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深入了解進化論,現實中能夠證明進化論的一些證據!

發布時間:2018-10-29 10:53:22  作者:宇宙探索  來源:宇宙探索  閱讀:143

      在《物種起源》發表后的第10年,達爾文感慨地說:“如果我還有20年的時間,那么還有多少觀點需要修改?它只是真理的一部分而已。”在接下來的一個多世紀里,各種發現精彩紛呈,其中99%都是當年的達爾文所不知道的。在達爾文誕辰200周年之際,《自然》雜志曾評選出了生物進化史上的14塊“寶石”,它們分布在地球的各個角落,向我們展現了進化的神奇力量,也很好地驗證了進化論。
    深入了解進化論,現實中能夠證明進化論的一些證據!
      鯨的陸地祖先
      科學家曾經發現一塊5億年前的生物化石,取名為“印多霍斯”。印多霍斯的體形與狗差不多,有耳朵和牙齒,骨髂結構類似于鯨,主要以陸生植物為食。另外,它的肢骨厚而沉重,與河馬相似,這暗示它屬于涉水類動物,因為重的骨骼可以防止漂浮。科學家分析后認為,這是一種陸地哺乳動物,是鯨的陸地祖先。鯨可能是在大約5000萬年前由這種動物進化而來的,它們進入水中的主要原因是逃避捕食者,而且在很久之后才發展出特殊的水下捕食習性。
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      “會行走的魚”
      若干年前科學家在加棗大北部的埃爾斯米爾島上發現一種名為“提克塔利克”的遠古新物種。這種動物生活在約3.75億年前,被稱為“會行走的魚”。它有著靈活的脖子和像四肢一樣的鰭,有鰓和肺,這些特征有利于它在淺水中生活。與原始魚類不同的是,它像鱷魚一樣長著鋒利的牙齒和扁平的頭,可能已經適應淺水生活,不過有時會離開水面,爬上陸地。科學家認為,提克塔利克是包括兩棲動物、爬行動物、乳動物,以及人類在內的所有陸地脊椎動物的始祖。
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      逃亡中的自然選擇
      10多年前科學家將一種體形較大的食肉蜥蜴——北方卷尾蜥放入巴哈馬群島中的6個小島,隨后他們發現在這種蜥蜴與其最鐘愛的獵物——沙氏變色蜥之間開始了一種“游戲”。如果北方卷尾蜥與雄性沙氏變色蜥相遇,后者的腿部會變得更長,以便更快地逃跑;如果與雌性沙氏變色蜥相遇,后者就會選擇靜止不動,并將身體變得更大,讓掠食者以為這是一種難以吞咽的食物。這種逃亡策略說明,一種生物可以影響另一種生物的進化行為,并且具有性別差異。
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      骨骼的起源
      單從化石并不能研究某些只在胚胎時期短暫出現的細胞,比如神經嵴細胞。后來的新技術通過標記和跟蹤神經嵴細胞,發現它們通過遷移產生了面部和脖子的骨駱細胞,以及皮膚和感覺器官的特異細胞。由于神經嵴細胞是脊椎動物所特有的,這就解釋了為什么脊椎動物有特別的面部和脖子。這樣,不用化石也能詳盡描述那些早已滅絕動物的頭頸結構的進化情況。比如,從大多數已滅絕的陸地脊椎動物的肩胛骨的定位來看,魚類的匙骨(魚類身體上的環形骨骼)對應于哺乳動物的肩胛骨。
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      持久的“軍備競賽”
      曾經科學家對生活在湖底泥濘環境中的水蚤和寄生螨進行研究,發現水蚤和寄生螨一直都在進行著“軍備競賽”:每當水蚤有了更容易逃脫寄生螨的方法時,寄生螨就會隨之進化出相應的對策以便繼續寄生在水蚤身上。由此說明,一個物種的任何進化都可能構成對其他物種的競爭壓力,從而推動物種進化。
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      “長羽毛的恐龍”
      20世紀80年代,科學家發掘出了生活在約1.25億年前的“長羽毛的恐龍”,只不過它們的羽毛的作用更多的是保暖或者美觀,而不是飛翔。2008年,中國科學家發現了一種與鳥類關系極近的恐龍——“胡氏耀龍”。不同于其他已知恐龍,這種恐龍的上下頜骨均長有牙齒且牙齒前傾,這些牙齒的大小還出現了分化,形成了類似于一些哺乳動物的犬齒或門齒的咬臺結構。這些發現不僅證明了過渡生物的存在,也證明了飛翔有可能是動物長了羽毛后的一次額外的偶發事件。
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      牙齒的進化
      研究發育的目的之一是為了發現指導進化的機制。通過對控制小鼠牙齒發育的基因表達方式的研究,科學家發現了控制小鼠磨牙大小及數量的機制。嚙齒類動物是雜食性動物,與人類的牙齒相似,它們的磨牙也是按照從前至后的順序出牙,而且每一顆牙齒部比前面的小。這項研究表明,生態學也能作為一支單獨的力量推動進化,使生物的一些特性在進化中不斷被修改,以適應環境的改變。
