第六章 生命的起源和生物的进化

第六章 生命的起源和生物的进化 　　生命物质的发生和发展是本章要学习的主要 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 。生命物质是如何发生的？这是生命的起源问题，也是生命的化学进化过程。当原始地球上出现了原始生命，其发展过程就是生物的进化问题了。原始生命是沿着由简单到复杂、由低级到高级、由水生到陆生的方向而进化的。进化到今天，已发展成为具有200多万种生物的五彩缤纷、绚丽多彩的生物界。 第一节 生命的起源 一、关于生命起源的几个假说 　　(一)特创论(或神创论) 　　这一假说认为，现在地球上的各种生物都是由神创造出来的，认为生命是上帝或神按照一定的目的，一次性地创造出来的。这一假说极为简单地把生命的起源推到了一个不可知、也无法证明的上帝和神的身上，这是在有科学之前，由于人类的愚昧无知而提出的。 　　(二)自生论(或自然发生论) 　　这一假说是很多人根据一些错误的观察而提出的，认为生命是自然而然地由非生命物质产生的，而且是从非生命物质中突然产生出来的。例如，中国古代有“腐草化萤”、“朽木化蝉”、“白石化羊”等说法，希腊有“泥土变鱼”的传说，17世纪欧洲有“腐肉生蛆”的说法等。这一假说本来出自原始社会人类的自然观，认为生命来自非生命物质，具有朴素的唯物主义因素，但因为是观察十分粗糙的结论，所以这一看法实际上又否认了生物与非生物之间的转化条件，从而否认了生物与非生物之间的界限。 　　(三)生源论(或生生论) 　　法国微生物学家巴斯德用一系列实验证明了，生物是不可能自然发生的，连渺小的微生物也不可能自然发生，它们只能由散布于空气、土壤、水流和各种物体上的微生物孢子发育长成，或者说只能通过繁殖而产生。这是生源论的代表，认为生命只能由同类生物产生，而不能自然发生。这一假说虽然证明了自生论是错误的，但又否认了非生物转化为生物的可能性，从而否认了生物与非生物之间的联系。按生源论的看法，生命不能自然发生，只能以繁殖的方式产生，那么，地球上最初的生命又是怎样产生的呢？生源论的假说是无法解释的。 　　(四)宇宙生命论(或泛生论) 　　这一假说提倡“一切生命来自生命”的观点，并认为地球上的最初生命来自宇宙间的其他星球，即“地上生命，天外飞来”。此假说认为，宇宙太空中的“生命胚种”可以随着陨石或其他途径跌落在地球表面，即成为最初生命的起点。现代科学研究已经证明，太 空的各星球之间，在自然状况下，是没有保存生命的条件，因为没有氧气，温度接近绝对零度，又充满着具有强大杀伤力的紫外线、X射线和宇宙射线，因此任何“生命胚体”是不可能保存的，也不可能从宇宙带到地球上来。这个假说实际上把生命起源的问题推到了无边无际的宇宙中去了，否认了生命是地球上物质发展变化的必然结果，同时这个假说对于“宇宙中的生命又是怎样起源”的问题，仍然是无法解释的。 　　(五)化学进化论(或新自生论) 　　这个假说也主张生命是由非生命物质产生的，但与“自生论”不同，认为生命是在长时期宇宙进化中发生的，是宇宙进化到某一阶段的产物，不是现在条件下由非生命物质产生的。近几十年来，随着现代自然科学的发展，对于生命起源的化学进化问题的研究，从天文学、地质学、物理学、化学、生物学、古生物学、古生物化学等多学科，进行了综合研究，取得了很大进展，提出：在几十亿年的漫长岁月中，地球上由没有生命的无机物逐步发展而成为今天的生命世界。这一化学进化的理论已为广大学者所接受、所承认。 二、生命起源的化学进化 　　(一)生命的起源与地球的形成相联系 　　地球从形成到现在大约有46亿年的历史。