分子进化与中立说。

生物进化的研究向来是以生物的表型为对象的, 如旅类植物的维管束,马的脚趾,哺乳动物的齿冠等,都 是用古生物学方法来研究的。生物的进化当然是由自 然选择理论来说明的,不过这些都是定性的说明而已。     

中性突变进化说与达尔文的选择论

生物进化的研究向来是以生物的表型为对象,如蕨类植物的维管束,马的脚趾,哺乳动物的齿冠,多是用古生物学的方法,并用自然选择理论来解释的。然而这些都是定性的说明而已。用定量的方法研究进化论是从群体遗传学的理论和实践开始的。如某个物种的一个基因变化了,就意味着这一基因在整个群体中有了变化。按杜布赞斯基的理论就是群体内基因频率(比例)的变化。而以前进化的研究仅限于形态(偶尔以生理)的变化观察为主,不牵涉基因型变化,由于科学发展水平的局限,研究者在当时对基因水平的改变是不清楚的。随着分子生物学等学科的发展,科学工作者已可把表型的变化和基因水平的变化联系起来。现已知生物的遗传信息贮存在DNA的4个碱基序列中,遗传信息可以正确的传给子代。基因(顺反子)的DNA序列与蛋白质序列的关系已被揭示,许多生物的蛋白质一级结构已被分析过,并且能结合蛋白质的二级结构     

天然杂交与遗传渐渗对植物入侵性的影响

生物入侵给全球生态环境与社会经济都带来了严重危害, 对其入侵机制的研究非常重要。生物入侵是一个适应性进化的过程, 天然杂交与遗传渐渗可以改变外来物种对环境的适应性并提高其入侵能力, 使其进化成为入侵种。因此了解杂交-渐渗在促进生物入侵过程中的遗传作用, 将有助于我们采取有效措施来控制生物入侵及其危害。本文从杂交-渐渗对生物适应性进化和物种形成影响的角度, 阐明外来种如何通过杂交-渐渗在新的生境中改变其适应性、生存竞争能力和入侵能力。杂交-渐渗可以导致物种发生多倍体水平和同倍体水平的进化, 虽然二者的进化过程不尽相同, 但均能使杂种群体在遗传上产生较大变化, 进而影响杂种群体的适合度, 这一过程可能促使外来种在新的生境中的成功入侵进而转变为入侵种。随着转基因生物技术的迅速发展, 大量转基因作物进入环境释放和商品化种植, 具有特定功能的转基因可能通过杂交-渐渗进入野生近缘种群体, 也可能使之成为入侵性强的农田杂草, 带来难以预测的生态后果。总之, 生物入侵是一个复杂的进化和生态过程, 利用杂交-渐渗的理论来解释植物的入侵性, 仅从一个方面反映了入侵生物学的研究, 杂交-渐渗与其他理论的结合, 将从更深的层次来解释外来种的入侵机制。     

生态变异在植物分类学和进化中的重要性

生物群体的变异性是有机体所有类群的一个属性。在本世纪的二十年代至四十年代,植物进化研究的一个重要的目的是了解种内和群体内存在的复杂的变异式样。近一、二十年来,进化生物学研究工作的一个重要的方面已转移到生态因素对个体、群体和种在环境和生物两方面的效应以及这些效应在生态学、分类学和进化中实际的含义上来。种内变异的描述和分类已成为当前最有挑战性的问题和最值得探索的领域之一。可塑性和耐受性在有花植物中普遍存在。但对大多数种来说,可塑性是有限的:一个具有较大分布区的种的不同地区的群体往往具有不同的基因型,而这些基因型是遗传和生态两个因素之间长时期复杂的相互作用的产物。种内变异是生态型性质还是梯度变异性质取决于自然界不同气候带或气候条件之间是急剧过渡还是逐渐过渡。但土壤和生物因素有时也参与宗的分化。群体和种内的变异不一定都有外部形态的变化,而是在多数情况下表现为生理和生化的差异。适应于富含铝、铜或锌等重金属盐的土壤的小地理宗是由足够强大的歧化选择而不是由内在的隔离机制来维持。多态现象,即群体内不同遗传变异体的频率变化,可能与自然选择有关。现有的主要种下分类等级——亚种、变种和变型,不仅不能满足描述种内生态多样性和复杂的变异式样的     

