协同进化（一）——相互作用与进化理论

协同进化（一）──相互作用与进化理论张树义（中国科学院动物研究所北京１０００８０）地球上所有的物种都是在过去的３５亿年间产生、繁衍和进化的,其中一些物种之间在进化过程中相互作用。也正是这些相互作用使我们今天看到的自然界不仅是一个个彼此独立的物种,而且...     

动物眼睛的起源与进化研究进展

动物眼睛的起源与进化过程是人类在探索自然奥秘过程中遇到的一个非常有趣且引人注目的研究热点,目前这方面的研究已取得了丰硕的成果。从眼睛出现的过程、眼睛进化所需的时间、眼睛的单起源论、眼睛的类型与进化、光感受器与眼睛进化的关系、光感受器和视蛋白的类型与进化这6个方面简要概述了动物眼睛起源与进化的主要研究进展。     

进化观点与有机结构进化的根本问题——谨以此文悼念中国自然辩证法研究会前秘书长查汝强先生

1.生物体内的一切有机结构及其所进行的生命活动过程全都是进化的产物。生命在本质上就是跟进化密不可分的。因此,进化的观点在一切生物学领域都是普遍有效的,包括细胞生物学和分子生物学。从进化的观点进行考察,是进一步发展细胞生物学以至分子生物学的一条新的必然的道路,即进化细胞生物学的道路。 2.本文结合有机结构的层次性分析了有机结构的结构体制、其所进行的生命活动的活动机理与它们所承担的机能任务三者之间的内在联系。 3.有机结构与其生命活动过程的进化的动力源泉,在于它们与其所承担的机能任务之间的矛盾。没有这种根本性的矛盾,也就不会有任何结构体制或活动机理的进化。进化中起决定性作用的并不是突变,而是决定着自然选择的方向、亦即进化方向的上述矛盾。这种矛盾的具体状态还会极大地影响各种非中性突变有利或有害的程度。外界环境的改变也是通过激化上述的矛盾,才能对进化起作用、各种有利于缓解已经激化了的矛盾的突变,将会以异常之高的机率在自然选择中得到保存。 4.进化方向的转换起因于有机结构或具体的生命活动过程担负起了新的机能任务,或原先的次要机能转化成了主要机能。有机结构与新的机能或新的主要机能之间的矛盾决定了新的进化方向。 5.进化历史中一种有机结构为同功     

胁迫环境中的进化拯救

生物种群面临致死环境胁迫时能够通过适应性进化摆脱灭绝的命运,这一过程称为进化拯救.进化拯救发生过程中,种群的基因型和表型性状的分布以及生态适合度会发生迅速且显著的改变.进化拯救的发生概率既取决于种群的特征,也受胁迫环境属性的影响;进化拯救发生的机会将随着遗传变异供应的增加和环境选择强度的降低而增加.本文梳理了影响进化拯救概率的主要生物和非生物因素.本文也介绍了有关群落水平进化拯救和自然界中进化拯救的研究进展;讨论了群落水平进化拯救不一定与单物种种群进化拯救具有相同规律的可能原因,强调了实验室研究中所发现的进化拯救也可能与自然界中的进化拯救不同.本文最后展望了进化拯救领域未来的发展方向.     

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     

植物细胞核型的进化

生命从诞生开始,在经历了复杂的进化历程之后,才形成了现在丰富多彩的生物世界。在这一进化过程中,作为遗传物质的载体──染色体也发生了相应的进化。并且,核型的进化反映了生物的进化过程及各物种的亲缘关系。因此,对植物的核型进行分析将有助于对植物系统进化的认识。 在生物的进化过程中,物种形成是非常关键的一步。现代达尔文主义认为：生物进化的方式有两种,一是渐进式物种形成,即原来的种经过突变与选择,逐渐积累变异,首先形成地理族和生态族,然后分化成独立的新种。而还有少数学者认为种间进化不同于种内进化,新种形成…     

进化生态学的产生与发展

进化论、遗传学与生态学是在不同时期发展起来的独立学科,然而,随着科学的发展,们越来越认识到它们之间存在着密切的关系。Petrusewicz(1959)(见Shvarts,1977)曾写过《达尔文进化论是一种生态理论》一书,强调进化在本质上是一生态过程。Hutchinson(1965)写了一部题名为《生态学舞台和进化节目》一书,认为生态的布景可以作为进化过程的舞台。但是,最早提出进化生态学这一概念的则是Orians(1962)。进化生态学从产生到现在虽然只有20多年的历史,但已成为生态学研究的重要领域。下面从几个方面谈谈进化生态学的产生与发展。     

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.     

