生物演化基本规律与人类进化独特性(2)

生物历史和人类学资料等揭示,生物演化和人类进化是2种不同的改变形式,遵循不同的规律:生物演化以物种结构修改适应环境,环境变化主导物种演化,演化无方向性,它维持了物种与环境的依存关系;人类进化是脑和工具意识突破,即出现"依靠工具"意识,它带来了工具进步性方向改变,并产生了人体适应工具、文化等的结构修改以及人的环境关系性质改变。论述了生物演化基本规律和人类进化独特性、"演化"和"进化"的区别、人类进化的"转折点"等。     

人类进化的新模式及心理选择机制

对人与猿的结构、行为等特点进行比较,表明人类发生意识突破和"依靠工具"(防卫等),人与工具结合具有进步性,使人类的进化具有独特性。人体改变出现以心理意识主导的结构(基因)选择,它以适应工具、文化为方向,人逐渐直立和脑量增加等。分析了人类进化的心理学基础,阐明人与猿的分离方式及机制:即在工具意识上"断开",产生以心理选择为主导的结构和心理等的不同改变。建立人类进化的新模式,并从不同角度验证新模式。     

由环境关系揭示物种演化与人类进化性质及进步实质

综合一些新研究和人类进化历史,阐明人类进化与物种演化性质不同：物种演化是适应特定环境,与特定环境产生依存关系,人类进化是适应不同环境或不再依存特定环境,出现与环境关系性质改变。说明人类进步实质是脑等变化带来与环境关系性质改变,使人类生存和进步出现由偶然性到必然性变化,进步标准是适应不同环境,即出现与特定环境依存度减小的趋势性变化。以环境关系为衡量尺度,对物种进步标准、进化定义和进化树结构提出修正意见。     

人类的足迹

地球上生物演化目前所能够达到最高级阶段的物种就是人类。人属于哺乳动物纲、灵长目、人科、人属、智人种。不同于其他生物物种,人类具有使用语言和工具,建立团体组织,构建社会的能力。根据达尔文的进化理论,作为人类始祖的类人猿在自然环境发生改变的巨大压力下,经过自然筛选最终演化成为高智商的人类。     

人类的足迹

地球上生物演化目前所能够达到最高级阶段的物种就是人类。人属于哺乳动物纲、灵长目、人科、人属、智人种。不同于其他生物物种,人类具有使用语言和工具,建立团体组织,构建社会的能力。根据达尔文的进化理论,作为人类始祖的类人猿在自然环境发生改变的巨大压力下,经过自然筛选最终演化成为高智商的人类。     

物种分布模型在古生物学研究中的应用北大核心CSCD

物种分布模型(Species distribution models,SDMs)是基于物种的生态位要求,通过将物种已知的分布数据和对应地区的环境数据联系起来,以预测该物种在不同时间和空间下的地理分布的一种数学工具。它为地史时期生物地理分布的重建、生物生态特征的分析及生物与地球环境协同演化研究等提供了一种新的途径。此方法具有研究精度高、预测效果好及应用广泛等优点,尤其适合开展高精度的古生物地理、古生态及生物宏演化等相关研究。文章着重介绍物种分布模型的基本原理及建模流程,在此基础上以笔石种Tang yagraptus typicus Mu作为建模实例进一步说明物种分布建模的详细步骤,最后概述此方法在古生物研究中的适用性及存在的问题。     

生物多样性的起源演化及亚洲栽培稻的分类

本定义的生物多样性包括基因多样性、物种多样性及生态系统多样性。生命起源后到人类明40亿年的地球发展史可划分为前生命的化学进化、生物学进化和人类化进化与生物学进化并行3个阶段,并着重阐述了生物多样性演化中起关键性作用的蓝菌、维管植物与人类三类生物的重要地位和作用,以及地球上生态系统的4次明显扩展。最后以亚洲栽培稻为例说明其历经万年的起源与演化所形成的遗传多样性与分类。     

生态进化论

生态是生物与其物理环境的对立统一体,它和生物一样也存在着由低级到高级、由简单到复杂的进化历程,即生态进化(Ecological Evolution)。研究生态进化的理论称为生态进化论。生态进化的根本是生态系统的进化,即系统内部生物类别、营养结构、能量循环和物质循环的进化。生态演替(Ecological Succession)是生态进化的基础,它是一短时限的过程,主要有三个方面的内容:(1)它是群落发展有顺序的过程,包括物种组成和群落随时间的改变,有规律地向一定方向发展。(2)它是由群落引起物理环境改变的结果。也就是说,虽然物理环境决定演替类型、变化速度和延续时限,但演替是受群落     

发育重演律与生物进化

发育重演律是生物个体发育的一般规律,该规律认为生物个体的发育是类囊胚不断形成和演化的过程,并认为生物进化亦是类囊胚不断形成和演化的过程.因类囊胚层级不断增加而导致的生物体结构复杂程度提高的演化为纵向进化,而不能提高生物体复杂程度的演化为横向演化,生物的纵向进化具有周期性.生物种系进化与个体发育之间具有严格的对应关系,一个物种经历的纵向进化的周期数与该物种所属个体完成发育所经历的细胞分化的周期数相等.     

