自然选择和中性说

自然选择学说是达尔文进化论的核心理论,也是现代达尔文主义的主要依据。达尔文认为：自然选择即指适者生存,不适者被淘汰的现象。自然选择是通过积累微小的有利变异而促进生物进化。本世纪三、四十年代兴起的现代达尔文主义,将群体遗传学研究成果运用于进化理论,重申了达尔文自然选择学说在生物进化中的主导地位,并用选择的新概念解释了达尔文进化理论中的许多难点。他们认为,生物在进化过程中会产生许多有害的突变,自然选择淘汰对生存有害突变,而一些对生存有利的突变则在自然选择过程中得到扩散,增加了基因频率,促进了物种分化…     

中立学说和分子进化研究——现代进化学说的前沿动向

进化综合学说曾君临天下在本世纪ZO年代以后，在现代遗传学理论基础上，群体遗传学家、实验进化遗传学家、古生物学家、系统分类学家、生态遗传学家相继携同努力，论证了突变、杂交、隔离，尤其是自然选择在生物进化过程中的重要作用，从而形成了进化的综合学说。由于这个学说格外强调自然选择的作用，故一些学者又称它为新达尔文主义。以果蝇为主要研究材料的实验进化遗传学的代表学者丁．杜布赞斯基于1937年发表了他的著名著作《遗传学与物种起源》，标志着综合学说的成熟（综合学说这个名称是英国进化论大家上赫青黎于1942年提倡的）。…     

染色体进化与生物进化关系研究的历史与现状

<正> 0 引言生物是进化的产物。进化是对遗传的适应性变异的选择。而遗传的变异又主要是由于染色体上的基因的突变和染色体结构、数目的改变。因此,染色体进化与生物进化有着极其密切的关系。染色体是基因或遗传信息的特定线性序列的连锁结构,也是生物进化的档案库。研究染色体进化与生物进化的关系,主要是研究染色体的化学成分,DNA含量,碱基组成和以染色体数目、形态、结构、大小等为特征的核型进化与物种形成和演化的关系,为揭示生物进化趋势提供染色体方面的科学资料。染色体的发现和命名,至今已100多年了,但染色体进化与生物进化关系的研究还是Suton和Boveri发现染色体行为与遗传因子行为的平行性,并于1903年提出遗传的染色体学说之后的事。如果从1911年W·R·B·Robertson发现等臂染色体可能是进化过程中由近端着丝粒染色体融合而来算起,至今才81年的历史。     

蝎α—毒素的分子进化：加速突变与功能趋异

蝎α－毒素为一类空间结构高度相似而药理学功能趋异的蛋白质家族。cDNA序列分析表明蝎α－毒素5′非翻译区和信号肽编码区序列的保守性显著高于成熟毒素编码区，3′非翻译区在药理学组内高度保守。而且，成熟毒素编码区密码子第1，2和3位核苷酸突变率相似。非翻译区内每个位点的核苷酸替代数（K）小于成熟毒素编码区内每个同义位点的核苷酸替代数（Ks)，而且成熟毒素编码区内每个非同义位的核苷酸替代数（Ka)接近或大于Ks值。上述数据表明，蝎α－毒素成熟肽编码区内的突变为加速进化方式。这一结论进化树结果的支持。此外，研究还表明稳定3D结构的15个保守性残基靠近分子内部，这可能作为蝎α－毒素结构性限制因素在进化过程中维持CSαβ结构的恒定；4个热点突变区分布于分子表面的潜在功能区，表明正性Darwin选择驱动了蝎α－毒素的加速进化。研究结果合理地解释了蝎α－毒素保守性3D结构与趋异的药理学功能之间的关系。     

基于生物进化理论的技术演进研究

技术自诞生以来,就一直处于进化发展之中,其演进历程是从低级向高级一步一步进化而成的。以生物进化理论为基础,借助其中的系统演化思想,以生物进化为背景,系统地分析了技术演进的方式。技术演进过程同生物进化的过程一样,也经历着类似的方式:渐变中有突变,突变产生于渐变中量的积累,是渐变和突变的辨证统一。     

获得性遗传的前世今生

该文简述苏联伪科学代表李森科的发迹史,由李森科分析获得性遗传的前世今生。获得性遗传最初获科学界承认,后被否定,今又临重新审视并承认,争议尚未结束。该文认为,正是由于达尔文进化论在解释生物进化上遇到困难,给获得性遗传的重生造成契机。文中所举例子均涉基因主动适应环境的定向突变。主动适应环境的基因定向突变不限于细菌,在非常时刻,也适合环境剧变下的高等动物,这可以解决达尔文进化论的解释困难。达尔文进化论要向新的高度发展,需要与获得性遗传互补。     

