从拉马克到中立学说

达尔文的自然选择学说和孟德尔遗传学相结合而产生了群体遗传学。本文以群体遗传学的历史为中心,叙述了从拉马克的用进废退学说到中立学说的进化机制理论的发展过程。另外,对于通过最近的分子进化的研究而建立起来的中立学说的发展也进行了解说。由于本文比较长,编者作了删节。     

“中立于淘汰”的含义——答香田先生的质疑

香田先生的论点似乎有二:其一曰“中立”一词费解;其二曰“中立于淘汰”意味着“与淘汰无关”,而对于香田先生来说,不可能有“与淘汰无关”的事情,所以“中立于淘汰”这个提法本身欠妥。这种批评看来源出于对自然淘汰的错误解释。首先,如果忠实地按照词义来讲,“中立”(neutr—1)一词表示“不参与任何一方”。因此,在突变与自然淘汰的语境中使用该词时,其含义就是“对自然淘汰既无利也无害(中立的)”(木村资生:《分子进化中立说》)。此时,正如香田先生所说,有利、有害或中立云云,都是与既有的对立基因相比较而言的;但是这一点,犹如普     

生物进化的争论

1.对达尔文进化论的反驳自从达尔文的《物种起源》问世以来,有关生物进化的争论一直是持续不断。生物遵循自然法规进化这一观点,曾直接影响了人类的价值观,乃至宗教观,因而反对达尔文的进化论,人们在感情上当然无法接受,但也不能把和达尔文进化论相悖的理论完全看成是反科学的而予以摒弃。在20世纪30年代,群体遗传学建立之前,达尔文的自然选择说一直被认为处于劣势。特别是主张“获得性遗传”和“依靠生物内在创造力量进化”的拉马克     

生物进化信息论概述

生物进化信息论从信息论和生物热力学基础上开拓出来以后,迅速发展成一门覆盖面广、突破性强的新兴学科。首先,它已合理地解释了个体发育与形态发生、类群进化与系统发育以及生态历史与其进化等等问题,并突出了它们的共同规律;第二,集合了广泛领域里的研究资料和人员,有从事分子生物学、发育生物学、群体遗传学、生态遗传学、进化分类学、占     

函数的凸凹性及其在群体遗传学中的应用

王身立先生是本刊的老作者了,本刊曾发表过他在谈家桢教授指导下对诺贝尔生理-医学奖获奖者的的预测,结果三发三中,足见功力非凡。这次发表的《函数的凸凹性及其在群体遗传学中的应用》,是他将数学应用于群体遗传学而获得的初步研究成果,从另一方面反映了王先生研究范围之广泛,学术功底之深厚。     

第二种进化理论的创立者——木村资生

木村资生是本世纪生物学界较有影响的人物之一。他创立的分子进化的中性学说,不仅引起了生物学家的关注,也引起了哲学家的极大兴趣。《第二种进化理论的创立者——木村资生》一文,可使我国学术界对木村资生其人有所了解。     

分子减速进化的普遍性研究

分子水平“中性突变”的发现与“中性学说”的提出丰富了人们对生物进化尤其是分子进化的认识,同时对达尔文主义提出了严峻挑战.中性论者认为:分子水平的绝大部分突变对生物体既非“有利”,亦非“有害”,而是中性.它们主要是通过在群体中的遗传漂变被随机固定或消除,因而具有恒定的,与生物世代长短无关的突变速率.60年代中期Zuckerkandl等提出的“分子进化钟”假设(即分子进化速率在整个物种演化中恒定)是中性理论的主要支柱.但此假设自问世以来就一直存有争议,只是由于双方均采用相对分子进化速率(为两物种分子进化速率均值),双方的证据均不能让对方信服.为解决此论争,我们建立了绝对分子进化速率(指单一物种分子进化速率)计算方程,揭示多系-集落刺激因子(multi-CSF)与GM(粒单系)-CSF在哺乳动物进化中不遵守“分子进化钟”,其进化速率随物种进化程度提高而降低,即呈现“减速进化(slow-down evolution)”.为判断此现象的普遍性,本文系统分析了4种不同蛋白质从单细胞原核生物到单细胞真核生物、植物、节肢动物,直至灵长类中人的绝对分子进化速率的变化情况,证明“减速进化”在不同蛋白质/酶中,在不同物种进化中均普遍存在,因而推测为一种普遍的规律.此外,本文还尝试了用此规律来分析、估计相近物种(     

关于进化机制的一场大论战

传统上,进化机制的探索是群体遗传学的核心课题。30年代后,群体遗传学的两个组成部分——理论群体遗传学(又称为数理遗传学)和实验群体遗传学均有了长足的进步且融为一炉,这就是所谓的综合进化学说又名新达尔文     

非同步生长群体中的基因扩散模型及其杂合度

以随机理论为基础的群体遗传学扩散模型,对群体遗传结构的描述和分子进化机制的阐明起了重大的作用。目前用于检验进化上各种学说的一系列理论公式,大都是以木村的基本扩散模型为依据的。因此,对扩散模型的基本出发点作进一步的探讨是有意义的。 木村的扩散模型是Markov链模型的一种近似。因为Markov链所描述的基因频率的随机变化仅适用于同步生长的群体,因此对于非同步生长的群体,其扩散方程的建立,应用生     