水生被子植物的繁育系统与进化

对植物繁育系统的多样化及其作用模式和机制的研究,是理解植物各类群进化的一个重要基础。这一观点,已被从事植物进化生物学研究的国内外学者普遍接受。本世纪三十年代基因流概念的引人,促使人们在进化研究中,对植物繁育系统的重要性进行了重新评价。在过去的半个多世纪,植物进化生物学也因之而面貌一新,并得到了飞速的发展。时至今日,对植物进化过程中与繁育系统密切相关的一些重要机制,已有了较为深刻的认识（如有性过程中的遗传重组与植物的变异、进而与居群进化之间的关系等）。遗憾的是,这些认识几乎都是建立在对陆生植物研究…     

种子植物在进化中的适应对策

从种子植物器官特征,比较分析了裸子植物与被子植物在茎、叶、花和种子进化程度的不同,显示出它们对环境适应性的不同,旨在进一步充分、全面的了解种子植物一些进化特征以及种子植物进化过程中策略的选择。     

生态位构建对具有资源竞争物种的进化分布动态的影响

生态位构建是有机体通过自身活动、代谢等行为调节或影响其环境或其他生物有机体的过程,进而导致有机体在自然选择过程中产生不同的进化轨迹。已有研究结论是基于双位点种群遗传模型、基于个体模型以及及元胞自动机模拟模型得出的。目前分析物种进化入侵的常用方法之一是进化分布动态模型。通过引入该方法,着重研究了依特征调节的生态位构建作用对具有种内资源竞争的物种进化动态的影响。结果表明:依特征调节的生态位构建确实能够引起物种进化轨迹的明显改变。若生态位构建中心位于特征值较小的特征时,将减少进化分支,且相较于不存在生态位构建的情况而言,种群密度提高;与此相反,生态位构建中心为特征值较大的特征时,生态位构建维持进化多样性,尽管其破坏了原有进化的对称分布。这意味着生态位构建通过与环境长期的正反馈作用,使具有较强依赖的种群特征出现明显差异,分支数虽有减少,但显著提升了优势特征的种群密度,且物种进化分支数随着构建强度的增加而减少。强烈的种内竞争和较弱的生态位构建作用将有利于维持种群的进化多样性。     

植菌昆虫与其共生真菌协同进化分子机制

昆虫菌业（fungiculture）是一种类似于人类种植业的昆虫种植体系,包括种植、耕作、收获和营养依赖4个过程,可分为高级的社会性昆虫如切叶蚂蚁、白蚁等和低级的非社会性昆虫如食菌小蠹虫、卷叶象甲、蜥蜴甲虫、树蜂等,它们均能种植并取食真菌。近年来随着组学及微生物组技术的发展,植菌昆虫与其共生真菌协同进化的分子机制研究方面取得了重要进展。系统发育分析阐明了植菌昆虫的起源与进化历程,并显示出与共生真菌系统发育的一致性;共生真菌细胞核数量也从双核增加到最多17个核,而染色体倍型也从单倍体增加为二倍体甚至多倍体;组学分析则揭示了植菌昆虫与其共生真菌在精氨酸、碳水化合物、木质素及几丁质合成或降解等方面显示出了高度的协同进化。本文系统综述了植菌昆虫及其共生真菌的系统进化、核进化及基因组进化进展,并探讨这种协同进化机制的生物学意义。     

禾本科植物幼苗与进化关系的研究

本文以禾本科植物幼苗基本特征和基本类型为基础对禾本科植物各类群的进化关系进行了探讨。原始禾本科植物幼苗第一叶宽短．中胚轴仲长,不具中胚轴根,不具质片及胚根鞘节根,县少数或不具胚芽鞘节根。现代禾本科植物各亚科不同的幼苗类型是在原始幼苗的基础上直接或间接进化来的。各亚科及内部各种幼苗类型的进化顺序及地域分布反映了各类禾本科植物从其原发地向各自分布地扩散、迁移和进化适应的过程。     

真核生物DNA的进化

真核生物ＤＮＡ的进化刘振山（河北省张家口市教委科学研究室０７５０３１）生物在进化过程中的演变都是由ＤＮＡ的自发改变开始的,当生物从简单形式进化到较复杂的形式后,基因组无论是在遗传物质ＤＮＡ的含量上,还是在基因的数目上都有所扩大,遗传物质的这种量和质的...     