早期的地球是炽热的球体，地球上的一切元素都呈气体状态，那时谈不到生命的发生。后来随着地球的慢慢冷却，才逐渐为生命的发生提供了一定的条件。至今发现的最古老的原核生物的化石，距今约34亿年，如1977年10月在南非35亿年前的斯威士兰系的古老堆积岩中，发现了200多个在显微镜下可以清楚看到与原核藻类非常相近的古细胞化石。因此，可以认为地球形成之初的十几亿年是生命起源的化学进化阶段。原始地球为生命起源的化学进化提供的条件主要是以下三个方面： 　　1．物质条件——还原型的原始大气 　　2．能量条件——原始地球上不断出现的宇宙射线、紫外线、闪电、热能等。 　　3．一定的环境场所条件——原始海洋等 　　原始地球第二次形成的大气层中，是没有氧气的，因此是还原型的。正是这些大气层中的气体成分在一定的能源作用下，形成各种无机物和有机物，为生命的产生创造了条件。同 时，由于火山喷发的频繁，地壳发生变动，形成高原和山峰、低地和山谷。大气层中的水蒸气逐渐增多达到饱和，冷却而形成雨，降落到地面，聚集于低洼地带，而形成原始海洋。 　　(二)化学进化的基本阶段 　　综合现代各学科研究的成果，科学家比较一致地认为生命起源的过程大致经历了四个 　　阶段(表1-6-1)： 　　(三)对生命起源化学进化的研究 　　1．主要的研究 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 和成绩 　　为了研究在原始地球条件下，生命是如何通过化学进化过程而产生的，科学家们主要运用的是模拟原始地球大气的方法，其中最著名的是米勒实验。1953年，美国学者米勒(S．L．Miller)等人首次模拟原始地球的大气成分，把甲烷(CH4)、氨(NH3)、氢(H2)、 和水蒸气(H2O)，封闭在无氧的玻璃容器内，加以连续的火花放电，以模拟雷电所造成的自然能源。米勒设计的实验装置如图1-6-1所示。首先把水加入500毫升的烧瓶中，抽出空气使装置内呈真空后，加入CH4、NH3、H2的混合气体。然后把烧瓶内的水煮沸，水蒸气驱动混合气体进入容积为5升的烧瓶中。在5升烧瓶中连续进行火花放电一周，结果得到20种有机化合物，其中有11种氨基酸。这11种氨基酸中有4种氨基酸是天然蛋白质中所含有的，它们是甘氨酸、丙氨酸、天门冬氨酸、谷氨酸。米勒及其合作者们以后又进行了大量的研究工作，通过火花放电已经合成出30多种氨基酸，其中16种为天然蛋白质所含有的。 　　其他国家的科学家们也运用模拟实验方法，采用各种不同的气体混合物作为初始物质以模拟原始地球大气，并采用放电、紫外线、电离辐射和加热等，以模拟原始地球的自然能源条件，结果证明所有构成生物体的20种氨基酸均可在模拟原始地球的条件下经多种途径产生。 　　除了氨基酸以外，其他的小分子有机物，如瞟呤、嘧啶等有机碱，核糖、脱氧核糖和脂肪酸等，也可以在模拟实验中形成。例如，有人将CH4、NH3、水蒸气及H2的混合物，通过电子束射击，合成了腺瞟呤；有人用氰酸盐和丙炔腈合成了胞嘧啶；有人用紫外线或γ射线照射稀释的甲醛溶液，合成了核糖及脱氧核糖；有人用甲烷与水通过电晕放电作用生成了包括乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、异戊酸、异己酸等在内的一系列单羧酸，等等。 　　上述模拟实验的方法，已成为研究生命起源化学进化的主要研究方法，而且通过模拟实验的广泛开展，使化学进化的第一阶段的推测得到了科学实验的证实。另外，通过模拟实验也合成出了类似蛋白质和类似核酸的物质，但是与现在的蛋白质和核酸相比；还有一定差别。