進(jìn)化

前言

　　進(jìn)化生物學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)的基石之一。1859年達(dá)爾文《物種起源》的發(fā)表，永遠(yuǎn)改變了人們對我們這個(gè)小小星球上生命的看法。150多年來，對進(jìn)化的研究本身也在不斷進(jìn)化之中。在過去20年間，分子生物學(xué)與進(jìn)化生物學(xué)的交叉導(dǎo)致了一系列激動人心的發(fā)現(xiàn)，使進(jìn)化的研究發(fā)生了質(zhì)的飛躍。分子標(biāo)記、遺傳測序，以及遺傳操作等強(qiáng)有力的研究手段的應(yīng)用為理解進(jìn)化提供了獨(dú)特的視角。除此之外，一個(gè)令人神往的自然史新領(lǐng)域已經(jīng)向我們敞開了大門，為我們清楚地展示了各種各樣的分子適應(yīng)以及一系列在整個(gè)生命世界中出奇保守的基本分子機(jī)制?！　∪欢?，在進(jìn)化生物學(xué)的教學(xué)中卻很少反映這些重要的研究進(jìn)展。其他的教科書通常將有關(guān)分子進(jìn)化和發(fā)育進(jìn)化方面的最新研究進(jìn)展放在次要章節(jié)中。我們的目的是將這些分子進(jìn)化和發(fā)育進(jìn)化以及其他的現(xiàn)代生物學(xué)的重大突破整合成一套完整的對進(jìn)化生物學(xué)的看法，這也是本書的主題所在?！　∥覀冊谡麄€(gè)組織水平(從單個(gè)分子到生物有機(jī)體)和生物多樣性水平(從微生物到人類)上反復(fù)舉例說明了有關(guān)進(jìn)化的基本原理。利用對RNA分子的體外選擇和加拉帕哥斯地雀(Galapagosfiches)來舉例說明自然選擇的基本原理(第17章)。我們在實(shí)驗(yàn)室的酵母群體和自然鹿群中介紹了如何測定選擇的作用(第19章)。我們利用糞蠅(dungfly)的交配行為和大腸桿菌的代謝流通量來舉例說明進(jìn)化優(yōu)化論，以及利用細(xì)菌毒素的產(chǎn)生和蜥蜴的交配行為來說明進(jìn)化博弈論(第20章)。我們利用在轉(zhuǎn)座元件及其宿主基因組以及一個(gè)蜂房中的不同蜜蜂來介紹進(jìn)化沖突是如何發(fā)生的(第21章)。

內(nèi)容概要

本書是一部全面、系統(tǒng)介紹進(jìn)化生物學(xué)的教科書。原作者均是多年從事進(jìn)化生物學(xué)研究并對本領(lǐng)域有卓越貢獻(xiàn)的歐美學(xué)者。本書涵蓋了進(jìn)化生物學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展的歷史，從西方早期的自然神學(xué)到達(dá)爾文的進(jìn)化論，介紹了進(jìn)化生物學(xué)的重要科學(xué)問題和相應(yīng)的研究領(lǐng)域：    第一部分，對進(jìn)化與分子生物學(xué)歷史以及由自然選擇導(dǎo)致進(jìn)化的證據(jù)進(jìn)行概述。    第二部分，描述生命的起源和生物的多樣性，其中包括了生物化學(xué)和形態(tài)學(xué)的復(fù)雜特性。我們也將全面地闡述細(xì)菌、古生菌以及真核生物的多樣性特征。這一部分介紹了生物學(xué)領(lǐng)域近年來一些激動人心的發(fā)現(xiàn)，例如，發(fā)現(xiàn)并且鑒定了在動植物發(fā)育過程中起重要作用的一些特異的基因或是遺傳通路等。    第三部分，闡釋進(jìn)化中一些基本的過程：突變、隨機(jī)漂變、重組、基因漂移以及非常重要的自然選擇。由此我們將引申一些關(guān)鍵問題：為什么有機(jī)體會衰老？為什么有性生殖這么普遍？新的性狀如何進(jìn)化而來？在最后兩章中，我們討論人類本身，描述我們自身的進(jìn)化歷史以及探討進(jìn)化生物學(xué)對人類的意義。    第四部分，主要探討了人類自身的進(jìn)化，以及進(jìn)化和進(jìn)化生物學(xué)對人類了解自身的探索方面所起的作用。    本書適合于作為本科生和研究生的專業(yè)教材，同時(shí)也是從事生命科學(xué)研究的學(xué)者不可多得的參考書。

作者簡介

Nicholas H．Barton英國愛丁堡大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)研究所進(jìn)化遺傳學(xué)教授。他早期的研究是關(guān)于導(dǎo)致亞群體分化的有限區(qū)域雜交，曾研究過多個(gè)物種，如蝗蟲、蝴蝶和蟾蜍。近期他的研究主要在理論方面，包括探討選擇對復(fù)雜性狀的影響、建立物種形成的數(shù)學(xué)模型、了解重組和性的進(jìn)化的關(guān)系以及共祖過程。

