遗传学对人科谱系的重构

正近来基于基因组学的遗传学研究成果颠覆了以往的古生物学和生物分类法,甚至动摇了传统的人类阶段进化论。我们将根据最新的遗传学研究成果,从猿类到现代人种来逐步重构人类的进化历程。长期以来,人类认为自己这个物种是如此的与众不同,应该脱离于动物界,是一个全新的类群。然而,随着系统生物学和进化生物学的建立,生物学家认识到人类依然属于灵长类动物的范畴,与其他的猿类有着很近的遗传关系。     

让我们来重新审视一下进化论吧

<正>2016年12月上旬,一群著名的生物学家、医生、人类学家和计算机专业人士在伦敦会聚,探讨是否要对查尔斯·达尔文(Charles Darwin)于1859年出版的《物种起源》中提出的进化生物学概念作重大修订。这倒不是要完全抛弃自然选择的观点,而是他们认为,最近的科学研究表明自然选择并不能代表进化过程的全部。实际上,这不是第一次有人提出要对进化论做出修改。当然,与会专家也不能确定这     

地球上有多少物种?

地球陆地与海洋生境中有多少物种?半个世纪以来,生物学家对这一问题进行了研究,不同研究者用不同方法得到的物种估计数不同,估计地球物种总数在50万~1亿.直到今天,生物学家没有一个确切的地球物种数目.但是,有些生物类群的种数较为确定,如植物、淡水鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类.为什么地球物种数目测不准?究其原因,是因为物种定义的差异、系统分类方法的不同、分类学家的标准不同、不同类群研究深度的差异,所以绝大部分种仍是未知,加之物种的生境千差万别,所以,我们无法获得地球物种总数.即使有一天人们能够对地球上所有生境中的所有生物类群进行深入分类学研究,然而,当研究不同类群、甚至研究相同类群的分类学家无法统一划分物种标准时,学术界仍将不可能就地球物种总数达成共识.然而,这并不妨碍我们估计推测地球物种总数.     

③进化论未能解答的问题

进化论不仅成为生物学家的杨心,还登上了其他学科的舞台.物理学家根据达尔文观点,建立了"宇宙哲学的自然选择论",认为存在"多元宇宙",它是从一个简单的宇宙"进化"成不同的多个宇宙的;计算机科学家借鉴进化的概念和原理,创造出"遗传编程"并广泛应用于寻找复杂问题的最优解答,包括预报天气、优化药物组合等;新兴的进化医学从进化的角度来理解我们对疾病的易感性,以增进我们的健康;进化发育生物学为研究物种变异带来了曙光.     

黑暗中的光亮

<正>1976年,理查德·道金斯35岁,在牛津大学担任动物行为学的讲师,出版了自己的第一本著作《自私的基因》。那时有很多人类遗传学的研究报告,最著名的是英国进化生物学家威廉·唐纳德(W.D.Hamilton)的报告,道金斯通过这些研究报告总结科普作家理查德·道金斯,他从基因的角度阐释了进化生物学,广受大众的关注。该照片拍摄于2010年他的家中     

进化论与进化生物学的发展

自达尔文1859年发表<物种起源>(The Origin ofSpecies)一书以来,"进化"(evolution)已逐渐成为生物学文献中出现频率最高的词汇之一,进化生物学(evo-lutionary biology)则成为当今生命科学中一个重要的前沿领域.     

斯蒂芬·杰伊·古尔德(1941～2002)

斯蒂芬·杰伊·古尔德 (ＳｔｅｐｈｅｎＪａｙＧｏｕｌｄ ,见上图 )是哈佛大学生物进化论科学家 ,他的研究、演讲以及大量科学散文作品给古生物学研究领域注入了新的内涵。 2 0 0 2年 5月 2 0日 ,他在曼哈顿的家中去世 ,癌症夺去了他的生命 ,享年 60岁。古尔德博士可以说是 2 0世纪最有影响的进化生物学家之一 ,也可以说是自查尔斯·达尔文 (ＣｈａｒｌｅｓＤａｒｗｉｎ)以来最知名的生物学家。他引发了多场争论 ,时而迫使科学家们重新考虑已成定论的有关进化模式和进化过程的观点。他最有名的理论之一是与奈尔斯·埃尔德雷奇(ＮｉｌｅｓＥ…     