原始地球上的蛋白质和核酸的形成过程，是否与模拟实验的过程类似，还不能予以证实。但是，模拟实验已经为化学进化的第二阶段的研究提供了一些线索。例如，美国学者福克斯(S．W．Fox)等人将一定比例的氨基酸混合物，加热到160～170℃，得到了分子量很高的聚合物，称为热类蛋白。这种类蛋白具有蛋白质的某些特性，但又有一些不同于蛋白质的特性。 　　2．关于生命起源化学进化的假说 　　生命起源的化学进化过程中，多分子体系是怎样形成的？关于这一问题的研究很难进行模拟实验，很多科学家对此提出了许多看法，其中以团聚体假说和微球体假说最为著名。 　　(1)团聚体假说 这一假说是由苏联学者奥巴林(A．И．OnapИH)提出的。他认为生命发生途径的原始阶段大致可以分为三个基本阶段：①有机物产生阶段；②氨基酸高分子聚合物——原始蛋白质产生阶段；③蛋白体产生阶段，即团聚体产生阶段。奥巴林等人把原来均匀、透明的白明胶的水溶液与阿拉伯胶的水溶液混合在一起后，溶液由透明变得混浊了。在显微镜下观察可以看到在均匀的溶液中出现了小滴，即团聚体。团聚体以明显的边界与周围均匀液体分开。实验证明，用蛋白质、核酸、多糖、磷脂、多肽及多核苷酸等溶液相互混合也能形成团聚体。奥巴林等人认为，团聚体可以表现出合成、分解、生长、生殖等生命现象。例如，团聚体小滴能从周围水溶液里吸收不同的物质，使自己的体积和重量都有所增长。长到一定程度时，团聚体还能“出芽”，形成小团聚体如图1-6-2。如果在团聚体中加入某些酶，那么团聚体就能合成某些有机物。团聚体与周围环境有一个明显的界限，这是原始膜形成的一种可能形式。根据这些特性，奥巴林等人认为团聚体是原始生命的形成过程中极为重要的一个阶段。 　　(2)微球体假说 这一假说是由美国学者福克斯(S．W．Fox)提出的。这一假说认为类蛋白体形成的微球体就是最初的多分子体系。福克斯等人把酸性类蛋白物质放到加热的稀释的盐溶液中，冷却后，放在显微镜下舰察，发现了溶液中形成无数个球状小体。福克斯称这些球状小体为“类蛋白微球体”。微球体的直径约为2～7微米，而且具有稳定性，在每分钟3000次的速度下离心处理，仍然能保持它的结构。它的超微结构有点像细菌，具有双层的界膜，通过这个界膜，与周围环境进行有选择的物质交换。微球体在高渗透压的溶液中体积缩小，在低渗透压的溶液中体积膨胀。微球体也能进行“出芽”生殖。福克斯认为，类蛋白可以作为原始蛋白的模型，微球体可以作为原始细胞的模型。 　　以上两个假说是否正确，还有待进一步研究。无论是团聚体还是微球体，它们的出现都 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 了生物大分子在溶液中有自动聚集的作用，从而形成各种独立的多分子体系。不论是哪一种多分子体系，它们都具有三个共同的特征：①多分子体系内部具有一定的物理化学结构，这是生命起源的一个重要条件。②多分子体系必须同时具有蛋白质和核酸。③多分子体系必须具有原始的界膜。 　　3．关于原始生命发生的推测 　　从多分子体系演变为原始生命的阶段，是生命起源化学进化过程中最复杂和最有决定意义的阶段，目前的研究仅限于推测。据推测，原始生命的特征是具有原始的新陈代谢作用和能够进行繁殖。可以设想，当原始生命在地球上开始出现时，由于大气中仍然缺氧，原始生命只能利用原始海洋中简单的有机物，因此它们的新陈代谢类型应该是异养型的同化作用和厌氧型的异化作用。原始生命出现后，即开始了生物进化的历程。 　　4．