進化思想史上的里程碑
在討論歷史時,我們經常會提到一系列導致變化、澄清或理解的事件的時間線。當談論人類或其他生命形式時,一系列事件導致了當代。讓-巴蒂斯特·皮埃爾·安託萬·德·莫內·謝瓦利埃·德·拉馬克是最早使用“生物學”一詞的專家,他承認生命科學是一門獨立的學科。他認為,有兩個主要因素導致了分類學上的轉變:物種固有的向更高維度進化的傾向,以及第二,獲得性狀的遺傳。
進化思想史上的里程碑
喬治·居維葉男爵提出了一個關於生物形態起源的不同假設。根據他提出的災變論思想,物種經常會因意外災難(如彗星)而滅絕,並被新的物種取代。其他科學家也注意到生物體種類繁多,其中一些生物體具有驚人的相似性。例如,人類、黑猩猩和猩猩的每隻手和腳都有五個手指。
鳥類翅膀和海豹鰭狀肢之間的相似性可能意味著其中一個是由另一個修改而來的。與一些研究人員和神學家所說相反,不同物種之間的相似性表明創造並非一成不變的。
在達爾文之前,其他進化論者已經注意到另一個關鍵事實:許多動物具有似乎有特定用途的特徵。豪豬的刺有助於它抵禦捕食者。烏龜的甲殼有助於保護其脆弱的器官免受自然界腐蝕的影響。自然界中這種明顯的實用性的大量存在需要一種解釋。
然而,在達爾文之前的進化論者的解釋中,缺乏一個能夠解釋隨著時間推移如何發生變化以及有意設計是如何產生的理論。查爾斯·達爾文建立了描述這些生物現象所需的因果關係或過程。
查爾斯·達爾文時代
達爾文研究了兩個理論,即自然選擇理論和性選擇理論。
自然選擇理論
達爾文不僅想要闡明為什麼生物體隨著時間推移會發生變化,還想要解釋其具體發生方式。他對生命形式是如何出現以及其他生命形式是如何消失感興趣。達爾文試圖闡明各種問題,包括動物在這些特定形式中的組成部分。
這些問題的解決方案可以追溯到他乘坐船隻環遊世界的一次旅行,他從太平洋的加拉帕戈斯群島帶回了大量鳥類和其他物種的標本。在他返回後,他了解到他之前認為屬於單一分類群的加拉帕戈斯雀,顯然存在差異,甚至可以被認為是不同的物種。
他發現,儘管這些不同的雀類擁有相似的祖先,但由於每個地區的獨特生物環境,它們彼此分離。他發現動物並非永恆的,而是可以進化的,這一點至關重要地依賴於這種空間差異。達爾文試圖解釋這種變化以及為什麼物種似乎與其周圍環境非常適應。
從形式上講,達爾文對所有這些生物難題的解決方案是自然選擇的概念,它具有三個關鍵組成部分:變異性、遺傳性和選擇性。生物體在各個方面都存在差異,包括翅膀的跨度、軀幹的力量、骨骼密度、細胞骨架、戰鬥和橫向敏捷性以及社交智力。變異性是進化的“原材料”,是進化過程必不可少的。其次,只有這些變異中的一部分會被遺傳。
自然災害引起的一些變化不會遺傳給後代。只有那些被遺傳的變異才會影響進化。選擇性是達爾文理論的第三個基本組成部分。由於這些特徵有助於生存或繁殖,因此具有某些遺傳變異的生物會產生更多的後代。生物體可能會度過一生,但不會將其遺傳特徵遺傳給後代。它必須繁殖才能將其遺傳特徵遺傳給後代。
性選擇理論
達爾文具有極佳的科學傾向,會觀察與他信念相矛盾的資料。他注意到一些似乎違反他的自然選擇概念的事情。他首先觀察到一些似乎與生存無關的奇怪結構,例如孔雀那令人眼花繚亂的羽毛。達爾文還注意到某些物種的兩性之間在體型和結構上存在顯著差異。
他設計了第二種進化科學,即性選擇的概念,來回應這些明顯的挫折。該學說強調了作為實際繁殖結果而產生的改變。達爾文提出了性選擇可能發揮作用的兩種主要方式。第一種是種內競爭,它發生在同性個體之間,導致在交配期間獲得異性的機會。