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      地域差異的影響
      科學家發現,棲息在不同樹木上的大山雀的雛鳥的基因變異各不相同,不同的生活習性在某種程度上還加強了大山雀的適應性。還有一項研究發現,大山雀的遷移并不是隨機的,每一窩都存在大量的基因差異,這再次說明了遷移對進化的影響。
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      宏觀進化
      達爾文認為進化是一些小步小步的緩慢變化。2005年,科學家發現了一種分子,它的一個小小的變化就會直接影響到雄性果蠅的翅膀上是否出現斑點。如此看來,基因也能控制外表的顯著變化,從而推動宏觀的改變。
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      選擇的遺傳
      科學家發現,羽毛鮮艷的雄性孔雀比那些平凡的同伴更能吸引異性,產下后代,從而具有更高的存活率。這暗示,物種的自然進化更傾向于那些罕見的和變異多樣的物種,而不是普通物種。科學家認為,有些一成不變的基因在短期看起來有用,但在未來可能會給該物種帶來災難。
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      突發性的變異
      物種的變化不一定需要數百萬年的積累,有時也會突然發生。對果蠅的早期研究發現,有一種蛋白通常只在機體遭受壓力的情況下才產生。早在2014,科學家發現,大多數基因都具有變異的潛力,且只在它們的功能受到損傷時才會釋放出來。
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      進化出來的點子
      海鰻與其他魚類不同,萁身形細長,從理論上講無法產生足夠的抽吸力捕捉獵物。那它們怎樣捕食獵物呢?2017年,科學家發現,海鳋已經通過進化找到了解決方案:將咽口“移到”口腔的前方,這樣不需要花大的力氣就能吸入獵物,而且還能堵住獵物的退路。這是首次發現脊椎動物利用第二套咽喉限制獵物的活動并將其吞入肚中。
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      生殖隔離
      2004年,科學家對阿拉斯加等多個地區的三刺魚進行研究,結果發現,當這種魚從海洋遷移到溪流后,它們不斷適應新的環境,自身的形體也發生了許多細微的變化。現在,即使讓它們重新混居在一起,它們在配偶的選擇上也更趨向于尋找體形相近的同類。如此看來,三刺魚在進化上出現了生殖隔離。這項研究有力地將生殖隔離和生態學的離散特征聯系了起來。
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      達爾文山雀
      早在達爾文在加拉帕戈斯群島上進行考察時,他就發現不同島上的山雀的嘴巴外形的差異是與其飲食習慣相對應的。2006年,科學家又發現,山雀嘴巴的外形差異是由一種蛋白的基因表達差異決定的。在實驗中,當人為增加這種蛋白的基因表達時,山雀胚胎的嘴巴就會變得更尖。
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      進化的捷徑
      人類對基因修飾和干細胞改造的熟練掌控,使得我們似乎可以繞開自然選擇,進入主動控制生物繁殖和進化的大爆發過程。以下是基因生物學最新和最偉大的發現。
      2015年有科學家將成人的皮膚細胞轉化為干細胞,進而再把干細胞改造成其他所需的細胞類型。這一重大科學進展令整個科學界為之轟動——也許在不到5年內,我們就能通過實驗將任何體細胞改造成精子或卵細胞,從而給那些不孕的夫婦帶去福音,或許他們只需提供一些皮膚細胞,就能把自己的基因傳給孩子。
      人們甚至開始設想,在創造出所需的卵細胞和精子后,還可以通過一種被稱為“同源重組”的技術,去掉其中一些不需要的遺傳信息,把有用的遺傳信息替換上去。基因重組原本是在有性生殖中自然發生的事件,但現在科學家們在實驗室里已經能夠增加或敲除實驗小鼠卵細胞內的一些DNA片段。或許在不久的將來,我們就能夠敲掉一些潛在的致病基因(比如糖尿病),或者人為增加一些有助于增高或變得更聰明的基因。 挨個地改變后代的DNA是一件枯燥乏味的事,我們或許還可以插入一整段全新的染色體,從而將DNA改造變得一勞永逸。有科學家相信,人工合成的染色體就像放入體內的“特洛伊木馬”,它們能夠將普通細胞變成奇妙的干細胞,能夠使免疫系統再植,還能夠讓人返老還童。既然大自然并不會關心某個具體的孩子到底好不好,那么與其等上帝來擲骰子,不如我們自己把它直接放到我們最需要的一面。
      如果我們真的掌握了基因的操控權,也許到未來的某一天,我們還能將人類自己變成新的物種(和別的生物相比,人類的基因真沒什么特別之處)。不過,倫理學家們認為改變人類基因需慎行,人為地將進化提速究竟會產生什么樣的后果,目前我們還不能回答。
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