我国在生命起源研究方面的重大成就 　　1)1959年，我国科学工作者利用火花放电的方法，从H2、CH4、H2S和水蒸气的混合气体中也合成了几种氨基酸，如胱氨酸、半胱氨酸和一些硫化物。 　　2)1965年，我国科学工作者在世界上首次用化学方法人工合成了具有全部生物活性的结晶牛胰岛素(含有51个氨基酸的蛋白质)。 　　3)1971年，我国科学工作者测定了猪胰岛素的晶体结构。 　　4)1977年，我国科学工作者在探明核苷酸排列顺序的情况下，在人为的定向控制下，按一定排列顺序合成了含有16个核苷酸的核酸片段，称为核糖16核苷酸。 　　5)1981年11月，我国科学工作者又首次人工合成了酵母丙氨酸转运核糖核酸。这次合成的核糖核酸含有76个核苷酸，分子量约为26000，比牛胰岛素的分子量约大4倍，分子结构也比胰岛素复杂得多。 　　上述工作不但反映了我国在探索生命起源问题方面的重大成就，而且对于人类研究蛋 白质、核酸的结构与功能的关系和规律，并为将来人工制造新的生命物质，改造和创造生 命，有着极为重要的理论意义和实践意义。 第二节 生物的进化 　　生命是地球进化过程中的自然产物，当地球发展到一定阶段，化学进化发展到一定水平，生命就随着产生。生命的产生，在地球发展的历史上，从化学进化推进到生物进化的阶段，把地球的面貌从无机世界改变为有机世界。生命的产生是化学进化的结果，也是生物进化的开端。在阐明生物的进化时，主要应该说明如下的三个问题：①首先是用足够的证据来证明生物是进化的；②其次是说明生物进化的历程和趋势，即说明生物在进化过程中发生了哪些变比；③然后是说明生物为什么会发生进化，即从理论上来阐明生物进化的内因和外因。关于这三个问题，历来就存在着“特创论”和“进化论”之争(表1-6-2)。 下面围绕这三个问题来学习进化论的主要内容。 一、生物进化的证据 　　(一)古生物学研究提供的证据 　　化石是古生物学研究的对象，因为化石是保存在地层中的古代生物的遗体、遗迹或遗物，所以对化石的研究能够直接地反映出生物界进化发展的历史过程，为生物的进化提供了可靠的、有力的证据。由于化石的形成是与地层的形成相联系，所以，以化石来证明生物的进化，必须了解地质年代，如果脱离开地质年代，化石也就失去了作为证据的意义。 　　1．地质年代 　　地质年代是指地壳上不同年代的岩石在形成过程中的时间和顺序。依据古生物学的方法，可以将地质年代划分为五个代：太古代、元古代、古生代、中生代、新生代。对于每 一个代还可以再划分为若干个“纪”。由于生物的演化是不可逆的，不同地质时代里有不同的生物类群，因此可以利用地层中生物类群的特征来确定地层的相对地质年代和顺序，也可以利用地层的地质年代来确定生物类群的种类和特征，详见地质年代与生物历史对照表(表1-6-3)： 　 　　2．化石地质年代的测定 　　测定化石的地质年代，主要用放射性同位素的方法。放射性同位素以自己恒定的速度进行衰变，不受外界条件影响。放射性同位素的原有原子核数因衰变而减少到原来的一半(即放射性强度减弱到原来的一半)所经历的时间称为半衰期。各种不同的放射性同位素的半衰期是不同的，但对于每种同位素的半衰期来说，都是恒定不变的。如铀-238的半衰期为45亿年，钴-60的半衰期为5.26年，碳-14的半衰期为5730年。地壳里的化石从形成之日起就含有放射性同位素，而且不断地衰变，由母体同位素变成子体同位素。我们掌握了放射性同位素的半衰期和母体同位素及子体同位素的含量，就可推算出化石的地质年代。目前，我国常用的有“钾-氩法”、“铀-铅法”、“铷-锶法”、“碳-氮法”等等。 　　例如，在某地层里发现含铀的岩石，只要测定其中所含铀-238和铅-206的比例，就可计算出该地层的绝对年龄。