长着腿的“银杏叶”

昆虫是地球上最成功的一种生物,它有许多的称谓——最早会飞的动物、物种最多的生物……这一切诉说着昆虫4亿年进化上的成功.在人类远远还没有出现的泥盆纪,昆虫就已经在地球上热闹地繁衍生息,用它独有的美丽和神秘吸引着人们的目光.在北京首都师范大学"昆虫演化与环境变迁重点实验室"保存着任东教授十余年来收集的20多万件昆虫化石标本,翻开一块块精美的化石标本,面对这些种类丰富、栩栩如生的自然界"精灵",我们陶醉于它们亿万年前的故事,不由自主地惊叹于远古时代昆虫的"智慧".     

浅谈“进化生态学”

进化生态学是一门新兴学科。关于生态学、进化论以及进化生物学的著作汗牛充栋,而关于进化生态学的著作却如凤毛麟角,难以寻觅。为什么？因为进化生态学是结合进化生物学和生态学的边缘学科,前者是研究物种起源、演化的科学,后者是研究生物与环境之间关系的科学;一门...     

云南被子植物菊类分支的系统发育多样性及其分布格局

全球气候变化与人为活动等因素导致的生物多样性丧失,引起了全球各界对生物多样性保护的高度关注。传统生物多样性保护主要对物种、特有种、受威胁物种的种类组成及其分布模式开展研究,忽视了进化历史在生物多样性保护中的作用。云南是全球生物多样性热点地区的交汇区,生物多样性的保护历来受到广泛关注,为了更好地探讨云南生物多样性的保护措施,该研究以云南被子植物菊类分支物种为研究对象,基于物种间的演化关系,结合其地理分布,从进化历史的角度探讨物种、特有种、受威胁物种的种类组成及系统发育组成的分布格局,并整合自然保护地的空间分布,识别生物多样性的重点保护区域。结果表明:云南被子植物菊类分支的物种、特有种及受威胁物种的物种密度与系统发育多样性均显著正相关; 通过零模型分析发现,由南向北标准化系统发育多样性逐渐降低; 云南南部、东南部、西北部是云南被子植物菊类分支的重点保护区域,加强这些区域的保护,将最大化地保护生物多样性的进化历史和进化潜能。由此可见,融合进化历史信息的植物多样性格局分析不仅有助于更加深入地理解植物多样性的形成与演变,也为生物多样性保护策略的制定提供更多的思路。     

KRAB型锌指蛋白的进化及在物种演化中的功能

C2H2型锌指蛋白家族是目前发现的哺乳动物中最大的转录/转录调控因子家族,由一小群古老的含有真核锌指结构的转录因子经过多次基因复制和功能分化演化而来。KRAB型锌指蛋白(KRAB-containing zinc finger proteins, KRAB-ZFPs)作为C2H2型锌指蛋白家族中最大的亚家族,最早出现在四足脊椎动物,并随物种的进化数量快速增长,在人类中占据C2H2型锌指蛋白的60%左右。在物种演化中,进化压力主要改变KRAB-ZFPs的DNA结合能力,而KRAB-ZFPs介导的转录抑制能力则稳定存在。同时,多种KRAB-ZFPs能够与KRAB相关蛋白1(KRAB-associated protein 1, KAP1)协同作用沉默哺乳动物中反转录元件的活性,并与之协同进化,严格限制反转录原件的跳跃能力。本文综述了KRAB-ZFPs的数量倍增、锌指结构的灵活多变、KRAB-ZFPs/KAP1的转录抑制能力和反转录元件的跳跃性在促进哺乳动物调控网络的差异、基因组稳定性的变化和物种进化中的作用,旨在进一步揭示KRAB-ZFPs在推动物种稳定演化中的特点和功能。     

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     

海洋岛屿生物多样性保育研究进展

海洋岛屿生态系统因具有明显的海域地理隔离而区别于陆地生态系统,被誉为生物地理与进化生态学研究的"天然实验室".陆地或其它邻近岛屿的种源物种迁移到新的岛屿后,经历地理隔离、特征置换或适应辐射等一系列的岛屿进化过程,形成与种源物种具有显著遗传差异的岛屿特有种.岛屿在小面积范围内分化形成大量的特有种,是岛屿生物多样性最为重要的特点之一.但是,岛屿种群由于分布范围局限、生境脆弱且种群规模较小,岛屿种群较陆地种群具有更高的灭绝风险.本文通过对海洋岛屿物种的起源与演化、遗传结构以及岛屿物种的濒危与保护3个热点问题的讨论,阐述岛屿生物多样性的形成机制、濒危肇因以及岛屿生物多样性保育的重要性.     