通过S-柠檬烯合酶突变体的动力学分析揭示萜烯合酶进化的机制

使用孔雀绿比色法分析了S-柠檬烯合酶(S-limonene synthase,S-LS)野生型和突变体的动力学特性.研究表明,萜烯合酶经过引入少数残基突变合成新型萜烯化合物仍然可以保持酶的催化活性.该特性可以解释植物中是如何进化出新的萜烯合酶,从而解释了自然界中萜烯化合物的多样性.本研究提出了萜烯合酶的进化模型.同时针对生物合成中萜烯化合物产量不高的难题,为定向改造萜烯合酶提供了解决方法.     

基因横向转移在细菌进化中的作用

生物进化研究处于生物科学体系的核心和前沿。自达尔文创立进化论以来,随机突变一直被认为是进化的动力,基因横向转移在进化中的作用和发生机制是近年来生物进化研究中的难点。在项目研究过程中创新研究方法,探索极端环境细菌重要功能和细菌表面多糖抗原的进化规律,研究基因横向转移的作用和发生机制。项目完成对认识生物进化具有重要科学意义,对微生物遗传育种、新发病原体防控等具有重要应用价值。     

在生物进化与人类进化之间

由于人类的进化已日益集中反映在文化的进化上，从而使得它与生物之间表现出不同的性质和方式。对于属人世界的生物进化来说，既存在自然选择式的客体中介，又存在社会选择式的主体中介，在当今世界所普遍存在的“生态危机”和各种“人类危机”面前，我们更需要确立和谐型的社会选择。     

最优化问题的蚁群混合差分进化算法研究

 在最优化问题求解中,针对采用混合差分进化算法中突变运算的不同选择产生结果存在较大差异,同时提高算法收敛速度与避免早熟,提出在混合差分进化法中,使用蚁群算法进行选择适当的突变运算,加速搜寻全局解,并通过中国旅行商问题的求解表明其有效性。     

人类未来的进化问题

人类过去几百万年的进化史,已经充分说明人类作为生物的一分子,同样遵循达尔文的进化理论:物竞天择、适者生存。这种适应环境的自然选择进化在未来的人类进化中还会起作用吗?达尔文的进化理论是否适用于未来的人类?本文将通过详细的分析试图回答这个问题。现在的人类已经知晓设计人类自身生命的蓝图:DNA,并必然会在未来的几百万年中充分利用基因技术服务和改造人类自身,所以适应环境的自然选择进化还会在多大程度上影响人类的进化是一个值得研究的问题。本文中分析了自然进化和人为进化的区别,以及它们各自在人类未来进化中的作用,同时给出了一种未来文明分类标准,提出了智慧文明的局域同步发展说,用这样的学说可以解释为什么人类至今还没有发现外星人。     

The evolution of inaccurate mimics

Instances of strikingly accurate Batesian mimicry (in which a palatable prey organism closely resembles an aversive model) are often cited to illustrate the power of natural selection. Less attention has been paid to those mimics, such as many hoverfly (Syrphidae) mimics of wasps or bees, that resemble their models only poorly. Attempts to provide an adaptive explanation for imperfect mimicry have suggested that what seems a crude resemblance to human observers may appear a close match to predators, or that inaccurate mimics may bear a general resemblance to several different model species. I show here, however, that truly inaccurate mimicry of a single model organism may be favoured over perfect resemblance, by kin selection. Signal detection theory predicts that predators will modify their level of discrimination adaptively in response to the relative frequencies and similarity of models and mimics. If models are rare and/or weakly aversive, greater local similarity of mimics can thus lead to greater attack rates. Where individual mimics are related to others in their vicinity, kin selection will then oppose the evolution of accurate mimicry.     

生命进化的优化选择机制

目的 提出并论证生命进化的优化选择机制。方法以达尔文的自然选择学说为基础，吸收非达尔文主义及广义进化综合理论的思想，提出了生命进化的优化选择机制。结果生物系统的混沌性为优化选择创造了条件，适应性为优化选择确定了方向。在适应环境中，满足阈值共振的基因组中的基因处于活动状态，不满足阈值共振的基因组中的基因处于“沉默”状态，闽值共振可使活动基因和“沉默”基因相互转化。适应是生物与环境之间建立的一种动态和谐机制。优化选择是生物与环境相互作用的结果。结论生命进化的机制是优化选择。在不同尺度上，优化选择的模式不同；生命的进化，是不同尺度上优化选择的综合结果。     

