随着科学水平的不断提高,证明生物是进化发展的证据越来越多.知道了吧.谁能把正确答

Question

随着科学水平的不断提高,证明生物是进化发展的证据越来越多.知道了吧.谁能把正确答

Answer 1

一、生物进化的证据
(一)古生物学研究提供的证据
化石是古生物学研究的对象,因为化石是保存在地层中的古代生物的遗体、遗迹或遗物,所以对化石的研究能够直接地反映出生物界进化发展的历史过程,为生物的进化提供了可靠的、有力的证据.由于化石的形成是与地层的形成相联系,所以,以化石来证明生物的进化,必须了解地质年代,如果脱离开地质年代,化石也就失去了作为证据的意义.
1．地质年代
地质年代是指地壳上不同年代的岩石在形成过程中的时间和顺序.依据古生物学的方法,可以将地质年代划分为五个代：太古代、元古代、古生代、中生代、新生代.对于每 一个代还可以再划分为若干个“纪”.由于生物的演化是不可逆的,不同地质时代里有不同的生物类群,因此可以利用地层中生物类群的特征来确定地层的相对地质年代和顺序,也可以利用地层的地质年代来确定生物类群的种类和特征,详见地质年代与生物历史对照表(表1-6-3)：

2．化石地质年代的测定
测定化石的地质年代,主要用放射性同位素的方法.放射性同位素以自己恒定的速度进行衰变,不受外界条件影响.放射性同位素的原有原子核数因衰变而减少到原来的一半(即放射性强度减弱到原来的一半)所经历的时间称为半衰期.各种不同的放射性同位素的半衰期是不同的,但对于每种同位素的半衰期来说,都是恒定不变的.如铀-238的半衰期为45亿年,钴-60的半衰期为5.26年,碳-14的半衰期为5730年.地壳里的化石从形成之日起就含有放射性同位素,而且不断地衰变,由母体同位素变成子体同位素.我们掌握了放射性同位素的半衰期和母体同位素及子体同位素的含量,就可推算出化石的地质年代.目前,我国常用的有“钾-氩法”、“铀-铅法”、“铷-锶法”、“碳-氮法”等等.
例如,在某地层里发现含铀的岩石,只要测定其中所含铀-238和铅-206的比例,就可计算出该地层的绝对年龄.因为铀不是一种普遍存在的元素,且半衰期太长,所以不能应用于各种地层.再如,碳的放射性同位素碳-14蜕变为氮-14的半衰期为5730年,可用来确定6万年到1千年范围的化石年龄.
3．化石、活化石和孑遗生物
(1)化石 经过自然界的作用,保存于地层中的古生物遗体、遗物和它们的生活遗迹.大多数是茎、叶、贝壳、骨胳、牙齿等坚硬部分,经过矿物质的填充和交换作用,形成仅保持原来形状、结构以至印模的钙化、碳化、硅化、矿化的生物遗体、遗物或印痕.也有少数是未经改变的完整遗体,如冻土中的猛犸、琥珀中的昆虫等.
(2)标准化石 可用确定地层时代的动植物化石.标准化石应具备的条件是,延续的地质年代短,地理分布广,而且容易认识.例如,三叶虫纲的莱得利基虫的化石,就是寒武纪地层中最常见的化石之一.另如,大羽羊齿这种古植物化石,是种子蕨纲中的一属,是二叠纪的标准化石之一.
(3)孑遗生物 在地质历史的较者时期,曾经非常发育、种类很多、分布很广,但到较新时期或现代,则大为衰退,只有一两种孤独地生存于个别地区,并有日趋绝灭之势的动植物.如仅存于我国的大熊猫及原来仅存于我国的银杏、水杉和仅见于美国的红杉等,都是著名的孑遗生物.
(4)活化石 广义地讲,活化石是指地质历史上所发生的、至现代还生存着的动植物.狭义地讲,活化石与现代孑遗生物的意义相近.因此,现代孑遗生物一定都是活化石,如大熊猫、水杉；但所有活化石不一定都是孑遗生物,如腕足类的舌形贝,寒武纪开始出现,至现代仍分布于多处海域中,没有即将绝灭的趋势,所以它是活化石而不是孑遗生物.
4．化石研究的实例
(1)对马化石的研究,证明了马的进化历程是：始祖马(4趾)→三趾马→现代马(单趾).
2)对始祖鸟化石的研究,具体地说明了鸟类起源于古代爬行类.
