徐菁澤

摘要：在進(jìn)化的過程中，生物種類由少變多，結(jié)構(gòu)功能由簡單到復(fù)雜。本文結(jié)合筆者平時所學(xué)，闡述了遺傳平衡條件及影響生物進(jìn)化的幾個因素，最后分析了生物進(jìn)化后對環(huán)境的反作用，提出了自己的一點(diǎn)粗淺認(rèn)識。

關(guān)鍵詞：變化 基因 自然環(huán)境 生物進(jìn)化

原始地球是沒有生命的，最初，在閃電的作用下，無機(jī)物質(zhì)形成了氨基酸，經(jīng)過漫長的化學(xué)反應(yīng)，氨基酸逐漸形成了肽鏈的高分子物質(zhì)，后來演化成單細(xì)胞生物，再逐漸進(jìn)化成多細(xì)胞生物。整個生物的進(jìn)化過程是從單細(xì)胞到多細(xì)胞，從低級到高級的過程，是細(xì)胞內(nèi)部分工的結(jié)果，是自然選擇和生物對環(huán)境適應(yīng)的過程。

一、遺傳平衡條件與進(jìn)化

早在1908年，溫伯格提出了著名的“遺傳平衡定律”，如果滿足了五個遺傳平衡條件，種群的基因頻率就不會發(fā)生改變，可以實(shí)現(xiàn)一代代的穩(wěn)定遺傳。下面舉例說明：在一個樺尺蠖的種群中，有黑體和白體兩種體色，黑體基因型用AA表示，白體基因型用aa表示，假設(shè)它們的數(shù)量各占一半，即AA個體占50%，aa占50%，它們有性生殖的結(jié)果如下：

從表格可看出：A和a的基因頻率都一直是50%，如果滿足遺傳平衡條件，A和a的基因頻率就不會發(fā)生變化，預(yù)示著生物將不會發(fā)生進(jìn)化，但是這五個遺傳平衡條件很難同時都滿足，只要有一個條件發(fā)生變化，則基因頻率就會發(fā)生改變，那么生物將發(fā)生進(jìn)化。

二、生物進(jìn)化的影響因素

（一）基因突變

基因突變的實(shí)質(zhì)是基因在一定條件下從原來的存在形式突然改變?yōu)榱硪环N新的存在形式?，F(xiàn)代生物進(jìn)化理論提出，生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率的改變，基因突變在個體中發(fā)生的概率非常小，但從種群看則發(fā)生概率比較大。

1859年，英國生物學(xué)家達(dá)爾文在《物種起源》中提出了生物進(jìn)化的自然選擇學(xué)說。該學(xué)說的要點(diǎn)是群體中的個體具有性狀差異，對其所處的環(huán)境具有不同的適應(yīng)性，具有有利性狀的個體得以生存繁衍，具有不利基因的個體會逐漸被淘汰，這里的有利基因和不利基因本質(zhì)上就是有利的突變和不利的突變。比如，沒有翅膀的昆蟲在陸地很難覓食，而到了海邊它們卻能很好地避免被風(fēng)吹進(jìn)海里。如果基因復(fù)制一直保持準(zhǔn)確無誤，地球上的生命可能早就滅亡了，因?yàn)樗鼈儫o法適應(yīng)地球在過去很多年中所發(fā)生的氣候劇變。基因突變是不定向、隨機(jī)的，有益的基因突變是生物進(jìn)化的主要因素。

（二）自然環(huán)境

生物生存在一定的環(huán)境中，時時刻刻都在受到環(huán)境的制約和影響。生物對每一種環(huán)境因子都有耐受范圍，一旦超過耐受范圍，其生存就會受到影響。最近發(fā)育生物學(xué)研究表明：生物有一種提早產(chǎn)生新性狀的能力，這有利于生物體的變異。他們假設(shè)，生物體能夠意識到之前的環(huán)境是如何變化的，然后利用這些信息形成它們將來的進(jìn)化優(yōu)勢，如，隨著種子的大小和硬度方面的改變，鳥類可能就會形成一種能夠適應(yīng)這種改變的鳥嘴。由此可見，長期生活在某一地區(qū)的生物，它們的遺傳結(jié)構(gòu)和特性受到這個地區(qū)生態(tài)因子的影響，并能產(chǎn)生很好的適應(yīng)性。但當(dāng)環(huán)境條件改變或遷居到一個新地方時，它們的遺傳結(jié)構(gòu)和特性就會受到新的環(huán)境因子的影響，如果能忍受環(huán)境條件的變化，生物就會產(chǎn)生定向的進(jìn)化。

（三）生態(tài)破壞

伴隨著人類工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重。人們發(fā)現(xiàn)，生物對污染的適應(yīng)機(jī)制及進(jìn)化格局與自然脅迫條件下的情形并不相同，環(huán)境污染并非一種一般意義上的環(huán)境脅迫，而是一種生態(tài)破壞。當(dāng)今世界物種滅絕在很大程度上與全球擴(kuò)散的環(huán)境污染有密切聯(lián)系，污染的環(huán)境使得生物多樣性、遺傳多樣性逐漸喪失。例如，我國昆明滇池從20世紀(jì)50年代到90年代，由于水體污染導(dǎo)致富營養(yǎng)化，高等水生植物種類喪失了76%，魚的種類喪失了65%。Fowler等發(fā)現(xiàn)，加拿大的云紅杉對大氣污染的適應(yīng)性提高，但喪失了部分的遺傳變異性，同時對霜害的抵抗力大大降低。

在環(huán)境污染條件下，生物進(jìn)化的選擇因素不是自然環(huán)境而是污染物，污染物的循環(huán)具有全球性，會降低所有生物進(jìn)化的潛能，危及所有生物的生存與安全。

三、生物進(jìn)化對環(huán)境的反作用

由原生生物、細(xì)菌、真菌、植物、動物構(gòu)成的全體生物確保了生物地球化學(xué)循環(huán)的進(jìn)行，有機(jī)物與無機(jī)物之間發(fā)生交流與轉(zhuǎn)化，此為生物與環(huán)境的溝通。因此環(huán)境作用于生物進(jìn)化的同時生物進(jìn)化也對環(huán)境有著極強(qiáng)的反作用。

大約27億年前出現(xiàn)的原始藻類如藍(lán)綠藻、燧石藻等，它們含有葉綠素，能夠進(jìn)行光合作用，釋放出來的氧氣改變了大氣的成分，大氣中游離氧的出現(xiàn)和不斷增加，使生物從厭氧生活發(fā)展到有氧生活，代謝機(jī)制也隨之發(fā)生了根本改變并促進(jìn)了生物的進(jìn)化。由此，自然界發(fā)展出完整的水循環(huán)、碳循環(huán)、大氣循環(huán)，保證了生物生存的穩(wěn)定環(huán)境。

總之，生物的性狀主要由基因決定，但后天環(huán)境也很重要，有時可以導(dǎo)致基因突變，從而改變性狀，使生物適者生存，不適者被淘汰，環(huán)境決定著生物進(jìn)化的方向和速度。遺傳物質(zhì)的變異是進(jìn)化的內(nèi)因，環(huán)境對遺傳物質(zhì)的變異起到誘發(fā)與篩選的作用，進(jìn)化后的生物對環(huán)境又會產(chǎn)生反作用。

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（作者單位：山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二）