从集群绝灭到集群替换——兼论进化的时空层次与系统地质学

一、关于新灾变论恐龙,这一盛极于中生代的庞然大物,一进入新生代,就迅速绝灭了。生物界于是进入由哺乳动物一直到人所统治的新生代。对于这一剧变,从1980年Alvarez父子等发现中、新生代间的界线粘土层含铱异常丰富以后,天外降临的灾难对地球生物的演进起着决定作用的新灾变论于是盛行起来。这一简单直截的灾变论又特别吸引那些并不从事生物或古生物研究的局外专家。为此,现从生物界容易为人明瞭的衰退类群在量方面的异常变化,进而再审视当时以生物界为主体的地质史中新生因素在基本性质方面有哪些变化,它们将对生物进化过程以及地质史整体发展说明了些什么问题。     

居维叶对进化论的贡献及其进化观

法国著名博物学家乔治·居维叶(1769—1832)一生中创立了比较解剖学,并提出了有名的器官相关律及功能决定机构原理等学说,为进化论的确立提供了丰富的自然科学根据。然而他不仅没有得到应有的称颂,反而因其灾变论而受到过多的谴责。甚至有人说他出自唯心主义的反动本质臆造的灾变论完全是为地主、资产阶级的反动统治服务的,这样,他对进化论的贡献及其进化观念便被一笔抹煞,这与达尔文等得到的伟大声誉相比是极不公道的。为此本文想就居维叶对进化论的贡献及其进化观念作一粗略剖析(关于他的比较解剖学对于进化论所具有的重大意义,不再赘述)。一、居维叶之古生物学、地球革命理论与进化论     

灾变论

是唯心主义者对于地球历史上出现不同类型的生物的一种解释。例如,法国古生物学家居维叶(1769-1832)研究了巴黎近郊各地层中发掘出的不同类型的化石时,发现地层的时代越早,生物越简单、原始;时代越晚,生物越复杂、高级;就从形而上学、唯心论的观点出发,提出“灾变论”来解释这种现象。他认为在历     

古比奥：恐龙灭绝之谜从这里揭开

古比奥：恐龙灭绝之谜从这里揭开吴根耀古比奥是意大利北亚平宁山区的一个乡镇，位于滨海城市安科纳以西８０公里。它在２０世纪突变论（曾译灾变论）与渐变论（曾译均变论）的论战中的地位，无异于第二次世界大战中的诺曼第。７０年代后半叶，科研人员在这里发育良好的海...     

事件沉积与恐龙绝灭

事件沉积与恐龙绝灭张玉宾迄今为止,有关恐龙等中生代古生物绝灭的假说有十多种,特别是自八十代初在中生界与新生界交界处发现富铱粘土层以来,灾变论的观点被越来越多的人所接受。但是,反对派引用大量证据,否认恐龙的绝灭与星球碰撞的灾变事件有关,指出在很多地方发...     

进化论系列讲座(九) 从同功/同源到原型

正我们还要说居维叶。他之所以提出"灾变论",根源还是因为坚信物种不会改变,因此他还是拉马克进化论的坚决反对者。而他之所以不能接受生物进化的事实,除了宗教的因素之外,还因为他擅长的解剖学研究——他曾经仔细研究过古埃及留下来的动物木乃伊的骨骼,发现它们与仍然活着的相应物种的骨骼没什么区别,既然这些动物经过了4000多年都没有形态变化,居维叶也就坚信物种永远不会变化了。     

小麦旗叶自然衰老过程中清除活性氧能力的变化

野生一粒小麦(Triticum boeoticum Boiss)、栽培小麦“扬麦五号”(T.aestivum L.)的旗叶自然衰老过程中,活性氧清除系统中各部分的清除能力下降是不均衡的。在光合速率高值持续期(叶绿素含量缓降期),SOD的活力略有下降,过氧化氢酶(CAT)活力却迅速下降,同时抗坏血酸过氧化物酶(ASP)活力呈现先上升后下降的趋势,上述SOD、CAT、ASP活力变化的不均衡,最终导致H_2O_2的迅速累积,从而使叶片迅速进入衰老(叶绿素含量速降期),于是SOD活力迅速下降。野生一粒小麦活性氧清除系统中各部分清除能力失衡过快,可能是其早衰的原因之一。H_2O_2的迅速累积与叶片衰老的启动密切相关。     