3)对种子蕨化石的研究,具体地说明了裸子植物起源于古代蕨类植物.
(二)比较解剖学研究提供的证据
1．同源器官和同功器官
同源器官是指起源相同,结构和部位相似,而形态和功能不同的器官.同源器官的存在,证明凡是具有同源器官的生物,都是由共同的原始祖先进化而来的.只是在进化过程中,由于它们的生活环境不同,同源器官适应于不同的生活环境,逐渐出现了形态和功能上的差异.
同功器官是指外形相似,功能相同,内部结构和起源不同的器官.例如,鸟的翅膀和昆虫的翅膀；葡萄的茎卷须和豌豆的叶卷须.同功器官的存在不说明进化的共源性,但说明具有同功器官的生物适应相同的生活环境,某些器官由于用于同一功能,因而在发展中趋同一致,形成了相似的形态.
2．痕迹器官或退化器官
痕迹器官是指在生物体上已经没有作用,但仍然保留着的器官,例如人的蚓突(阑尾),某些蛇类保留着的四肢残余等.在植物中也有痕迹器官,例如荸荠茎节上着生的鳞片是退化的叶；小麦花的内稃和浆片是退化的花被等.由痕迹器官的存在可以追溯某些生物之间的亲缘关系,如人的蚓突说明人来源于有盲肠的动物,蛇的残存四肢说明了它们的祖先是四足类动物.
(三)胚胎学研究提供的证据
(1)所有的高等生物的胚胎发育都是从一个受精卵开始的,这实际上说明了高等生物都起源于低等的单细胞生物.
(2)比较脊椎动物和人的胚胎发育,它们的早期发育阶段都很相似,例如,都有尾和鳃裂,说明它们都是由古代原始的共同祖先进化而来的,而古代原始的共同祖先是生活在水中的,同时也说明人是从有尾的动物进化而来的.通过脊椎动物和人的胚胎发育的比较,说明了生物界的统一起源,也显示了各种脊椎动物之间有一定的亲缘关系.
(3)生物发生律又叫生物重演律,是胚胎学研究对进化论最有力的证据.这一定律的主要论点是“生物在个体发育中,迅速重现其祖先的主要演化阶段”,也就是说,胚胎发育重演了该种生物的进化过程.例如,一个哺乳动物以一个受精卵发育开始,经历的囊胚、原肠胚、三胚层等相当于无脊椎动物的阶段,再出现鳃裂,相当于鱼类的阶段,再出现心脏的分隔变化(一心房、一心室→二心房、一心室→二心房、有不完全隔膜的一心室→二心房、二心室),相当于鱼类、两栖类、爬行类和哺乳类的阶段.这一实例说明了哺乳动物个体发育的过程,简单而迅速地重演了哺乳动物系统发育或进化的过程.这种重演现象在生物界中普遍存在,不仅见于形态结构,也见于生理生化等方面.
(四)生理学研究提供的证据
比较生理学,主要是血清的鉴别,也为生物进化提供了证据.
用一种动物血液的血清注射到另一种动物的血液内,接受血清的动物体内会产生一种抗体.用这种具有抗体的血液制成的血清,叫做抗血清.把这种抗血清与原来动物的血清加在一起,就会发生沉淀现象.但是用这种抗血清与其他动物的血清加在一起时,发生不发生沉淀和发生沉淀的程度,就取于它们之间的亲缘关系了.实验证明,动物亲缘关系越近,沉淀量就越大,反之,沉淀量就越小.例如,用狗的血清注入家兔体内制出抗血清,再用家兔的抗血清来检验狗和其他动物的血清反应,即分别与狗、狼、狐、牛等的血清混合,如图1-6-3,结果表明与狗的血清发生的沉淀最多,与狼的血清发生的沉淀较少些,与狐的血清发生的沉淀更少些,与牛的血清没有发生沉淀.由此可见,狗和狼的血清蛋白在结构和性质上很相似,二者的亲缘关系很近；狗与狐和牛的血清蛋白差别较大,它们的亲缘关系较远.
再如,把人的血清作为抗原,注射到家兔体内,家兔体内会产生抗体,然后从家兔体内分离出抗血清.再用这种抗血清分别来检验人、黑猩猩、狒狒和猪等动物的血清,结果如下表(表1-6-4),表中的百分数表示发生沉淀的多少：
(五)生物化学研究提供的证据