动物组织蛋白酶L-like基因家族的进化分析

目的:组织蛋白酶L-like家族是在溶酶体中发现的一类非常重要的半胱氨酸组织蛋白酶。其主要功能为催化各种蛋白质的水解,并通过水解蛋白质参与到许多的生理调节过程当中。根据序列比对分析和传统的功能分类,在动物中,组织蛋白酶L-like家族成员包括组织蛋白酶L、V、S、K、H和F。但是这些家族成员之间的进化关系仍然没有详细研究分析清楚。本课题主要研究组织蛋白酶L-like家族成员之间的进化关系。方法:本研究通过搜集整理22个物种的177条组织蛋白酶L-like家族蛋白的序列,并构建系统发育进化树来分析组织蛋白酶L-like家族各成员之间的进化关系。结果:序列数据结果显示,串联重复在组织蛋白酶L-like家族的进化过程中发生。斑马鱼的组织蛋白酶L,爪蟾的组织蛋白酶S和K,大鼠和小鼠的组织蛋白酶L都发生过明显的串联重复事件。进化树结果显示了组织蛋白酶H、S和K、L和V之间的进化关系,组织蛋白酶S和K在脊椎动物出现的进化过程中,从组织蛋白酶L中分化出来,与他们在脊椎动物体内的特异性功能,以及脊椎动物在进化过程中分化产生的特异性功能相对应。结论:在物种进化的过程中,组织蛋白酶L-like家族成员F、H、S和K、L和V按时间顺序分化,这表明组织蛋白酶L-like基因家族结构和功能的分化与新的物种和新的功能出现密切相关。     

浅谈“进化生态学”（二）

（续１９９８年第３３卷第３期第５页）５比较研究途径比较研究方法是最重要的进化生态学研究方法。利用这种方法，人们成功地揭示了一些动物行为如丝泡蝇新婚礼物的进化过程。阿尔卑斯山区冷杉林中生活着一种Ｅｍｐｉ－ｄｉｄ科的丝泡蝇Ｈｉｌａｒａｓａｒｔｏｒ。这种蝇...     

微生物进化工程育种技术进展与展望

进化工程是一项全基因组水平的新兴技术,它通过模拟自然进化中的变异和选择过程,实现对微生物菌株优良性状的选育。近年来,进化工程在扩大底物利用范围,提高代谢物产量及提高微生物的耐受性等方面取得了显著进展。介绍了进化工程的概念、特点及发展过程,叙述了进化工程的原理和研究方法,重点总结了进化工程方法在菌株改进方面的研究进展,最后对该技术的发展趋势和潜在应用进行了展望。     

自组织作用在生物进化中的模拟研究

生物的进化可以看作是在基因随机突变的驱动下,通过自组织作用而形成高级有序结构的过程。生物进货研究只能看到进货的结果,而不能对进货的过程进行定量分析和检验。采用进化计算的算法框架对进化现象进行,模拟随机初始条件及环境突变条件下种群的分化和物种形成过程,研究地域分布对物种分化和形成的影响,以及过渡物种的分布特点,并对有限地域条件下地域面积和物种数量的关系进行了模拟研究。     

植物的传粉媒介

在长期的进化过程中，种子植物的传粉形成了多种媒介，具有高度的适应性，其中昆虫和风是两种最主要的传播媒介。昆虫与被子植物相互依存、相互促进，共同进化。     

细菌比较基因组学和进化基因组学

通过比较不同细菌基因组间差异性与相似性,进而深入研究其分子机理,最终与其表型特征联系起来,是为比较基因组学;不同细菌经过长期进化,其基因组在结构与功能上存在着明显的分化,并构成表型进化的遗传基础,大量细菌全基因组测序的完成,细菌进化基因组学应运而生;以比较基因组学为研究手段,细菌进化基因组学可从基因组水平深入认识物种分化、生境适应、毒力进化、耐药性产生蔓延等表型进化过程。