因为铀不是一种普遍存在的元素，且半衰期太长，所以不能应用于各种地层。再如，碳的放射性同位素碳-14蜕变为氮-14的半衰期为5730年，可用来确定6万年到1千年范围的化石年龄。 　　3．化石、活化石和孑遗生物 　　(1)化石 经过自然界的作用，保存于地层中的古生物遗体、遗物和它们的生活遗迹。大多数是茎、叶、贝壳、骨胳、牙齿等坚硬部分，经过矿物质的填充和交换作用，形成仅保持原来形状、结构以至印模的钙化、碳化、硅化、矿化的生物遗体、遗物或印痕。也有少数是未经改变的完整遗体，如冻土中的猛犸、琥珀中的昆虫等。 　　(2)标准化石 可用确定地层时代的动植物化石。标准化石应具备的条件是，延续的地质年代短，地理分布广，而且容易认识。例如，三叶虫纲的莱得利基虫的化石，就是寒武纪地层中最常见的化石之一。另如，大羽羊齿这种古植物化石，是种子蕨纲中的一属，是二叠纪的标准化石之一。 　　(3)孑遗生物 在地质历史的较者时期，曾经非常发育、种类很多、分布很广，但到较新时期或现代，则大为衰退，只有一两种孤独地生存于个别地区，并有日趋绝灭之势的动植物。如仅存于我国的大熊猫及原来仅存于我国的银杏、水杉和仅见于美国的红杉等，都是著名的孑遗生物。 　　(4)活化石 广义地讲，活化石是指地质历史上所发生的、至现代还生存着的动植物。狭义地讲，活化石与现代孑遗生物的意义相近。因此，现代孑遗生物一定都是活化石，如大熊猫、水杉；但所有活化石不一定都是孑遗生物，如腕足类的舌形贝，寒武纪开始出现，至现代仍分布于多处海域中，没有即将绝灭的趋势，所以它是活化石而不是孑遗生物。 　　4．化石研究的实例 　　(1)对马化石的研究，证明了马的进化历程是：始祖马(4趾)→三趾马→现代马(单趾)。 　　2)对始祖鸟化石的研究，具体地说明了鸟类起源于古代爬行类。 　　3)对种子蕨化石的研究，具体地说明了裸子植物起源于古代蕨类植物。 　　(二)比较解剖学研究提供的证据 　　1．同源器官和同功器官 　　同源器官是指起源相同，结构和部位相似，而形态和功能不同的器官。同源器官的存在，证明凡是具有同源器官的生物，都是由共同的原始祖先进化而来的。只是在进化过程中，由于它们的生活环境不同，同源器官适应于不同的生活环境，逐渐出现了形态和功能上的差异。 　　同功器官是指外形相似，功能相同，内部结构和起源不同的器官。例如，鸟的翅膀和昆虫的翅膀；葡萄的茎卷须和豌豆的叶卷须。同功器官的存在不说明进化的共源性，但说明具有同功器官的生物适应相同的生活环境，某些器官由于用于同一功能，因而在发展中趋同一致，形成了相似的形态。 　　2．痕迹器官或退化器官 　　痕迹器官是指在生物体上已经没有作用，但仍然保留着的器官，例如人的蚓突(阑尾)，某些蛇类保留着的四肢残余等。在植物中也有痕迹器官，例如荸荠茎节上着生的鳞片是退化的叶；小麦花的内稃和浆片是退化的花被等。由痕迹器官的存在可以追溯某些生物之间的亲缘关系，如人的蚓突说明人来源于有盲肠的动物，蛇的残存四肢说明了它们的祖先是四足类动物。 　　(三)胚胎学研究提供的证据 　　(1)所有的高等生物的胚胎发育都是从一个受精卵开始的，这实际上说明了高等生物都起源于低等的单细胞生物。 　　(2)比较脊椎动物和人的胚胎发育，它们的早期发育阶段都很相似，例如，都有尾和鳃裂，说明它们都是由古代原始的共同祖先进化而来的，而古代原始的共同祖先是生活在水中的，同时也说明人是从有尾的动物进化而来的。通过脊椎动物和人的胚胎发育的比较，说明了生物界的统一起源，也显示了各种脊椎动物之间有一定的亲缘关系。 　　