通过生物化学的分析可知,构成一切生物体的元素是一样的；构成蛋白质的20种氨基酸是一样的；构成DNA的四种脱氧核苷酸和构成RNA的四种核苷酸是一样的；所有的遗传物质和遗传密码是一样的；各种生命活动中的高能化合物ATP是一样的；各种生物体内的糖酵解过程都是相似的.这些证据,说明了生物界各种生物的结构和基本生命活动方面的高度一致性,说明了一切生物都有共同的起源.
另外一些证据也揭示了各种生物之间不同程度的亲缘关系.例如,分析不同物种的同一种蛋白质的氨基酸组成,可以看出各种生物之间的亲缘关系.细胞色素C是在生物氧化过程中起电子传递作用的一种蛋白质,由104个氨基酸组成.现已弄清楚了多种生物体内细胞色素C的化学结构,发现它们的全部氨基酸序列都很相似,说明这些生物具有共同的起源.而不同种生物的细胞色素C在结构上的差异,又恰好与它们亲缘关系的远近相对应.下表(表1-6-5)是各种生物的细胞色素C的氨基酸与人的细胞色素C的氨基酸具有差别的数目：
同样的例子还有各种动物的血红蛋白、核糖核酸酶、胰岛素等,他们都同样地显示出很大的相似性,往往只有几个氨基酸的不同.
(六)遗传学研究提供的证据
亲缘关系相近的生物种之间染色体的结构具有相似性,也是进化的证据之一.近似种的染色体数目常常相近,如人的体细胞中有46条染色体,猩猩和黑猩猩的体细胞中都有48条染色体.另外,在高等植物中,染色体的多倍化,可以形成具有亲缘关系的类群.比如小麦种的染色体基数x＝7,而单粒小麦、二粒小麦和普通小麦的体细胞中染色体数分别为14、28和42,这三种染色体核型形成一个系统,说明它们之间的亲缘关系.
近亲种间的亲缘关系,也与染色体的内部结构相关.例如,将两种果蝇杂交,可得到杂种,观察这一杂种的染色体时,可以看到在减数分裂第Ⅰ次分裂的前期,它们有些部分还是可以配对的,有些部分不能配对.配对部分说明了它们具有相同的遗传物质,相同的基因序列,这个相同点的唯一解释就是它们有共同的祖先.目前,已经把许多种果蝇进行杂交,并用此法来鉴定它们的亲缘关系.
有的科学家也开始从核酸结构上的差异来鉴别物种的异同和亲缘关系.例如,用DNA分子杂交的技术来检查生物之间的亲缘关系,即把两个种的DNA分子用同位素加以标记,接着以加热的办法使其解旋成单链,然后把两个种的单链DNA混合起来,使其在缓缓冷却的条件下恢复成双链DNA.此时可以通过检查杂种双链DNA来判断两个物种的异同程度,如果两种生物的关系较近,则二者的DNA相似程度较高,相互结合的程度也就较高.反之,如果两种生物的关系较远,则它们的DNA相差较大,相互结合的可能性就小.下表(表1-6-6)是根据DNA杂交估计的核苷酸差异的百分比,从表中可以看出人与黑猩猩的亲缘关系最近,而与非洲狐猴的亲缘关系最远.另外,有人曾研究大肠杆菌的DNA分子,发现大肠杆菌的DNA能从其他细菌获得标记DNA,但几乎完全不能从脊椎动物获得标记的DNA,这表明大肠杆菌的DNA与脊椎动物的DNA差异太大,它们的亲缘关系很远.目前,人们测定核酸结构上的差异,最普遍的方法是,测定不同生物的DNA分子中所含的胞嘧啶(C)和鸟嘌呤(G)两种碱基的比例,看其差异的大小.
(七)生物地理学研究提供的证据
地球上生物的地理分布,特别是结合古代生物的地理分布,也能说明生物的进化过程.例如,澳洲和新西兰为什么极少真兽类,而哺乳动物都是有袋类(袋鼠、袋狼等)及单孔类(鸭嘴兽、针鼹等),唯一合理的解释是澳洲地区在真兽类发生以前就脱离了大陆,因而是极少真兽类,维持在原始哺乳动物的水平.由于地理的隔离,后来北方大陆出现的真兽类也无法进入该地区.再如,与南美邻近的太平洋中加拉巴哥斯群岛上有14种地雀,它们与南美大陆的地雀已经不同,但又有一定的相似性.这说明海岛上的地雀起源于邻近的大陆,只是在历史发展过程中,各岛上的地雀在不同的生态小环境中形成了不同的适应,才分别演变为不同的地雀种.再如,我国台湾省、海南省的动物,基本上都是我国大陆的类型,如台湾的白冠长尾雉、海南的黑长臂猿等都与大陆类型相似,但又有特殊动物如台湾猴、海南坡鹿等.