生物进化的阶梯与分支是什么?

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北京理工大学出版社
2019-08-02 · 德以明理,学以精工。
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生物进化是一个漫长、复杂的过程,从生命出现的时候起到现在从未停止过。已知现存的生物有200多万种。把未发现的和已经灭绝的生物都算起来,会达到几亿种。每种生物都有自己进化的历史——系统发育史。

由于自然界的复杂环境,各物种进化的形式十分复杂。在进化速度上,可分为缓慢进化和快速进化;从进化系统上,可分为种系进化和分支进化。同一物种身体上的各种性状进化速度不同,则会出现镶嵌进化。

(1)缓慢进化和快速进化

各物种的进化速度不一。有些物种进化很快,有些则长期基本不变。

哺乳动物中的冠齿兽(Coryphodon)在古新世到渐新世的长时期内进化很慢,只是体形大了一些。犭莫也是如此,从上新世到现在,只有体形大小的变化。它们是缓慢进化的类型(bradytely),这种进化叫缓慢进化(bradytelicevolution)。哺乳动物中的人科成员是进化速度快的快速进化类型(tachytely),这种进化叫快速进化(tachytelicevolution)。

(2)种系进化和分支进化

现生的种是由过去的种演化来的,有着祖先与后裔的关系。过去的种与现生的种联系起来成为一个系统(lineage),与其他的系统是生殖隔离的。这样,种就好比是系统这条线上的某一时期内的一段。

旧种变成新种,只有两种可能。一是一个种沿着同一系统进化成另一个种,二是一个系统的种分裂成不同系统的两个或两个以上的种。前者叫种系进化(anagenesis),后者叫分支进化(cladogenesis)。

种系进化中种与种之间的界限划分多少是人为的,随着化石发现的历史和化石本身而有不同。人类的进化主要是这种形式。

分支进化是一个种的各群体有着地理上的隔离,由于长期的选择或漂变而造成真正的生殖隔离。生殖隔离可以是遗传上的(杂交不能产生有繁殖能力的后代),形态上的(体质上不能互相交配)或是行为上的(由于交配季节的不同或辨认接受交配信号的不同)。广泛分布的大群体远比分布狭小的群体难于发生分支进化。分布范围广,则互相接触的机会多,地理隔离的机会就较小。当两个种在形成中或刚形成之时,它们的群体在形态上的差别是很难看得出来的。

(3)镶嵌进化和缺环

身体上的各种性状,并不同时以同样的速度变化;不同性状的进化速度,可以有很大的不同。因此机体的各种性状是不同进化速度结果的一种镶嵌物。这种进化形式叫做镶嵌进化(mosaicevolution)。例如在人类进化的过程中,四肢首先向现代人的方向发展,而人类的大脑则是较后时期才发展起来的。过去由于对人类的这种进化形式不了解,而造成了对发现的化石不正确的理解,如对于所谓“缺环”(missinglink)的理解。

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