协同物种形成及其生物学意义

自达尔文与华莱士以来的每位生物学家都承认种间生态学作用对进化的意义。1964年,埃利希和雷文提出了协同进化理论。它反映了生态学相关的不同物种之间的相互作用引起的相互进化。这一理论引起了研究者的广泛重视。近年来,随着进化生态研究的深入发展,学者们对进化过程的生态机制以及生态特性与生态关系进化规律、种间生态学作用引起的物种形成有了进一步的认识。本文仅从协同物种形成的概念出发,对协同物种形成的生态机制以及生物学意义作一简要概述。协同物种形成的概念进化在本质上是一种生态过程,是生物与环境、生物与生物之间相互作用的结果。种群分化的生态机制和物种形成的本质在于对生存条件的逐步适应。按照协同进化理论,物种间的相互作用引起的协同适应     

生物进化与特化

作者试图把生物的适应性变化区分成生物的进化和特化两种不同的概念,进化即生物逐渐演变,向前发展的过程;特化是指生物的水平发展的物种形成过程,即生物多样性的形成过程,这种区分可以避免许多不必要的争论,把这个新的概念体系和以往人们对生物进化研究的理论相结合。并用该方法重新解释以往人们的研究发现,可以看出生物发展的历史就是生物进化和特化交替进行的历史,以此可解释许多不同理论之间的矛盾。     

路径依赖下的物种形成机制

生物科学几乎所有研究都需要物种概念作为基础, 生物多样性研究亦需要可操作的物种概念, 但现有物种概念存在不同程度的人为因素或难操作性, 对物种划分造成不利影响。本文引入“进化路径”这一概念, 说明适合度景观时刻变化着, 物种在每个进化时间点上依据瞬时适合度选择下一时刻的进化状态, 且总是沿着动态适合度景观中适合度增加的方向进化。基于演化博弈的方法, 以随机过程为例模拟物种的进化过程。进而提出路径依赖下的物种形成机制, 并在此基础上给出可操作的物种定义, 即: 针对基因、性状、生态过程等任一状态下两个群体内个体的多个变量做统计分析, 若群体之间同时在两个或多个维度状态下呈现出的不连续性d大于群体内变量呈现出的差异性σ_k, 则拥有相应变量的个体属于不同物种。     

植物的繁育系统、遗传结构和遗传多样性保护

达尔文和最早的群体遗传学理论,都认为繁育系统对生物的遗传多样性和进化起重要作用。本文首先介绍用蛋白质电泳检测植物繁育系统的优点,然后讨论中外学者的实验结果,表明在植物众多特征中,如生活型、是有性繁殖还是无性繁殖等都能影响群体遗传结构,但最显著的是繁育系统和群体遗传分化两者间的关系。因此我们能从植物的繁育系统推测群体遗传结构,进而提出监测遗传多样性的取样策略,这对就地保护和移地保护都是十分重要的     

生物多样性理论最新进展

生物多样性是生态系统复杂性的重要特征, 理解多样性的形成和维持机制一直是理论生态学研究的核心议题。本文从三方面概述了生物多样性理论的最新进展。一是物种共存和群落构建, 总结了现代共存理论和基于过程的群落构建理论的新进展。二是物种相互作用, 综述了利用经验数据推断物种相互作用关系和强度的最新方法。三是生态-进化动态, 介绍了生态-进化模型的一般框架及其在生物多样性研究中的应用。最后对生物多样性理论的发展趋势做了展望, 特别是多尺度整合理论和全球变化下的预测理论。     

基于微生物模型的合作行为进化研究进展

生物间的合作行为如何在自然选择过程中显示出对欺骗者的优势,一直以来都是进化生物学上的经典问题。实验室构建的具有合作行为的微生物种群是研究这一问题的良好素材。本文综述了几种基于微生物模型的合作行为进化理论,如亲缘选择理论、辛普森悖论、竞争抑制理论、进化博弈理论等,对其中涉及到的微生物模型进行介绍和评价,并展望其研究前景。     

