红皇后假说,物种繁衍与进化的极致描述

文章作者:寒冰 | 2016-04-05
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关于生物学的知识,有些人知道,有些人知道的并不多,而几乎所有人都知道的一个事情就是达尔文的物种进化理论,并且达尔文是全球公认的最为著名的生物学家之一,其提出来的物种进化理论也是被广泛的应用以及引用,但是还有一个假说能够和物种选择相齐名,那就是红皇后假说。这个假说由美国的芝加哥大学金华生物学家范瓦伦于1973年提出,当时是根据爱丽丝镜中的奇遇记中的故事提出来的,因此才被命名为了红皇后假说,这个假说和物种选择一样,都是对物种繁衍以及进化最极致的描述,下面就带大家来认识一下红皇后假说,并且介绍一下人们关于生物发展提出来的那些科学性说法。

红皇后假说:一般认为生物进化是外界物理环境变化而致。环境不变进化是否停止?即进化仅由物理环境变化推动吗?红皇后假说认为,一种生物进化也会导致其它生物相应进化,否则未进化的就可能被已进化的消灭,即协同进化。名称源于爱丽丝梦游仙境中红皇后:在这个国度必须不停奔跑,才能使你保持在原地。

文章底部有红皇后假说视频,欢迎大家观看了解:红皇后假说。

红皇后假说的来源

在英国作家路易斯·卡洛尔的《爱丽丝镜中奇遇记》中,红皇后对爱丽丝答道:“在这个国度中,必须不停地奔跑,才能使你保持在原地。”进化生物学家利·范·瓦伦于1973年借用红皇后颇有禅意的回答提出红皇后假说,恰如其分地描绘了自然界中激烈的生存竞争法则:不进即是倒退,停滞等于灭亡。

根据红皇后假说,我们认为在通常的环境下,物种之间保持着一种动态的平衡。物种间的生态关系的牵制作用使得物种在其生存期间绝灭的风险相对恒定:后代与祖先,新物种与老物种绝灭的机会几乎是相同的。这就是红皇后假说所要解释的现象。一个分类群的对数形式的生存曲线是线性的,绝灭概率是相对恒定的。

传统的进化论强调生物系统适应物理环境的过程,其动力学过程有背后的“势”函数来控制。而真实的生物进化,是由物理环境和生物环境共同决定。但是,如何考虑复杂的生物环境的影响,一直是传统进化论中没有解决的难题。该研究通过引入“流”的概念,揭示和量化了生物相互作用所导致的进化驱动力。在新理论中,进化过程中形成的“势”与“流”好比是进化驱动力的“阴阳”两面,类似于量子世界中的波粒二象性,或者是决定电子运动的电场与磁场。该研究发现,同种群或种群间生物个体的相互作用会导致“流”的产生,即使物理环境保持不变,在“流”的驱动下进化可以永无止境。

红皇后假说与物种自然选择

物种的自然选择是由著名的生物学家达尔文提出来的,达尔文把“有利的个体差异和变异的保存,以及那些有害变异的毁灭,叫作‘自然选择’,或‘最适者生存’。无用也无害的变异则不受自然选择的作用,它或者成为彷徨的性状,有如我们在某些多形的物种里所看到的,或者终于成为固定的性状,这是由生物的本性和外界条件来决定。

达尔文从生物与环境相互作用的观点出发,认为生物的变异、遗传和自然选择作用能导致生物的适应性改变。自然选择由于有充分的科学事实作根据,所以能经受住时间的考验,百余年来在学术界产生了深远的影响。并且达尔文的这种学说阐述了生物进化中的很多方面,比如物种的过度繁殖、物种的生存斗争、物种的遗传与变异、物种的适者生存,而红皇后假说主要阐述的是物种的生存方面,并且是从两个完全不同的角度来进行阐述的。

地球生命繁衍的几个科学说法

可以说达尔文是地球上比较早提出完整生物假说的人,而在他之后也出现了许许多多的生命繁衍学说,有一些是基于生物进化论提出来的,有的是根据现今科学研究表明的出来的,下面就让我们来具体的认识一下这些科学说法。

达尔文进化论

达尔文认为,生物之间存在着生存争斗,适应者生存下来,不适者则被淘汰,这就是自然的选择。生物正是通过遗传、变异和自然选择,从低级到高级,从简单到复杂,种类由少到多地进化着、发展着。以上三点,即是我们常听到的“物竞天择,适者生存”,现代基因学的诞生,为此提供了重要的证据,事实上,物竞天择,竞的是“基因”。