書籍目錄

作者簡介前言本書的目的和范圍第一部分  進(jìn)化生物學(xué)概論  第1章  進(jìn)化生物學(xué)的歷史：進(jìn)化論與遺傳學(xué)  第2章  分子生物學(xué)的出現(xiàn)  第3章  進(jìn)化的證據(jù)第二部分  生命的起源和分化  第4章  生命的起源  第5章  生命的最近共同祖先與生命之樹  第6章  真細(xì)菌和古細(xì)菌的多樣化Ⅰ：系統(tǒng)發(fā)育與生物學(xué)  第7章  細(xì)菌和古細(xì)菌的多樣性Ⅱ：遺傳和基因組學(xué)  第8章  真核生物的起源和多樣化  第9章  多細(xì)胞生物與發(fā)育  第10章  植物和動物的多樣化  第11章  發(fā)育程序的進(jìn)化第三部分  進(jìn)化的歷程  第12章  突變和重組導(dǎo)致遺傳變異  第13章  DNA與蛋白質(zhì)的變異  第14章  復(fù)雜遺傳性狀的變異  第15章  隨機(jī)遺傳漂變  第16章  群體結(jié)構(gòu)  第17章  對變異的選擇  第18章  選擇與其他因素的相互作用  第19章  選擇的度量  第20章  表型的進(jìn)化  第21章  沖突與合作  第22章  物種與物種形成  第23章  遺傳系統(tǒng)的進(jìn)化  第24章  新性狀的進(jìn)化第四部分  人類進(jìn)化  第25章  人類的進(jìn)化史  第26章  當(dāng)前人類進(jìn)化研究的議題  第27章  系統(tǒng)發(fā)育的重建  第28章  進(jìn)化的數(shù)學(xué)模型圖片來源詞匯表索引譯后記

章節(jié)摘錄

　　經(jīng)過一個(gè)世紀(jì)的迷惘和爭論，以自然選擇為核心的達(dá)爾文進(jìn)化論同孟德爾遺傳學(xué)相結(jié)合形成綜合進(jìn)化論。它可以解釋生物學(xué)的不同領(lǐng)域，并在兩個(gè)關(guān)鍵問題上得到認(rèn)同。孟德爾遺傳學(xué)有助于解釋自然選擇　　——可遺傳變異在傳代中被保留而不是被混合效應(yīng)所稀釋?！　　h(huán)境不直接作用于遺傳變異；換言之，不存在獲得遺傳?！　　蛔儗m應(yīng)而言是隨機(jī)的，并不存在向更好適應(yīng)突變的趨勢。自然選擇是適應(yīng)的唯一原因　　——雖然很多因素(如隨機(jī)漂變、遷移和突變)影響進(jìn)化，但這些非自然選擇因素不會導(dǎo)致具備更好生存和繁殖能力的物種的出現(xiàn)?！　　⑿〉牟町愐矔艿阶匀贿x擇的影響，即使很弱的自然選擇也會非常有效?！　≡诘?2～14章中，我們將列舉這些基本理論的證據(jù)。雖然這些理論已被進(jìn)化生物學(xué)家所接受，但爭論仍然存在，且爭論的問題和20世紀(jì)初提出的一樣。這些反對的意見我們概括在第3章?！　τ诰C合進(jìn)化論的奠基者來說，他們對在更廣泛領(lǐng)域推動此理論充滿熱情，并有戰(zhàn)勝迷惘的自豪感。然而，很多方面仍然是未知的，并且綜合進(jìn)化論的核心內(nèi)容并未被大多數(shù)生物學(xué)家所接受。例如，在1955年Mayr、Simpson和Wright缺席的美國國家研究咨詢委員會的會議上，自然選擇并沒有被確立為生物學(xué)的基本規(guī)律之一。在后面的內(nèi)容中，我們將概述那些仍然沒有答案的問題。綜合進(jìn)化論的主要問題仍然懸而未決　　在綜合進(jìn)化論提出的時(shí)代，人們還無法直接觀察遺傳變異，基因的物質(zhì)基礎(chǔ)也尚不清楚。當(dāng)時(shí)大家普遍認(rèn)為遺傳變異是廣泛存在的，長期進(jìn)化可以用在現(xiàn)在的群體中發(fā)生的過程來解釋。但是，人們對跨越物種和時(shí)空遺傳變異的更為詳盡的了解則是在分子生物學(xué)發(fā)展之后。　　回顧歷史，我們可以看到，當(dāng)時(shí)綜合進(jìn)化論對一些主要問題仍沒有解決。至少一部分人們已經(jīng)知道解決問題的可能途徑，但無法進(jìn)行直接的研究。在隨后的章節(jié)中，我們會看到即使現(xiàn)在我們?nèi)匀怀３]有確定的答案。遺傳變異的本質(zhì)是什么?　　正如達(dá)爾文提出并被早期的遺傳學(xué)所證實(shí)的那樣，各類物種中都存在豐富的遺傳變異。然而，我們?nèi)匀徊恢阑蚴侨绾谓M合而整體地影響有機(jī)體，以及這些基因是如何保持變異的。有多少個(gè)基因會影響像果蠅翅膀、小麥的產(chǎn)量和人的智慧這樣的性狀?每個(gè)基因會有多少個(gè)等位基因?這些基因的效應(yīng)是簡單的累加還是復(fù)雜的組合?什么樣的基因會與此相關(guān)?當(dāng)前的人類遺傳學(xué)正在關(guān)注這么一些問題，即我們的健康受基因間復(fù)雜的相互作用、病原體的基因，以及環(huán)境條件的影響。在第14章和第26章，我們會再討論這些問題。

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