進化的機制是什麼?

2020-12-04 小象科普

進化論是我們每個人在學校都學習過的理論。那麼進化到底是什麼呢?進化就是地球上生命的發展。

這是一個數十億年前開始的過程,而且現在仍在繼續。進化論告訴我們地球上這些數量龐大而多樣的生命是如何發展起來的。

它顯示出原生動物是怎樣成為今日我們所見到的不同物種。這樣看來,進化可以回答我們每次看到臘腸犬和大丹犬在一起時提出的問題:相同的組向怎會生出如此不同的後代呢?

為了簡單,我們只在動物的範疇內考慮這個問題。要回答這個問題,我們首先要解決的另一個問題是:一隻動物如何演變成一類全新的物種?物種到底是什麼?一個物種是一群可以互相繁衍後代的動物,而這些後代也可以自己繁衍自己的後代。

具體來說,主要分為下面兩點:1、生物的獨特性,又大量繁殖後代和遺傳基因所保證;2、物競天擇的因素。

我們先來看生物的獨特性。每一隻存在的生物都是獨特的,並且這種獨特性是進化所必要的。同一物種的生物個體之間十分相似,然而,它們也會有一些不同的性狀和特徵。有些個體可能相比於同物種的其他個體體型更大、更胖、更加強壯或者更加勇敢。那麼,這些差別為什麼會出現呢?我們來仔細查看一下它。

每種生物都是由細胞組成的,這些細胞大都有一個細胞核。細胞核含有染色體,它們之中有DNA。DNA包含不同的基因,而這些基因就是生命信息的承載體。它們包含對細胞的指示、命令,並決定這個生物的形狀和特徵。這個DNA就是每個個體所獨有的,每個個體之間的DNA都有點不同,這就是造成它們之間不同特徵的原因。物種的存在依賴於繁衍,而繁衍的代數越多,相同物種之中個體與個體的細小差別就約多。這就是大自然想要的結果:小差別越多越好。

造成生物多樣性的第二個原因是基因的重新組合和突變。重新組合就是兩個生物DNA的隨機混合。當兩個生物交配時,會有兩次基因的重組。第一次是它們各自創造自己的配子,即精子和卵子時;第二次是在受精的時候。雌雄雙方各提供50%的包含它們各自特性的DNA,然後重組或者混合,結果就是新的後代。

這個後代擁有雙親各自特徵的隨機混合的特徵,因此增加了生物的多樣性。

DNA的突變也是進化的重要一環。所謂基因突變就是DNA在複製過程中發生了誤差,這可能由毒素或者化學物質、輻射等外部條件導致。這些突變通常都是負面的,並可能導致如癌症等疾病。但是,也有可能會出現中性或正面的效果。人類的藍色眼睛就是一個隨機突變的例子。這些突變要想影響下一代,必須要影響到精子或者卵子才行,這也是我們在拍X光片時需要保護性器官的原因。

總結來說,由於DNA的重組和突變,每個後代都會跟它的兄弟姐妹有所不同,並且造成這些不同的因素是隨機的。但是如果進化是完全隨機的,那生物的特點怎麼會跟相應的自然環境如此匹配呢?答案就是進化的第二個因素:自然選擇。

每個個體都要經歷自然選擇的過程。前面說到,相同物種之間的不同個體之間都有著各自的特點。這些各自的特點,在外部自然環境的影響下,如捕食者、寄生蟲、氣候環境等,有的有利於個體的存活,有的會被自然淘汰。這樣,每一代適應環境可以活下來的個體,都會把他們適應環境的基因遺傳給下一代,同時還會有新的隨機組合、突變出現,這就導致了生物的多樣性。

這就是新物種進化的過程:通過獨特個體之間的繁殖以及基因的重組與突變,結合自然選擇過程,逐漸演化成了我們今天地球上生物的現狀。

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