从进化谈细菌细胞间的群体感应信号传递

传统观念认为细菌是一种个体的、非社会性的生物体。近年来的研究表明细菌可以产生化学信号并通过它们实现细菌间信息传递。细菌的群体感应调节系统(Quorum sensing,QS)调节着个体细胞之间的相互合作,使其表现出类似多细胞的群体行为。文章以近年来的一些最新研究进展为基础,在了解细菌间的信息传递系统的基础上,从进化角度讨论了QS系统的遗传产生过程,探讨了细菌细胞间的相互作用。细菌间的信息交流是一种动态的过程,受到了环境中的营养物质的水平、温度、pH等多种因素的影响。作者推测细菌信号传递系统的进化是受到环境条件以及基因交换、所在微生物群体变化等因素影响下的一种不断变化的动态过程,这也许有别于动植物这类的高等生物的进化过程。这种动态的变化过程也就暗示:从长远来看,信息传递系统中的偷机者只是在一定条件下的暂时存在。     

基因突变的分子检测技术

基因突变的分子检测是确定生物性状与某种遗传变异的关系、探讨生物物种内基因的差异、了解生物种间亲缘和进化的关键技术,对群体遗传学和生物分类学研究、遗传病诊断等都有着重要的理论意义和实用价值。因此,对于基因突变的检测方法的研究目前受到广泛关注。对基因突变的形式及其分子检测技术作了全面综述。     

DNA水平自然选择作用的检测

上个世纪60年代,Kimura提出的“中性进化”假说使经典的达尔文自然选择学说遭遇了前所未有的挑战。但新近的研究表明：在DNA水平,越来越多的证据支持“自然选择”的进化理论。这些研究成果得益于近年来大量群体和基因组DNA数据的积累,以及理论群体遗传学的发展。在DNA水平检测选择作用是否存在的方法包括两大类：种内多态性检验和种间差异度检验。前者以Tajima(1989)提出的D检验为代表,后者大都基于“中性条件下,种内与种间进化速率一致”的原理。这些方法以中性假说作为零假设,结合统计检验方法分析DNA数据,被称为“中性检验”。这些方法对于解决一些有关进化的基础理论问题和人类遗传学及生物信息学的深入研究都具有重要意义。本文介绍几个应用广泛的检测方法,以使国内的读者了解它们的基本思路和操作方法。     

植物种群分子进化中对生境的适应——对荒漠植物遗传多样性研究结果的初步分析

长期以来,自然选择理论与中性理论对生物分子进化中的环境适应机理存在着激烈争论。目前,在植物种群分子进化中对生境适应的研究中正面临着一些难题：中性突变是分子水平进化的唯一原因,自然选择发挥主要作用的适应性进化是否存在于分子水平,选择与中性两种学说两种机制完全不同,如何才能将两者联系和统一起来,部分学者利用建立各种模型来描述自然选择对分子标记位点以及连锁序列的直接作用,如生态位宽度变异假设等。本研究小组以新疆阜康荒漠植物为研究对象,通过对两种重要荒漠植物遗传多样性的研究,分析两种植物各亚种群不同生境的生态因子与其遗传变异的关系,讨论生态位宽度变异假设,揭示遗传变异的产生与维持。中性论者与选择论者都试图解释生物环境适应与分子变异之间的关系。中性论和选择论是反映进化的两个侧面,它们不是绝对的,可以相互转化。     

从微生物角度看生物进化

物种起源的中心内容是物种进化和自然选择。前者说明现存的生物物种具有共同祖先,生物的类型不是一成不变的,而是新种不断产生,旧种不断绝灭。后者说明生物具高度生殖率,必须在有限的生存条件中为生存而斗争,斗争结果能留存者为少数,那些具有利于选择的变异个体会有较多生存的机会,而具不利于选择的变异个体则受淘汰,亦即自然选择。通过放射性元素计时技术,已经相当肯定地球上原核生物的出现大约是在3.5—4.0×10~9年以前,在这漫长生物进化途径中,它们无疑是处在进化阶梯的最底层,研究微生物的进化以及利用微生物作模型来阐明生物进化可能的原因是很有意义的问题。     