蜥蜴侠

正对于乔纳森·洛索斯而言,加勒比群岛及其爬行动物居民是研究物种进化的实验试管。1996年10月17日的清晨对于乔纳森·洛索斯(Jonathan Losos)而言不过是寻常一天的开始。这位进化生物学家戴上宽大的帽子,涂好防晒霜,然后乘船前往巴哈马大埃克苏马岛附近的几个尚未命名的小岛。     

从"生命之树"到"生命之网"

20世纪中叶,美国进化遗传学家多布然斯基(T.Dobzhanskv)曾经这样评价过进化论,"只有从进化的角度才能解释生物学的事件".在纪念英国生物学家达尔文(C.Darwin)这位"进化之父"诞辰200周年之际,不妨依据此话,也从进化论的角度来看一看200年来科学家对生命的认识.     

古老DNA和角龙的进化

生物学家们研究物种问的相互关系以及它们的进化过程,往往根据现在物种的基因。这是因为一来它们取之方便,二来结构稳定、完整,测序容易。根据人和非洲大猩猩的DNA分析,科学家推断400万年前非洲古猿如何进化成人类。但仅仅是推测而已,因为动植物的古老化石中很少留下残存的DNA。     

稻属AA型物种叶绿体基因组的适应性进化

稻属AA型物种包含栽培稻和与其最近缘的野生稻物种,是稻属植物中一个重要的类群.为了探究稻属AA型物种叶绿体基因组的适应性进化,以AA型稻属物种中已经公布的6个叶绿体基因组为对象,利用PAML和Selecton对叶绿体基因进行适应性进化的分析.研究发现,4个基因(matK,ccsA,psbB和rpoC2)经历了正选择作用,并对基因的正选择位点进行了定位,初步分析了正选择位点的变异特点,探讨了正选择位点与蛋白质结构保守性的关系.本研究为深入了解稻属的叶绿体基因及其适应性进化提供了重要参考.     

生物进化新路线

何为“进化”一位最受人尊敬的进化生物学家是这样定义进化的:“在最广泛的意义上,进化仅仅是一种变化,并且随处可见;星系、语言和政治体制概莫能外。生物进化……是生物种群性质的变化,这种变化超出了单一个体的寿命。个体发生不是进化,孤立的生命体不进化。种群中可通过遗传物质从一代传给下一代的变化被认为是进化。”     

有趣的植物基因组

<正>●神秘而奇妙,植物DNA正在向生命进化的传统观念发起挑战,包括人类自身起源问题的现有理论。细胞类型、基因种类、突变异质性、RNA沉默机制或DNA重组模式在哪种生物中最神秘和奇妙?植物生物学家回答是植物。是否有些夸张,事实确是如此。从十七世纪六十年代中期开始,物理学家罗伯特·虎克(Robert Hooke)在软木塞切片上发现的历史上首个细胞就是植物细胞;植物学家罗伯特·布朗(Robert Brown)在观察了兰科植物细胞内     

生物进化新论

一．衡量生物体制进化的理论困惑 生物学是进化思想的发祥地。早在50年代，许多生物学家就开始探索，力图找出一些客观的定量指标来衡量生物体制的进化。其中典型的有：     

红树植物的盐适应性及其进化的研究进展

植物对环境的适应是进化生物学研究的重要内容. 红树植物是生长并适应于高盐的海岸潮间带环境的木本植物类群. 不同红树植物物种的耐盐水平不尽相同; 即使是同属的近缘物种也可能具有不同耐盐能力而生长于潮间带的不同位置; 部分物种具有可以在陆地和潮间带生长的不同的生态型. 这些特殊性状使红树植物成为研究植物对高盐环境适应和进化的良好生态模型. 本文简述了红树植物在形态结构和生理生态等方面的盐适应性特征, 并着重综述了最近几年来在基因和基因组水平上对红树植物的研究成果. 这些最新的研究成果不但证实了生理生态方面的研究结论, 更重要的是揭示了红树植物一些独特的基因表达模式并暗示了这些模式对红树植物的盐适应性进化的贡献; 通过整合以上研究成果, 并对不同红树植物和非耐盐植物进行比较, 初步揭示了红树植物盐适应性的主要特征, 为进一步研究红树植物适应性进化的分子机制提供了新的切入点.     