(3)生物发生律又叫生物重演律，是胚胎学研究对进化论最有力的证据。这一定律的主要论点是“生物在个体发育中，迅速重现其祖先的主要演化阶段”，也就是说，胚胎发育重演了该种生物的进化过程。例如，一个哺乳动物以一个受精卵发育开始，经历的囊胚、原肠胚、三胚层等相当于无脊椎动物的阶段，再出现鳃裂，相当于鱼类的阶段，再出现心脏的分隔变化(一心房、一心室→二心房、一心室→二心房、有不完全隔膜的一心室→二心房、二心室)，相当于鱼类、两栖类、爬行类和哺乳类的阶段。这一实例说明了哺乳动物个体发育的过程，简单而迅速地重演了哺乳动物系统发育或进化的过程。这种重演现象在生物界中普遍存在，不仅见于形态结构，也见于生理生化等方面。 　　(四)生理学研究提供的证据 　　比较生理学，主要是血清的鉴别，也为生物进化提供了证据。 　　用一种动物血液的血清注射到另一种动物的血液内，接受血清的动物体内会产生一种抗体。用这种具有抗体的血液制成的血清，叫做抗血清。把这种抗血清与原来动物的血清加在一起，就会发生沉淀现象。但是用这种抗血清与其他动物的血清加在一起时，发生不发生沉淀和发生沉淀的程度，就取于它们之间的亲缘关系了。实验证明，动物亲缘关系越近，沉淀量就越大，反之，沉淀量就越小。例如，用狗的血清注入家兔体内制出抗血清，再用家兔的抗血清来检验狗和其他动物的血清反应，即分别与狗、狼、狐、牛等的血清混合，如图1-6-3，结果表明与狗的血清发生的沉淀最多，与狼的血清发生的沉淀较少些，与狐的血清发生的沉淀更少些，与牛的血清没有发生沉淀。由此可见，狗和狼的血清蛋白在结构和性质上很相似，二者的亲缘关系很近；狗与狐和牛的血清蛋白差别较大，它们的亲缘关系较远。 　　再如，把人的血清作为抗原，注射到家兔体内，家兔体内会产生抗体，然后从家兔体内分离出抗血清。再用这种抗血清分别来检验人、黑猩猩、狒狒和猪等动物的血清，结果如下表(表1-6-4)，表中的百分数表示发生沉淀的多少： 　　(五)生物化学研究提供的证据 　　通过生物化学的分析可知，构成一切生物体的元素是一样的；构成蛋白质的20种氨基酸是一样的；构成DNA的四种脱氧核苷酸和构成RNA的四种核苷酸是一样的；所有的遗传物质和遗传密码是一样的；各种生命活动中的高能化合物ATP是一样的；各种生物体内的糖酵解过程都是相似的。这些证据，说明了生物界各种生物的结构和基本生命活动方面的高度一致性，说明了一切生物都有共同的起源。 　　另外一些证据也揭示了各种生物之间不同程度的亲缘关系。例如，分析不同物种的同一种蛋白质的氨基酸组成，可以看出各种生物之间的亲缘关系。细胞色素C是在生物氧化过程中起电子传递作用的一种蛋白质，由104个氨基酸组成。现已弄清楚了多种生物体内细胞色素C的化学结构，发现它们的全部氨基酸序列都很相似，说明这些生物具有共同的起源。而不同种生物的细胞色素C在结构上的差异，又恰好与它们亲缘关系的远近相对应。下表(表1-6-5)是各种生物的细胞色素C的氨基酸与人的细胞色素C的氨基酸具有差别的数目： 　　同样的例子还有各种动物的血红蛋白、核糖核酸酶、胰岛素等，他们都同样地显示出很大的相似性，往往只有几个氨基酸的不同。 　　(六)遗传学研究提供的证据 　　亲缘关系相近的生物种之间染色体的结构具有相似性，也是进化的证据之一。近似种的染色体数目常常相近，如人的体细胞中有46条染色体，猩猩和黑猩猩的体细胞中都有48条染色体。另外，在高等植物中，染色体的多倍化，可以形成具有亲缘关系的类群。比如小麦种的染色体基数x＝7，而单粒小麦、二粒小麦和普通小麦的体细胞中染色体数分别为14、28和42，这三种染色体核型形成一个系统，说明它们之间的亲缘关系。 　　