超深低温作用下大鼠脑血流变化的激光散斑成像监测

利用激光散斑成像(laserspeckleimaging)技术研究局部超深低温(0℃)对脑血流流速变化的影响,实时监测了超深低温作用持续不同时间(1￣10min)后的大鼠顶叶脑皮层血流变化的时空特性。实验发现:超深低温持续时间分别为1、2、5min时,低温致使脑血流迅速减少,而快速复温后脑血流迅速增加并超过基线值,在此状态维持一段时间(10±3)min后又开始缓慢减少,恢复至基线水平后趋于平稳,且动脉、静脉、皮质处脑血流变化趋势相近,仅变化幅度有差异性;而在超深低温持续作用7min后,脑血流迅速减少,恒温复温后脑血流先迅速增加,后稍微下降,最后恢复至基线值的75%左右;超深低温持续作用10min后,脑血流也迅速减少,但在快速复温后脑血流没有迅速上升,而是在此状态维持一段时间(12±2)min后才逐步上升(动脉)或者快速上升后稍有下降(静脉、皮质),最终恢复到基线值的75%左右,且动脉、静脉和皮质处脑血流变化趋势与变化幅度均有显著差异。以上结果显示,对脑皮层进行局部超深低温作用的持续时间超过7min后,脑皮层的血流无法恢复到低温作用前的水平,因而提示过长持续时间的超深低温作用可能会造成对脑血管调节的不可逆损伤。激光散斑成像技术为研究超深低温作用下的脑皮层的血流动力学过程提供了一种崭新的手段。     

分子遗传学在消化道微生态学研究中的应用

近20年来,消化道微生态学得到了迅速的发展,主要成就有:(1)实验技术的发展,如悉生动物的普及,厌氧培养技术的完善、肠道微生物代谢产物分析技术的建立等;(2)对人和动物消化道生态系统及正常菌群的特征与作用有了进一步的了解;(3)研究成果迅速应用于实践,如在新生儿中接种无质粒非致病大肠杆菌以防止致病性大肠杆菌的肠道定植,各种益生素(Probiotics)在人或畜牧业中的应用。我国学者也做了大量工作,并取得了相当成果(详见各期《中国微生态学杂志》)。     

超低温扫描电子显微镜原位观察法

我们用Phillips500型扫描电子显微镜(荷兰Phillips电器公司产品)及其冰凉制样附件,观察了大麦(Hordeum vulgare)、小麦(Triticum aestivum)、黑麦草(Lolium multiflorum)、烟草(Nicotiana tabacum)、曼陀罗(Datura innoxia)及芍药(Paeonia lactiflora)不同发育时期的花药。方法:从植株上取下新鲜花药,用导电胶固定在样品台上,迅速置于冰冻制样器液氮中速冻,再用金     

生物进化研究的回顾与展望

生物进化是自然科学的永恒之迷。随着历史的发展和科学的进步,生物进化思想从早期的萌芽,到自然选择学说、新达尔文主义,从现代综合理论,到分子进化的中性学说。再到新灾变论和点断平衡论等。当前,由于生物学各分支学科的飞速发展．它们就各自的研究对象在宏观和微观上不断地拓展和深入,并在不同的层次上形成了广泛的交叉、渗透和融合,现代的进化生物学研究从宏观的表型到微观的分子,从群体遗传改变的微进化到成种事件以及地史上生物类群谱系演化的宏进化,从直接的化石证据到基于形态性状、分子证据和环境变迁的综合推理,从基于遗传基础的比较基因组学到演化机理的进化发育生物学等。可以预见,在新的世纪里,在哲学和具体方法论(如系统论、控制论和信息论)的指导下,在生命科学、其他自然科学乃至社会科学工作者的通力合作下,综合遗传、发育和进化等研究领域的各种理论成果,生物进化理论即将出现也一定会出现的一个新的大综合和新的大统一。     

