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云之南

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专业背景:计算机科学 研究方向与兴趣: JavaEE-Web软件开发, 生物信息学, 数据挖掘与机器学习, 智能信息系统 目前工作: 基因组, 转录组, NGS高通量数据分析, 生物数据挖掘, 植物系统发育和比较进化基因组学

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自然选择和中性学说-遗传漂变  

2010-08-14 16:25:14|  分类: 进化与系统学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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达尔文在《物种起源》中,指出现存各种各样生物,是由其共同祖先,经自然选择的进化而来;提出“生存竞争”的理论,在自然选择下“适者生存,不适者淘汰”;又提出生物变异理论,在自然选择下有的变异保存下来,不利的变异被淘汰;在长期的自然选择中,微小的变异积累为显著的变异,形成新的亚种或新的物种,从而形成达尔文的渐进进化论。可见,达尔文进化论的核心是自然选择,《物种起源》一书的全名即为《通过自然选择,即生存斗争中有利种群的保存造成的物种起源》。他认为一切生物都是由自然来进行选择的,在《物种起源》1859年发表后的100多年中,人们对此也没有提出过疑义。到了1968年,日本遗传学家木村资生首先提出了分子进化中性学说,向达尔文的自然选择学说提出了挑战。1969年美国学者J L 金和T H 朱克斯用大量分子生物学资料肯定了这一学说,并把这一个在进化机制上完全不同于达尔文理论的核心———自然选择的学说,称为非达尔文主义。其要点是:①认为生物进化的主导因素不是自然选择,而是不好不坏的中性选择;新种的形成主要不是由微小的长期有利变异积累而成,而是由那些无适应性的、无好坏利害之分的中性突变积累而成。即生物在分子水平的大多数突变是中性的或近似中性的,它们既没有好坏利害之别,又没有适应和不适应之分,因此自然选择对它们不起作用。②中性突变通过遗传漂变而被固定下来或消失,由突变提供的进化原材料是偶然的,进化的途径和方向也在很大程度上由几率决定,即由生物分子的随机自由组合决定,而与周围环境无关。也就是说,中性学说的出发点是中性突变,在中性突变过程中,哪一种变异能够保存下来,哪一种变异趋于消失,全靠机遇。这种随机的变动称为遗传漂变。它是生物分子进化的基本动力,而不是达尔文的自然选择。③中性突变的速率等于分子进化的速率,其速率是恒定的。生物进化速率的一致性、恒定性是分子进化的主要特征,即每一种生物大分子在任何生物中其速率是大致恒定的,而与种群的大小、物种的寿命、物种的生殖能力无关,也与周围环境因素没有关系。例如,体内血红蛋白α链所含的氨基酸在距今4亿多年前志留纪起源的鱼体中与距今5500年前起源的马体中是不同的,两者在年代上相差约4亿年,所含氨基酸的差异是为66个。从鱼到马的4亿年中氨基酸进化速率,与由马到人(两者氨基酸差异为18个)5000多年的进化速率,基本上相当。生物分子的进化是生物进化的重要组成部分。中性学说能解释许多达尔文进化论的自然选择学说所不能解释的生命进化现象。当然中性学说只是强调分子水平的多数突变是中性的,并没有说全部突变都是中性的;而且生物的进化并不全部是分子进化,分子进化以外的生物进化,达尔文的自然选择说法仍是起作用的。
    丰富多彩的生命世界,其进化的形式是多彩多姿的,形成生命进化的机制也是多种多样的。进化不仅有达尔文提出的渐进,还有跃进;不仅有达尔文提出的渐灭,还有绝灭不仅有达尔文提出的小进化(种下进化)、前进性进化、线性进化,还有大进化(种上进化)和分枝性进化、平行性进化、停滞性进化、非线性进化等。生物之间不仅存在有达尔文提出的生存竞争关系,还存在着协同生存、共同进化的关系;决定生物进化的原因,不仅有达尔文提出的自然选择学说,还有分子进化中性学说等。可见,达尔文主义存在五大缺陷:即只讲渐进,否认跃进;只讲渐灭,否定突灭和大绝灭;只讲种内进化,看不到种上进化;只讲生存竞争,忽视协同进化;只讲自然选择(外因),不讲分子进化等内因。
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