进化速率的研究与进化理论的统一

不同进化学说之间的争论大多与进化速率问题有关。在生物组织的不同层次上的进化速率研究得出了截然不同的结论,并导致相关的进化学说之间的互不相容。恒速的、匀速的、随机的分子进化(中性说)与非匀速的、适应的表型进化相矛盾;在自然选择作用下的渐进的适应进化(综合论)难以解释古生物记录所揭示的停滞与跳跃相间的、有时是爆发式的大进化现象。这些矛盾大多源于对进化速率的度量的不同,各层次的进化速率的含义也不同,各学说之间缺乏统一语言。生命史的重大进化事件发生的时间表显示出明显的非匀速特征：绝大多数重大进化事件发生在生命史的早期(40至35亿年前)和晚期(7亿年以近)。前生命的化学进化、生命起源、细胞生命的基本结构和代谢途径、以及生物进化和地球生物圈赖以建立的基础早在生命史开始后的几亿年内就已完成或确立了;复杂的高级生命和生物多样性的产生与重要的结构的进化革新发生在生命史末端的数亿年间。本文将宏进化的这种非匀速现象解释为地球生命与地球环境协进化的结果。当前进化理论的分裂是由生命科学及相关科学的发展所引起的,进化理论也必将随着各学科领域研究的深入而走向统一,走向新的综合。     

环境协调材料的内涵与研究方法

探讨了材料科学的发展与生态环境的关系．分析了环境协调材料的内涵，提出了它的定义．系统地论述了环境协调材料的研究内容和研究方法．     

分子进化中性理论的进展

中性理论与达尔文的自然选择进化论有明显的差别。中性论认为在分子水平上覆盖着多数的进化改变，是在连续产生突变时，由于选择中性（即选择相等），使突变得到随机的固定（即小群体内，样本的随机漂变）。还认为在分子水平上，大多数的种内变异（如蛋白质和ＤＮＡ多态）是选择中性或近于中性，它们能够保持在种内是由于突变的产生和随机消失之间的平衡引起的。近年来，ＤＮＡ顺序的研究资料，都有力地支持中性论，如鼠的拟球蛋白基因、鼹鼠的αＡ－晶状体蛋白、流行性感冒Ａ病毒基因，果蝇的核和线粒体基因等。所以，从地球上生命的历史来看，中性进化的改变至少在数量上已超过达尔文自然选择进化的改变。     

生态位构建的进化意义及其生态与行为响应

生态位构建是指有机体对局部环境中重要组成成分的建造、修复以及选择的一种能力.重点讨论了生态位构建的进化意义以及由生态位构建引起的生态和行为响应,主要结果包括:(1)生态继承作为与基因继承并行的遗传途径,扩展了对有机体适应性的机理解释;(2)环境变化与有机体对该变化导致的选择压的响应之间存在的时滞能够产生进化惯量与动量;(3)生态位构建与生态系统工程之间存在三个层面的差异;(4)Baldwin效应、自然选择和生态位构建分别体现了有机体对环境变化的中性、被动和主动等三种不同响应;(5)由于生态位构建可取决于学习的过程,因此它可以解释动物行为对策的进化.通过对生态位构建中这些热点问题以及其理论研究不足的讨论,提出了该领域中三个潜在的研究方向.     

当代生物进化论研究新进展

分子进化学说着眼于分子层次的进化机制，自然选择学说着眼于群体水平的进化机制，两者结合把生物进化理论提高到一个新的水平。另外，基因调控下的细胞分化、分子驱动机制均从不同侧面揭示了生物进化原理。     

试论达尔文进化论在生态学发展中的地位

介绍了现代生态学发展的特点和达尔文的进化论及完善过程，认为达尔文提出的生态思想是朴素的生态观，其进化论是种—种群的进化，从本质上并未涉及到其他生态学等级的进化；必须以普遍联系的系统观和时空观评价生态学发展现状，生态学研究也必须注重局部各因子之间、整体与局部之间的作用关系。初步探讨了能否象牛顿力学那样将自然选择力作为推动生物进化的“万有引力”的生态学研究问题。     

不同历史阶段的人地关系思想对自然环境的影响

地理学在不同阶段产生的自然控制论、环境决定论、或然论和可持续发展理论都是聚焦于人地关系的不同学派,反映了各时期人地关系思想及对自然环境的影响。从历史发展的角度对人地关系的演进进行研究,对于处理好日趋紧张的人与自然环境的关系,解决两者之间的协调与可持续发展问题具有积极的意义。