分子标记及其在生态学中的应用

自 6 0年代发现等位酶 (allozyme)标记 ,70年代迅速发展 ;80年代出现DNA标记技术 ,至今仍是方兴未艾 ,形成了包括RFLP (restrictionfragmentlengthpolymorphism)、VNTR(variablenumbertendomrepeats)、RAPD (randomamplifiedpolymorphicDNA)在内的一系列分子标记技术。为解决生态学的个体识别、亲缘关系鉴定及种群间的遗传分化等问题提供了有力的武器。分子标记技术与生态学的结合 ,诞生了一门全新学科———分子生态学。     

苦瓜果实发育过程中的主要营养成分变化及种子生活力演进

为明确苦瓜的果实和种子的适宜采收时期,采用"翠中翠"苦瓜为研究对象,对苦瓜果实发育过程中的可溶性蛋白、总可溶性糖、维生素C的含量及种子生活力的变化进行动态监测。结果显示:(1)花后第14天至第26天,随着果实的迅速膨大,可溶性蛋白、总可溶性糖及维生素C含量也迅速增长;(2)种子干物质迅速积累,含水量迅速下降,种子生活力迅速提高,至花后第22天至第26天,种子生活力基本稳定。     

盐度胁迫对鲻鱼幼鱼鳃丝Na+/K+-ATP酶活力 和体含水量的影响

研究了环境盐度急性胁迫对鲻鱼幼鱼(Mugil cephalus)鳃丝Na+/K+-ATPase(NKA)活性及体内含水量的影响.结果表明,将幼鱼从S33(盐度33)的对照组中直接转移至S0(盐度0)、S10(盐度10)、S20(盐度20)、S33和S40(盐度40)的水体中,随盐度降低各盐度处理的死亡率迅速升高.各处理...     

柠条人工幼林细根生长和死亡的季节变化

以晋西北黄土区5年生柠条(Caragana korshinskiiKom.)人工林为研究对象,应用微根管技术对林地100cm土层范围的柠条细根动态进行了观测。以细根根长密度(RLD,mm.cm-3)、生长速率(RLDgr,mm.cm-.3d-1)、死亡速率(RLDdr,mm.cm-.3d-1)和生死之比(Rgd)为基本参数,对生长季(2007年4-9月)柠条细根的生长和死亡特点及其与环境因子(如气温、降雨量、土壤温度、土壤水分等)的关系做了探讨。结果表明:(1)在生长季,柠条细根的平均RLDgr和RLDdr分别为0.1264mm.cm-.3d-1和0.0354mm.cm-.3d-1;(2)下层(50-100cm)细根的RLDgr大于上层(0-50cm);但是下层细根的RLDdr小于上层;(3)柠条细根RLDgr的季节变化趋势为4-7月份迅速增大,8月份达峰值,之后迅速减小;细根RLDdr的季节变化趋势则为4-7月初缓慢增大,之后迅速增大,在生长季末(9月下旬)达到最大;(4)柠条细根Rgd在生长季呈逐渐减小趋势,但是仅季末Rgd1,说明在生长季柠条的细根动态是一个以生长占优势的生死交织过程;(5)RLDgr与气温存在极显著正相关(P0.01),与土壤温度存在显著正相关(P0.05);但是RLDdr与各个环境因子的相关性均不显著(P0.05)。     

芦苇与入侵植物互花米草的光合特性比较

以上海崇明东滩湿地外来入侵植物互花米草与本地种芦苇为研究对象,对它们的光合特性进行了比较研究,结果表明:(1)与芦苇相比,互花米草具有更高的表观量子效率(AQY)、CO2羟化效率(CE)和最大净光合速率(pmax);(2)生长季节初期,互花米草午间时段的光合、气孔导度和蒸腾速率均高于芦苇,各指标与光、温的变化基本一致;(3)互花米草的净光合速率曲线呈“单峰”型,测定指标在强光合辐射、高温条件下迅速上升,芦苇则表现出明显的“午休”现象;(4)在生长季节初期(5月份)和活跃期(9月份),互花米草的净光合速率显著高于芦苇,而在生长季节后期(11月份)则低于芦苇。该项研究有利于解释互花米草生长迅速,生产力高,竞争性强的生理生态学特性。     

植物多肽信号分子的特点和功能

近几年研究表明,植物体内存在类似动物和酵母的多肽信号分子,调控植物生长发育以及对环境的响应.介绍了植物中的系统素、迅速碱化因子(RALF)、早期结瘤蛋白40(ENOD40)、植物磺化激动素(PSK)、S位点富含半胱胺酸蛋白(SCR)、CLV3以及相应受体的特点和功能研究进展,并且对多肽信号在植物中的作用及其应用前景进行了探讨.     