近亲种间的亲缘关系，也与染色体的内部结构相关。例如，将两种果蝇杂交，可得到杂种，观察这一杂种的染色体时，可以看到在减数分裂第Ⅰ次分裂的前期，它们有些部分还是可以配对的，有些部分不能配对。配对部分说明了它们具有相同的遗传物质，相同的基因序列，这个相同点的唯一解释就是它们有共同的祖先。目前，已经把许多种果蝇进行杂交，并用此法来鉴定它们的亲缘关系。 　　有的科学家也开始从核酸结构上的差异来鉴别物种的异同和亲缘关系。例如，用DNA分子杂交的技术来检查生物之间的亲缘关系，即把两个种的DNA分子用同位素加以标记，接着以加热的办法使其解旋成单链，然后把两个种的单链DNA混合起来，使其在缓缓冷却的条件下恢复成双链DNA。此时可以通过检查杂种双链DNA来判断两个物种的异同程度，如果两种生物的关系较近，则二者的DNA相似程度较高，相互结合的程度也就较高。反之，如果两种生物的关系较远，则它们的DNA相差较大，相互结合的可能性就小。下表(表1-6-6)是根据DNA杂交估计的核苷酸差异的百分比，从表中可以看出人与黑猩猩的亲缘关系最近，而与非洲狐猴的亲缘关系最远。另外，有人曾研究大肠杆菌的DNA分子，发现大肠杆菌的DNA能从其他细菌获得标记DNA，但几乎完全不能从脊椎动物获得标记的DNA，这表明大肠杆菌的DNA与脊椎动物的DNA差异太大，它们的亲缘关系很远。目前，人们测定核酸结构上的差异，最普遍的方法是，测定不同生物的DNA分子中所含的胞嘧啶(C)和鸟嘌呤(G)两种碱基的比例，看其差异的大小。 　　(七)生物地理学研究提供的证据 　　地球上生物的地理分布，特别是结合古代生物的地理分布，也能说明生物的进化过程。例如，澳洲和新西兰为什么极少真兽类，而哺乳动物都是有袋类(袋鼠、袋狼等)及单孔类(鸭嘴兽、针鼹等)，唯一合理的解释是澳洲地区在真兽类发生以前就脱离了大陆，因而是极少真兽类，维持在原始哺乳动物的水平。由于地理的隔离，后来北方大陆出现的真兽类也无法进入该地区。再如，与南美邻近的太平洋中加拉巴哥斯群岛上有14种地雀，它们与南美大陆的地雀已经不同，但又有一定的相似性。这说明海岛上的地雀起源于邻近的大陆，只是在历史发展过程中，各岛上的地雀在不同的生态小环境中形成了不同的适应，才分别演变为不同的地雀种。再如，我国台湾省、海南省的动物，基本上都是我国大陆的类型，如台湾的白冠长尾雉、海南的黑长臂猿等都与大陆类型相似，但又有特殊动物如台湾猴、海南坡鹿等。 二、生物进化原因的探讨——进化的理论 　　(一)拉马克的用进废退学说 　　拉马克的用进废退学说的中心论点是：环境变化是物种变化的原因。拉马克1809年出版了《动物的哲学》一书，系统地阐述了他的进化学说，提出了两个法则：一个是用进废退；一个是获得性遗传。 　　1．用进废退 　　凡是没有达到其发展限度的每一种动物，它的任何器官，在环境条件的影响下，受到动物本身的意志、欲望等的作用，如果比较持续地使用，则会逐渐增强这个器官，使它发达起来，其发达程度与所使用的时间成正比。相反，任何器官如不经常使用，则会逐渐衰弱，其功能减退，最后导致器官的退化或消失。 　　2．获得性遗传 　　在环境条件的影响下，一个动物由于经常使用某器官或经常不用某器官的结果，就会发展某器官或丧失某些器官。这种获得的变异，要是为两性亲体所共有，那么这些变异就能通过生殖作用而遗传给下一代。 　　拉马克用自己提出的法则，解释了长颈鹿颈长、腿长的形成和其他一些动物适应的实例。 　　拉马克是现代进化论的最初奠基者之一，是他第一次从生物与环境的相互关系方面探讨了生物进化的动力，为达尔文进化理论的产生，提供了一定的理论基础。