进化论是人类历史上第二次重大科学突破。第一次是日心说取代地心说,否定了人类位于宇宙中心的自大情结;第二次就是进化论,把人类拉到了与普通生物同样的层面。所有的地球生物,都与人类有了或远或近的血缘关系,彻底打破了人类自高自大,一神之下,众生之上的愚昧式自尊。

时至今日,进化论已经成为一个比较完善的理论,在当今任何一本生物学杂志上,已经找不到任何质疑进化论的论文了。SCOTT和COLE在八十年代初,检索了当时的4000多种学术刊物,未发现任何一篇反进化论的论文,在68种与生物起源有关的学术期刊中,也未发现任何一篇是质疑进化论的。GEORGE W. GILCHRIST在1997年调查了世界上最大的五种期刊数据索引,也未发现反进化论或非进化论的论文,即使存在也是少数质疑进化论理论缺陷的文章。

盖亚假说

盖亚假说由英国大气学家詹姆斯·洛夫洛克在20世纪60年代末提出的。后来经过他和美国生物学家马古利斯共同推进,逐渐受到西方科学界的重视,并对人们的地球观产生着越来越大的影响。盖亚假说至少包含5 个层次的含义:一是认为地球上的各种生物有效地调节着大气的温度和化学构成;二是地球上的各种生物体影响生物环境,而环境又反过来影响达尔文的生物进化过程,两者共同进化;三是各种生物与自然界之间主要由负反馈环连接,从而保持地球生态的稳定状态;四是认为大气能保持在稳定状态不仅取决于生物圈,而且在一定意义上为了生物圈;五是认为各种生物调节其物质环境,以便创造各类生物优化的生存条件。前两层被称为弱盖亚学说,后三层为强盖亚学说。

盖亚假说的核心思想是认为地球是一个生命有机体。詹姆斯·洛夫洛克说过:“地球是活着的!”,而且地球本身就是一个巨大的有机体,具有自我调节的能力,为了这个有机体的健康,假如她的内在出现了一些对她有害的因素,“盖亚”本身具有一种反制回馈的机能,能够将那些有害的因素去除掉。

现在,随着盖亚假说的有些预测已经得到证实,对于前两层含义一般没有争论;而对于后三层含义就有很大的争论。主要集中在三个方面:1. 如果把盖亚作为一个负反馈调节系统,如何理解该系统的目标;2. 如何理解盖亚的自动平衡态,在地球的大气,环境等不断发生巨大变化时,它是如何保持自动平衡的;3. 盖亚作为一个整体系统,一直通过计算机模型和模拟实验来研究,而科学理论是需要实际研究的。应该看到,盖亚假说作为一个具有科学革命意义的学说,在科学界引起激烈的争论是一种正常现象。正是这种争论已经并将继续推动其向前发展。原文地址:http://www.ufo-1.cn/article/201604/841.html

米丘林学说

米丘林是前苏联植物育种学家和农学家,苏联科学院荣誉会员,米丘林学说的奠基人,1920年俄国内战后,列宁派人组织研究米丘林的工作。1922年9月,米哈伊尔·加里宁访问米丘林。1923年,苏联人民委员议会认定米丘林的果园作为国家研究机构,并于1934年建立了基于米丘林果园的“米丘林中央基因研究所”。

米丘林学说的基本思想认为生物体与其生活条件是统一的,生物体的遗传性是其祖先所同化的全部生活条件的总和。如果生活条件能满足其遗传性的要求时,遗传性保持不变;如果被迫同化非其遗传性所要求的生活条件时,则导致遗传性发生变异,由此获得的性状与其生活条件相适应,并在相应的生活条件中遗传下去。从而主张生活条件的改变所引起的变异具有定向性,获得性状能够遗传。这个学说中关于无性杂交、辅导法和媒介法、杂交亲本组的选择、春化法、改造秋播作物为春播作物、气候驯化法、阶段发育理论等,对提高农业生产和获得植物新品种具有实际意义。但是,米丘林关于生活条件的改变所引起的变异具有定向性,获得性状能够遗传的理论,缺乏足够的科学事实根据,带有一定思辨的性质,曾被李森科强硬推行,压制和排斥不同的学述观点。20世纪50年代米丘林学说在苏联和我国盛行一时,对生物学研究造成不良影响。

结语:红皇后假说的出现或许只是人类了解生物进化的一个过程,而生物进化论的存在也只是对于生物本身探索的一个开端,而生物还有很多很多的事情以及问题需要生物学家去解开,人类的存在本身就存在许许多多的谜底,因此在研究生物的同时也是对人类自身了解的一个阶梯。

红皇后假说视频

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