進化

前言

　　進化生物學是現(xiàn)代科學的基石之一。1859年達爾文《物種起源》的發(fā)表，永遠改變了人們對我們這個小小星球上生命的看法。150多年來，對進化的研究本身也在不斷進化之中。在過去20年間，分子生物學與進化生物學的交叉導致了一系列激動人心的發(fā)現(xiàn)，使進化的研究發(fā)生了質的飛躍。分子標記、遺傳測序，以及遺傳操作等強有力的研究手段的應用為理解進化提供了獨特的視角。除此之外，一個令人神往的自然史新領域已經向我們敞開了大門，為我們清楚地展示了各種各樣的分子適應以及一系列在整個生命世界中出奇保守的基本分子機制?！　∪欢?，在進化生物學的教學中卻很少反映這些重要的研究進展。其他的教科書通常將有關分子進化和發(fā)育進化方面的最新研究進展放在次要章節(jié)中。我們的目的是將這些分子進化和發(fā)育進化以及其他的現(xiàn)代生物學的重大突破整合成一套完整的對進化生物學的看法，這也是本書的主題所在?！　∥覀冊谡麄€組織水平(從單個分子到生物有機體)和生物多樣性水平(從微生物到人類)上反復舉例說明了有關進化的基本原理。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)。我們在實驗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化優(yōu)化論，以及利用細菌毒素的產生和蜥蜴的交配行為來說明進化博弈論(第20章)。我們利用在轉座元件及其宿主基因組以及一個蜂房中的不同蜜蜂來介紹進化沖突是如何發(fā)生的(第21章)。

內容概要

本書是一部全面、系統(tǒng)介紹進化生物學的教科書。原作者均是多年從事進化生物學研究并對本領域有卓越貢獻的歐美學者。本書涵蓋了進化生物學的產生和發(fā)展的歷史，從西方早期的自然神學到達爾文的進化論，介紹了進化生物學的重要科學問題和相應的研究領域：    第一部分，對進化與分子生物學歷史以及由自然選擇導致進化的證據進行概述。    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和形態(tài)學的復雜特性。我們也將全面地闡述細菌、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領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，闡釋進化中一些基本的過程：突變、隨機漂變、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鍵問題：為什么有機體會衰老？為什么有性生殖這么普遍？新的性狀如何進化而來？在最后兩章中，我們討論人類本身，描述我們自身的進化歷史以及探討進化生物學對人類的意義。    第四部分，主要探討了人類自身的進化，以及進化和進化生物學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，同時也是從事生命科學研究的學者不可多得的參考書。

作者簡介

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

書籍目錄

作者簡介前言本書的目的和范圍第一部分  進化生物學概論  第1章  進化生物學的歷史：進化論與遺傳學  第2章  分子生物學的出現(xiàn)  第3章  進化的證據第二部分  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  真細菌和古細菌的多樣化Ⅰ：系統(tǒng)發(fā)育與生物學  第7章  細菌和古細菌的多樣性Ⅱ：遺傳和基因組學  第8章  真核生物的起源和多樣化  第9章  多細胞生物與發(fā)育  第10章  植物和動物的多樣化  第11章  發(fā)育程序的進化第三部分  進化的歷程  第12章  突變和重組導致遺傳變異  第13章  DNA與蛋白質的變異  第14章  復雜遺傳性狀的變異  第15章  隨機遺傳漂變  第16章  群體結構  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)的進化  第24章  新性狀的進化第四部分  人類進化  第25章  人類的進化史  第26章  當前人類進化研究的議題  第27章  系統(tǒng)發(fā)育的重建  第28章  進化的數(shù)學模型圖片來源詞匯表索引譯后記

章節(jié)摘錄

　　經過一個世紀的迷惘和爭論，以自然選擇為核心的達爾文進化論同孟德爾遺傳學相結合形成綜合進化論。它可以解釋生物學的不同領域，并在兩個關鍵問題上得到認同。孟德爾遺傳學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應而言是隨機的，并不存在向更好適應突變的趨勢。自然選擇是適應的唯一原因　　——雖然很多因素(如隨機漂變、遷移和突變)影響進化，但這些非自然選擇因素不會導致具備更好生存和繁殖能力的物種的出現(xiàn)。　　——微小的差異也會受到自然選擇的影響，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。雖然這些理論已被進化生物學家所接受，但爭論仍然存在，且爭論的問題和20世紀初提出的一樣。這些反對的意見我們概括在第3章?！　τ诰C合進化論的奠基者來說，他們對在更廣泛領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，并且綜合進化論的核心內容并未被大多數(shù)生物學家所接受。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的基本規(guī)律之一。在后面的內容中，我們將概述那些仍然沒有答案的問題。綜合進化論的主要問題仍然懸而未決　　在綜合進化論提出的時代，人們還無法直接觀察遺傳變異，基因的物質基礎也尚不清楚。當時大家普遍認為遺傳變異是廣泛存在的，長期進化可以用在現(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空遺傳變異的更為詳盡的了解則是在分子生物學發(fā)展之后?！　』仡櫄v史，我們可以看到，當時綜合進化論對一些主要問題仍沒有解決。至少一部分人們已經知道解決問題的可能途徑，但無法進行直接的研究。在隨后的章節(jié)中，我們會看到即使現(xiàn)在我們仍然常常沒有確定的答案。遺傳變異的本質是什么?　　正如達爾文提出并被早期的遺傳學所證實的那樣，各類物種中都存在豐富的遺傳變異。然而，我們仍然不知道基因是如何組合而整體地影響有機體，以及這些基因是如何保持變異的。有多少個基因會影響像果蠅翅膀、小麥的產量和人的智慧這樣的性狀?每個基因會有多少個等位基因?這些基因的效應是簡單的累加還是復雜的組合?什么樣的基因會與此相關?當前的人類遺傳學正在關注這么一些問題，即我們的健康受基因間復雜的相互作用、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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