兩隻雄鹿發生衝突是種內競爭的典型代表。獲勝者可以獲得與雌性交配的機會,這可能是直接的,也可能是透過控制雌性想要的區域或資源來實現的。透過獲勝者在交配中的成功,任何有助於在同性競爭中獲勝的特徵,例如體型更大、力量更強或運動能力更強,都將遺傳給下一代。
因此,種內競爭本身就可以導致進化——即隨著時間的推移發生變化。異性選擇,通常稱為擇偶,是性選擇發揮作用的第二種方式。如果一個性別的個體對他們在另一個性別的伴侶中尋找的特徵達成共識,那麼在選擇伴侶時,他們將偏愛擁有這些特徵的個體。不具備這些理想特徵的個體則無法找到伴侶。
當代綜合:顆粒遺傳和遺傳學
孟德爾的研究所表明,遺傳是“顆粒性的”,而不是融合的。換句話說,父母的性狀不會混合在一起,而是以稱為基因的獨立小包的形式遺傳給後代。此外,基因不能透過經驗獲得;相反,它們必須在父母的出生時就存在。
大約30年裡,大多數科學家都沒有意識到孟德爾的發現,他透過培育各種豌豆植物證明了這一點。孟德爾複製了他的論文並將其寄給了達爾文,但要麼這些論文從未被閱讀,要麼其重要性沒有被理解。20世紀30年代和40年代的“現代綜合”正規化將基於自然選擇的達爾文進化論與顆粒基因遺傳的發現相結合。
現代綜合推翻了許多生物學神話,特別是拉馬克關於獲得性狀遺傳的觀點和遺傳的混合概念。對遺傳本質的清晰理解加強了達爾文的自然選擇理論,並重申了其重要性。
其他重要里程碑
這些是 -
動物行為學運動
動物行為學領域是從進化角度來看行為主義方法出現的第一個重要方面,而印記是他們記錄的最初事件之一。在發育的關鍵階段,雛鴨會將它們看到的第一個運動物體印記在腦海中。這個物體通常是母鴨。
印記無疑是一種學習形式,因為它在鴨子和之前從未接觸過的母親之間建立了一種聯絡。然而,這種學習過程是“預先配置”的,並且是鴨雛生物進化結構的一部分。“動物行為的直接機制和功能意義的研究”是動物行為學的定義。為了定義他們認為是動物固有特徵的東西,動物行為學家建立了各種類別。動物行為學運動極大地影響了生物學家對適應性價值的看法。
包容性適應度的轉變
漢密爾頓提出了“包容性適應度理論”,這是一項對進化論的大膽重新闡釋。他認為,“傳統適應度”一詞過於狹隘,不足以充分描述透過選擇進行的進化過程。這個術語是指個體透過產生後代來傳遞基因的實際繁殖潛力。他假設,無論生物體是否產生後代,自然選擇都偏愛導致其基因得以傳遞的特徵。
透過幫助兄弟姐妹、表親或其他家庭成員生存和繁殖,生物體也可以促進其基因的複製。這些親屬中每一個都有可能攜帶該生物體的一些基因。漢密爾頓的洞察力在於,經典適應度的概念應該擴充套件到包括所有型別的適應度,這使得他如此出色。包容性適應度革命可能開啟了一個被稱為“基因視角”的新時代。
核心思想是,基因作為在繁殖過程中完整傳遞的基本單位,是遺傳的基本單位。隨著時間的推移,那些產生有利於繁殖能力效果的基因會取代其他基因,從而導致進化。包容性適應性理論對我們如何理解暴力、社會動力學、利他主義和家庭心理學等概念具有重大影響。
結論
一些人發現,當進化與有形的建築物相關時,更容易將其視覺化。烏龜的甲殼用於防禦和鳥類的羽毛用於飛行的適應性都清晰可見。大多數人認為,人類和黑猩猩擁有共同的祖先這一假設相當簡單,因為我們看到了我們自己和黑猩猩之間的相似之處。
但對於理解導致我們今天使用的概念的事件序列至關重要,以便深入瞭解其他動物和我們自己。