表型可塑性变异的生态-发育机制及其进化意义

表型可塑性赋予生物个体在不同环境条件下通过产生不同表型来维持其适合度的能力.研究结果显示多数可塑性变异的产生是基于对环境变异信号的响应、改变基因表达式样并调整发育轨迹的结果,表观遗传调控体系在基因选择性表达和可塑性变异的跨世代传递过程中发挥了重要作用.不同物种和种群对环境变化的敏感性、发生可塑性变异的能力以及可塑性反应模式不尽相同,预示着控制可塑性能力并独立于控制性状的可塑性基凶的存在,这些基因是直接响应环境信号并控制表型表达的调控基因.表型可塑性不仅是物种适应性进化的一个重要方面,也是选择进化的产物,物种的表型可塑性变异对其生态适应和进化模式有深远的影响.     

适应性演化的分子遗传机制：以高海拔适应为例

自达尔文时代起,解析适应性演化的机制一直是进化生物学和生态学领域研究最重要的科学问题之一。适应性演化通常指在自然选择驱动下,物种为提高适合度而演化出特定的表型。表型的适应表现在形态、生理生化、组织学、行为学等多个层级。随着分子生物学和测序技术的发展,越来越多的研究揭示了适应性复杂性状的遗传基础。研究适应性演化的分子遗传机制有助于理解塑造生物多样性的进化驱动力以及阐明基因型、表型和环境之间的关联关系。目前已有主效基因、超基因、多基因遗传、非编码区调控、重复序列调控、基因渐渗等多种假说可以解释适应性演化的遗传机制。高海拔极端环境的强选择压力极大地促进了物种表型和遗传适应的发生,对多组学数据的剖析为物种适应性演化提供了新的见解。本文对适应性演化的遗传机制、高海拔极端环境适应研究进展以及目前面临的主要挑战进行了综述,并对未来的发展趋势进行了展望,以期为该领域的科研人员提供参考。     

系统遗传学与合成生物学——21世纪的生物工程产业化

基因型-表现型复杂生物系统由多基因群调控,细胞发生的信号传导路径、多基因相互作用与细胞系谱定位形成生物系统的结构-图式发生遗传学,但分子、细胞和器官的结构、图式形成机理还不很清楚。复杂生物系统的图式演化是细胞的物种进化、细胞形态发育的细胞发生非线性动力学过程,包括：1）物种基因组结构内等位基因替代构成物种内基因多样性调控;2）物种间进化的基因组结构层次级别的自组织化。系统理论应用于系统生态学（Van Dyne GM．1966）、系统生理学（Sagawa K．1973）、系统心理学（Titchener EB．1992）、系统生物医学（Kamada T．1992）、系统生物学（zieglgansherger W,Tolle TR．1993）、系统生物工程与系统遗传学（Zengg：BJ.1994）的建立,以及遗传学机理的生物系统分析。细胞的基因组结构自组织化形成生物的系统发生,基因组的结构变化形成物种的适应变异,生物体结构的基因组复制与表达的细胞自组织化构成生物个体发生。基于系统遗传学的工程应用,合成生物学探索生物系统泛进化,包括人工生物体的遗传工程、基因调控和仿生智能的纳米生物机器,构成生物系统的人工引导进化。     

基于结构的单绕蛋白聚类图构建与分析

蛋白质分子进化规律研究是分子进化研究的重点,对揭示生命起源与进化机制有重要意义。本文对已知空间结构及物种信息的单绕蛋白,利用结构比对信息,构建了不同层次单绕样本系统聚类图。分析发现:功能相似蛋白存在明显聚集现象,同一超家族样本基本聚在一个大支中,同一家族样本集中在所属超家族下的小支中,功能约束下单绕样本聚类图与物种进化图有较好对应关系。结果表明:单绕蛋白的结构演化反映了蛋白质功能的约束,特定功能单绕样本的结构差异具有种属特异性,结构演化包含了物种进化信息。     

青藏高原与横断山被子植物区系演化的细胞地理学特征

青藏高原与横断山集特殊的地理位置和复杂的地形地势以及高度丰富的植物区系成分于一体,成为世界上研究生物多样性起源与演化的热点地区之一。我们对这一地区被子植物的染色体数据进行了全面的统计分析,结果表明新多倍体在该地区只约占23%的比例,远低于其他高山地区,这可能是由于这一地区特殊的地质历史或者复杂的地形和生境等因素所导致的。低基数的二倍体占近一半的比例(43.3%),说明了二倍体水平上的染色体结构和核型进化也是本地区物种分化的另一重要机制。古多倍体,即高基数二倍体,也占有较大的成分(33.7%)。本地区物种在细胞学遗传演化途径上的多样性与这一地区极高的物种多样性和特有性可能存在一定的联系。通过对青藏高原及横断山地区被子植物区系进化中染色体演化机制的研究,为探讨东亚以及北半球其他植物区系物种进化、高山植物区系起源和演化等许多重大问题提供了有益的帮助。