进化稳定对策

进化稳定对策（ESS）是对策论的核心概念,在进化生物学研究中有着非常重要的意义,该理论被认为是自Darwin以来进化论最重要的发展之一。阐释进化稳定对策基本理论的产生以及几种重要的进化稳定对策模型,并运用进化稳定对策理论解释一些生物现象。     

生态基因组学研究进展

生态基因组学是一个整合生态学、分子遗传学和进化基因组学的新兴交叉学科。生态基因组学将基因组学的研究手段和方法引入生态学领域,通过将群体基因组学、转录组学、蛋白质组学等手段与方法将个体、种群及群落、生态系统不同层次的生态学相互作用整合起来,确定在生态学响应及相互作用中具有重要意义的关键的基因和遗传途径,阐明这些基因及遗传途径变异的程度及其生态和进化后果的特征,从基因水平探索有机体响应天然环境(包括生物与非生物的环境因子)的遗传学机制。生态基因组学的研究对象可以分为模式生物与非模式生物两大类。拟南芥、酿酒酵母等模式生物在生态基因组学领域发挥了重要作用。随着越来越多基因组学技术的开发与完善,越来越多的非模式生物生态基因组学的研究将为生态学的发展提供重要的理论与实践依据。生态基因组学最核心的方法包括寻找序列变异、研究基因差异表达和分析基因功能等方法。生态基因组学已广泛渗透到生态学的相关领域中,将会在生物对环境的响应、物种间的相互作用、进化生态学、全球变化生态学、入侵生态学、群落生态学等研究领域发挥更大的作用。     

学习进化论 改造生物界——评介《生物进化论》

生物进化论是生物科学的一门基本理论,它所研究的主要课题是:地球上的生命是如何发生的?形形色色的生物又是怎样进化而来的?人类能否通过实践和怎样通过实践控制生物的发展和进化?人民教育出版社出版的《生物进化论》(河北师范大学生物系遗传育种教研组编,1975年1月第一版)一书,对上述问题作了比较系统而简要的说明,是学习生     

植物分子群体遗传学研究动态

分子群体遗传学是当代进化生物学研究的支柱学科, 也是遗传育种和关于遗传关联作图和连锁分析的基础理论学科。分子群体遗传学是在经典群体遗传的基础上发展起来的, 它利用大分子主要是DNA序列的变异式样来研究群体的遗传结构及引起群体遗传变化的因素与群体遗传结构的关系, 从而使得遗传学家能够从数量上精确地推知群体的进化演变, 不仅克服了经典的群体遗传学通常只能研究群体遗传结构短期变化的局限性, 而且可检验以往关于长期进化或遗传系统稳定性推论的可靠程度。同时, 对群体中分子序列变异式样的研究也使人们开始重新审视达尔文的以“自然选择”为核心的进化学说。到目前为止, 分子群体遗传学已经取得长足的发展, 阐明了许多重要的科学问题, 如一些重要农作物的DNA多态性式样、连锁不平衡水平及其影响因素、种群的变迁历史、基因进化的遗传学动力等, 更为重要的是, 在分子群体遗传学基础上建立起来的新兴的学科如分子系统地理学等也得到了迅速的发展。文中综述了植物分子群体遗传研究的内容及最新成果。     

数量分析方法在种内变异研究中的运用

现代生物分类知识和进化理论的发展,已使越来越多的系统分类学家清醒地意识到:组成同一物种的不同个体或群体并非同一模式原封不动的拷贝,相反,在这些个体与个体之间、群体与群体之间,存在形形色色程度不同的形态变异。这些变异有些源自基因的重组或突变,有些则是环境诱导的产物。对这些形态变异进行研究,不仅有助于我们了解物种形成与进化的机制和途径,揭示各自然因素在物种进化中的作用;同时,对分类学而言,亦将有助