水杨酸对水稻防卫反应酶系的系统诱导（简报）

经 10 .0 μg·ml-1水杨酸 (SA)喷雾处理后稻苗叶片中苯丙氨酸解氨酶 (PAL)、过氧化物酶 (PO)和多酚氧化酶 (PPO)活性都迅速增强 ,处理后 12～ 2 4h达到高峰。未经SA处理的叶片中PAL、PO和PPO酶活性则在处理后 4 8h达到高峰 ,且活性增加明显低于SA处理的叶片。处理和未处理叶片中木质素含量都迅速增加。这些生理指标的时序变化与SA诱导稻苗抗白叶枯病的表现基本吻合。     

薇甘菊和飞机草抗氧化物和膜脂过氧化物对光照和土壤水分的响应

田间温室控制条件下研究入侵杂草薇甘菊(Mikania micrantha)和飞机草(Chromolaena odoratum)在不同光照(高、中、低光照)和土壤水分(高、中、低水分含量)交互作用下, 叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性, 脯氨酸(Pro)、谷胱甘肽(GSH)以及膜脂过氧化物丙二醛(MDA)含量的变化, 探讨两种杂草对不同光照和土壤水分交互作用的生理适应性。结果表明: 高光下低水处理的两种杂草MDA含量均显著高于全水处理, 表现出明显的胁迫。此胁迫条件下薇甘菊通过迅速提高SOD和CAT活性, 提高Pro和GSH含量来清除活性氧, 维持代谢平衡, 但不能在干旱条件下维持较长时间; 飞机草的SOD活性、Pro和GSH含量也迅速提高, 在高光缺水的适应性响应中起了重要作用, CAT则未能发挥保护作用。相对于其他光照, 低光显著降低了薇甘菊的SOD、CAT活性和MDA含量, 而对飞机草上述指标的影响较小, 说明低光降低了两种杂草尤其是薇甘菊的抗氧化物代谢水平。     

复合菌系GF-20低温降解玉米秸秆过程中群落演替与理化特性

【背景】秸秆的生物降解具有高效率和环保等特点而备受关注。【目的】明确复合菌系GF-20秸秆降解过程中发挥重要作用的功能微生物类群及其与降解特性的关系。【方法】将复合菌系GF-20在10°C条件下恒温培养,定期取样测定其生长特性及秸秆分解特性,利用MiSeq高通量测序技术,分析不同降解时期复合菌系的群落结构变化规律。【结果】复合菌系GF-20在接种后1 d内进入对数生长期,pH值迅速下降至6.98,总糖含量迅速降低至0.22 mg/mL;3 d后体系可溶性化学需氧量降低至4.77 g/L,氧化还原电位迅速降低至-303 m V,并高效分泌纤维素酶;培养15 d时玉米秸秆降解率为31.97%,木质素、纤维素和半纤维素降解率分别为32.30%、44.85%和43.84%。在玉米秸秆降解过程中,降解初期(2、5 d)的优势菌属为Cellvibrio (29.55%)、Chryseobacterium (7.35%)、Hydrogenophaga(3.86%)和Pseudomonas(3.42%);降解中期(7、10d)的优势菌属为Azospirillum(9.92%)、Rhizobium (6.99%)、Nubsella (5.06%)和Stenotrophomonas (3.37%);降解后期(12、15 d)的优势菌属为Taibaiella (13.82%)、Pleomorphomonas (13.69%)、Flavobacterium (14.89%)、Cellulomonas(7.18%)、Devosia(7.36%)、Pedobacter(4.32%)和Sphingomonas(2.23%)。【结论】明确了复合菌系GF-20在不同降解时期微生物群落结构演替规律以及秸秆降解特性动态变化,为复合菌系的合理化利用提供理论依据。