生物学家们在探索分子进化史

极不寻常的分子进化国际会议,于1992年6月11～14日在宾夕法尼亚州立大学召开。有300名分子生物学家、群体遗传学家和进化生物学家出席。代表们虽对各自学科的命名不同,但都是利用了分子生物学的手段,追寻进化的蛛丝马迹,不管他们在试图解释如RNA和DNA这类分子的进化,还是在力争重建人类和其他生物的家谱。会上尽管充满了对有关发现,乃至有关方法的激烈争论,但在三天半的时间里,论及了30多亿年的进化史。遗漏的问题,将在下次会上提出。     

跳跃基因的功与过

一种名叫“转座子”的小分子DNA（也叫跳跃基因）,可在基因组之间来回跳跃,造成破裂的基因。这些“不速之客”,有时也起到有益的作用。加利福尼亚的群体遗传学家D.Petrov和其同事,发现了一种在果蝇进化过程中有助于对一定杀虫剂产生抗性的转座子。2005年7月29日的《科学》上,刊登了他们的研究报告。德国的一位遗传学家D．Heckel认为：“该报告是群体遗传学家们的一大杰作”。进化遗传学家T．Schlenke说：“转座子在进化中的作用,远超出人们的预料。”     

科学的美味之旅——生物物理学家谈美食中的科学

<正>一道由藜麦、虾仁、芝麻、葡萄柚果冻和香草组成的佳肴克里斯托弗·拉夫尔(Christophe Lavelle)是法国国家科学研究中心(CNRS)的生物物理学家,主要从事基因组在细胞核内的行为研究,但同时他又喜爱美食,用烹饪的方法教授生物物理学和分子美食学。他的学生是对科学有着广泛兴趣的在校学生和专业厨师。《科学家》杂志不久前与拉夫尔取得了联系,他解答了如何用烹饪的方法教授生物物理学的。Q:您当初怎么会对生物物理学、表观遗传学和食品科学感兴趣的?     

分子进化的中立学说

基于分子遗传学的成就提倡的中立学说在发表后的十多年中,对中立学说越发有利的观察事实正在增多。本文个别地方作了删节。     

分子进化的速率问题

生物在其漫长的进化过程中,不仅从低级向高级进化,而且伴随着分子进化。生物界虽然千姿百态,但其基本构成都是蛋白质和核酸。经过研究,发现亲缘关系越近的生物,氨基酸差异数越小,反之则越大。这种蛋白质分子差异为揭示生物进化提供了有力的佐证。《分子进化的速率问题》一文或许对此感兴趣的读者有所裨益。     

爱德华·O·威尔逊:从利他主义到新启蒙

爱德华·O·威尔逊(E.O.Wilson)是哈佛大学的名誉教授。他出版了25本开创性的著作,其中包括:《社会生物学》(1975)、《论契合》(1998)、获得普利策获奖的《论人性》(1978)、《蚂蚁》(1990)以及小说《蚁丘》(2010)。他的最新作品是《社会如何征服地球》。最近,《新科学家》杂志专访了威尔逊,作为极具开创性的社会生物学家,威尔逊在接受采访时称,群体选择扮演了人类进化的主要推动力,并对我们为何需要一次新的知识革命做出了解释。以下是采访内容。     

问与答

问:自然界所有的生物都是由单个细胞进化而来的,为什么生物的外形千奇百态,每棵树、每只甲虫、每条鱼都有各自不同的模样? 这也是以前一直困惑科学家的问题。生物是怎样通过“进化”魔术般地变出新的物种?形成千奇百态生物的动力来自何方?尽管大家广泛接受了达尔文的“经典进化论”, 但上述问题已无法用达尔文的“经典进化论”来解释。     

探索生命的奥秘（七）——纪念诺贝尔生理与医学奖100年

生物遗传的“圣经”——基因理论 经典遗传学的创始人当推孟德尔。1865年,他在布鲁诺自然科学会上发表了关于豌豆杂交实验的研究成果,翌年出版了题为《植物杂交研究》的论文。他首先提出了基因的概念,创立了基因自由分离规律和自由组织规律。     

人类还在进化吗

有人说:人类已经停止进化了;有人又说,人类进化得比以往任何时候都快……孰是孰非,看看科学家们的争论吧!人类仍在进化的证据哈佛大学进化生物学家史蒂文·平克说:“人类仍在进化吗?从道德与智力水平提高的意义上来说,我想是的,但在生物意义,即基因库的改变上,就没法这样说。”     

人类进化的终极

1871年,达尔文在出版《物种起源》12年之后,又出版了《人类起源和性的选择》一书。他在书中运用自然选择的理论,解释了从动物到人的进化过程,初步揭开了人类起源之谜。但从某种意义上说,人类对自身进化前途和命运的关心,远胜于对自己身世的回眸与追问。那么50万年以后的人类会是什么形象呢?我们会变成鳞茎状的树栖人或大头大眼的恐龙人吗?英国著名古生物与古人类学家迪克森在《后人类》一书中把50万年以后的人类勾勒成“是一种浑身呈鳞茎状的、布满红色血管、栖息在树上的动物。”     

关子Eigen进化方程的注记

Eigen认为在生命起源的化学进化阶段和生物学进化阶段之间有一个生物大分子的自组织阶段。他提出一组唯象方程来描述这个过程中分子的选择和进化: