。

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種系發生的特徵

種系發生是一個物種被來自同一譜系的另一個物種所轉變或“取代”的過程。種系發生的程序有助於在後代群體中建立更新和更完善的特徵和能力，這些特徵和能力最終積累到足以被指定為新物種的程度。種系發生的特徵包括：

• 它是譜系內的進化。

• 它是一個漸進的進化，在很長一段時間內發生逐漸的進化變化。

• 新物種的特徵與祖先物種完全不同。

• 物種數量沒有增加。一個物種只是轉變為另一個物種。

• 由於形成新物種時剩餘數量較少，祖先物種最終可能會滅絕。

種系發生的例子

現代馬（馬屬物種）的進化被認為是透過種系發生，從一種名為始祖馬的體型更小、有五個腳趾的哺乳動物進化而來。另一個例子是人類顱骨尺寸的增加。

什麼是分支進化？

分支進化是一種導致譜系分裂的進化事件，其結果是，兩個或多個後代（姊妹）物種從祖先種群中形成。分支進化導致物種形成過程，即從單個祖先物種進化出新物種。

分支進化事件是由於地理障礙導致的分裂，這些障礙阻止了一組生物與另一組生物交配，最終導致積累了許多不同的進化變化，最終導致物種形成。一個典型的例子是適應性輻射現象。分支進化與間斷平衡理論同義。

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種系發生與分支進化

這兩種事件都是種群分化的形式。區別在於它們的速度以及它們是以方向性還是分支方式發生的。

種系發生	分支進化
涉及譜系性狀的變化	從祖先譜系進化出兩個或多個新物種
同一譜系內的進化	分枝和分離成不同的譜系
也稱為譜系進化	也稱為分支進化
可能導致也可能不導致新物種的形成	產生新物種
一個基因庫改變為另一個基因庫	新基因庫的進化
由於突變和重組，種群內具有高度的遺傳多樣性	單個物種內的遺傳變異較小
不需要地理隔離	地理隔離的結果
物種數量保持不變	由於從祖先譜系分裂，物種數量增加
變化僅限於特定物種或同一譜系的後代，對生物多樣性沒有影響	導致生物世界的多樣化，物種數量增加，每個物種都有一套獨特的特徵
漸進進化，種群內發生逐漸的變化	跳躍式進化，物種形成發生在停滯期之間

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間斷平衡

間斷平衡的概念由奈爾斯·埃爾德里奇和斯蒂芬·傑伊·古爾德於 1972 年提出。該理論認為，進化不是一個漸進的過程，而是長時間停滯（即物種沒有明顯變化的時期，甚至持續數百萬年）與導致物種形成的快速爆發性變化交替出現的結果。因此，在這種情況下，種群性狀的過渡變化被省略並且沒有石化，正如“缺失”的化石記錄所表明的那樣。

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什麼是譜系進化？

譜系進化或譜系漸變論是指單個種群或譜系內的進化變化。根據達爾文提出的這一理論，進化以恆定的速度發生，新物種是祖先種群逐漸變化的結果。譜系進化涉及在譜系內積累足夠的變化，以便將其區分並識別為與祖先分離的物種。從本質上講，譜系進化只是種系發生的另一個名稱。

什麼是遺傳漂變？

遺傳漂變是指種群內從一代到下一代發生的等位基因頻率的隨機變化。遺傳漂變是基於抽樣誤差或偶然事件發生的事件。從數量上講，種群中由於遺傳漂變引起的基因頻率變化與種群的大小成反比。遺傳漂變的影響雖然在從一代到下一代之間並不顯著，但在許多代之後會導致種群整體特徵發生重大變化。

結論

• 種系發生是一個物種在同一譜系內轉變為另一個物種的過程，是一個線性事件，可能導致也可能不導致進化。

• 種系發生與譜系進化相關，譜系進化是指在單個種群內發生的逐漸和持續的進化變化。

• 分支進化是指兩個或多個新物種從祖先物種分枝的過程，並導致物種形成。

• 分支進化擴充套件到間斷平衡模型，該模型提出物種進化為快速變化的爆發，中間穿插著停滯期。

• 遺傳漂變是由於抽樣誤差導致的等位基因頻率的隨機變化，其影響在小型種群中最明顯。

常見問題

Q1. 在分支進化中，在形成新物種的過程中，親本物種是否會滅絕？

A1. 不會，儘管這有可能發生。在分支進化中，新物種只是從親本物種分枝出來。親本物種和新物種可以同時共存。

Q2. 物種形成是種系發生還是分支進化的結果？

A2. 根據大多數觀點，物種形成是分支進化的結果。

Q3. 什麼是瓶頸效應，它與遺傳漂變有什麼關係？

A3. 進化瓶頸是種群規模急劇減少的事件（棲息地破壞、災難等）。剩餘的種群面臨著更強的遺傳漂變影響，並且不太常見的等位基因可能會丟失。小型種群的基因庫發生了很大改變，並可能導致新物種的進化。

Q4. 遺傳漂變與自然選擇有什麼區別？

A4. 這兩者之間的主要區別在於，遺傳漂變是一個隨機的、偶然的事件，沒有方向性，而自然選擇則有利於那些其表型特徵有利於生存的等位基因的傳播。自然選擇是一個非隨機的、精心引導的過程。

Q5. 物種形成是種系發生還是分支進化的結果？

A2. 根據大多數觀點，物種形成是分支進化的結果。