进化博弈理论

在许多动物种群中,为何雌性和雄性个体数量大体相等?当雄鹿之间进行咆哮竞赛时,为何双方都避免正面冲突导致重伤?工蜂为何自愿放弃繁殖能力,而抚养蜂后的后代?树木为何不会无限生长?……美国著名进化生物学家杜布然斯基(T.Dobzltlallsky)曾经说过:"如果不按照进化思想思考问题,生物学的一切将无法理解."     

为在我国进一步发展米丘林学说而斗争

今年10月27日是伊凡·弗拉基米罗维奇·米丘林的一百周年诞辰。我们怀着崇敬的心情来纪念这位卓越的生物学家和伟大的自然改造者。十九世纪五十年代,达尔文正确地解释了有机界的进化及有机体适应的合理性,击溃了当时盤据在生物学领域内的主要的唯心主义谬论——物种不变论和目的论。可是,达尔文没有能够指出有机体变異的原因及遗传性的实质,因而也不能提出如何控制进化,藉以创造有利於人类的有机体的新类型。达尔文以後,孟德尔-摩尔根主义者集中生物学中的各种反动理论,表面上打着“新达尔文主义”的招牌,实质上是对达尔文的唯物主义的进化论发动猛烈的攻击,并使他们的伪科学     

纤毛虫原生动物的分子生物学研究:若干热点领域及新进展

作为分子生物学研究的重要模式材料,纤毛门原生动物在细胞生物学、遗传学、基因组学、生态学以及真核生物的起源和进化等领域均具有重要的研究价值.近年来,本团队在纤毛虫多样性和细胞学研究的同时,聚焦在纤毛虫的分子生物学领域并形成了一批新成果:完成了多个代表性类群2000余条标记性基因的测序和提交以及基因标记筛选、拓扑结构优化等相关的方法学探讨;以此为基础,开展了门内50余个纲目级阶元系统关系的梳理以及基于多基因分析对整个纤毛门的系统树重构建;揭示了四膜虫(Tetrahymena)的一个重要表观遗传学新现象,即特异性修饰组蛋白H3第27位赖氨酸的单甲基化酶TXR1的敲除将严重影响DNA复制延伸的速度和保守度,证实了表观遗传信息的微扰可直接影响遗传信息的复制;对具沟急游虫(Strombidium sulcatum)等6个代表种的转录组/全基因组/线粒体基因组的测序和分析,为纤毛虫进化过程中关键节点种类定位、寻找功能基因家族与形态特征的相关性提供了大量信息;首次发现了选择性拼接在钩刺斜管虫(Chilodonella uncinata)的基因家族中广泛存在并提出一新的理论模型:选择性拼接可能是基因乱序进化过程的中间形式,为探讨纤毛虫物种分化、形成机制提供了一新的视角;在对DNA条形码候选基因分析比较的基础上,初步揭示出不同纤毛虫类群生境间的迁移机制,发现和定位了4个优良候选区段并构建了80余种代表性类群的基因条形码数据库.     

仍待发现的未知物种有多少?

在十九世纪,世界的大部份地区仍未进行生物学考察,新物种的发现是当时生物学中最令人振奋、最富有成果的领域;而今天,分子生物学成了生物学的主导,探查新物种的工作已黯然失色。大多数准动物学家因执意寻找大型神秘物种(更确切地说是灵长类、食肉类或早已绝灭的恐龙类等)而遭到了嘲笑。     

面向二十一世纪的生物学

２１世纪将属于生物学，但是在哪些领域有可能最先取得重大突破呢？请看来自《新科学家》杂志千年生物学会议的报道── 如今，我们能够克隆猪，培育胚胎干细胞，甚至截取基因并任意将其植入不同的生物物种；而且，我们很快就能将含有３０亿个碱基对的人类遗传密码全部破译。那么，哪些领域有可能在新世纪率先取得重大突破呢？ 当 ３８位世界一流生物学家在当代最有影响的生物学家之一、加州理工学院院长戴维·巴尔的摩（Ｄａｖｉｄ Ｂａｌ－ｔｉｍｏｒｅ）的带领下，在２０００年４月初相聚于科罗拉多州的落基山脉高峰基斯通时，这一问题便…