但是拉马克学说缺乏科学的论据，他的获得性遗传的理论目前已被绝大多数学者否定，因为后天获得性一般是不遗传的。另外，拉马克还认为。动物有所谓意志和欲望，存在着一种固有的趋向于完善的动力，这也是错误的。 　　(二)达尔文的人工选择学说和自然选择学说 　　1．人工选择学说 　　人工选择学说是自然选择学说的基础，达尔文从人工选择领悟到了自然选择。 　　首先，达尔文注意到了生物具有遗传和变异的现象，然后根据生物具有遗传和变异现象的事实和对动植物育种工作的观察，从理论上解释了家畜、家禽及栽培植物品种的起源，提出了人工选择学说。达尔文认为，在人工选择的过程中，主要有三个因素起作用：①是变异，变异是形成新品种的原始材料，是人工选择的前提；②是遗传，只有变异而不能遗传，是不能形成新类型的，因此，遗传是传递变异的力量，只有可遗传的变异才具有选择的价值；③人们对变异进行有目的地选择和培育，只有根据人们的需要，不断地对变异进行汰劣留良，使变异逐步向一定的方向积累，才能创造出形形色色、各种各样的动、植物新品种。 　　例如，家鸡的各种品种是起源于野生的原鸡，当人们在饲养野生原鸡时，发现原鸡有不同的变异，人们根据不同的需要选择各种变异，有的选择产卵多一些的，有的选择产肉多一些的，而淘汰掉那些产卵少或产肉少的个体。选择下来的个体让它们繁殖，通过遗传逐代积累变异，这样，一代一代地向着人们各自需要的方向选择下去，就形成了鸡的不同的品种。可见，没有变异就没有选择的原始材料，没有遗传，就没有变异的传递和积累，没有人为的选择，就没有变异的定向发展。 　　2．自然选择学说 　　通过对人工选择的研究，达尔文意识到自然界里也一定存在着同样的选择过程，由此创立了自然选择学说，成为达尔文进化理论的核心。 　　(1)自然选择学说的主要内容 过度繁殖，生存斗争(也叫生存竞争)，遗传和变异， 适者生存。 　　(2)自然选择作用的实例 　　①狼是一种凶残而狡猾的动物，捕食多种动物。它怎样捕获动物呢？比如说，有一个时 期狼比较容易捕获到的动物由于某种原因而减少了，这时候只有行动敏捷的鹿增加了。在这种情况下，最敏捷、最狡猾的狼会有最好的生存机会，因而也就被保存或者被选择下来。那些比较笨拙的狼在生存斗争中就会逐渐被淘汰。于是，狼就在这个过程中进化了。同样的道理，那些最敏捷的鹿也在此过程中被保存或者被选择下来，那些奔跑速度较慢的鹿则在生存斗争中逐渐被淘汰了。这样，鹿也在这个选择过程中进化了。可以说鹿选择了狼，狼也选择了鹿，它们在进行着相互选择。②印度洋南部的克格伦岛上的昆虫一般呈两种类型：许多昆虫不能飞，翅膀退化，而少数能飞的昆虫却翅膀异常发达。这种两极分化现象是怎样形成的呢？原来该岛上经常刮起暴风，昆虫在这样的环境里，只有向这两个相反方向而发生变化的个体，才有更多的机会生存下来：一是向着翅膀强大的方向变化，因为翅膀强大的个体，在与暴风的生存斗争中不容易被刮到海里，而生存下来并繁殖后代；一是向着翅膀退化的方向变化，翅膀退化、不能飞行的个体也不致被暴风刮到海里去，而生存下来并繁殖后代。就这样，那些具有强大翅膀和翅膀退化了的昆虫，都被保留下来，而那些翅膀不够强大但又不很退化的能够飞行的个体，却被暴风刮到海里淹死了，就是说它们在与自然条件的斗争中被淘汰了。③西欧有桦尺蛾的两种变异类型：灰色尺蛾和黑色尺蛾。在一般自然条件下，灰色尺蛾占优势，因为它们停息在长满地衣的灰色树干上，虽然它的生活力较低，但由于体色与周围环境较一致，不易被鸟类发现，属于被选择、被保存的类型。黑色尺蛾虽然生活力较强，但在灰色的环境中却是目标显著，容易被鸟类发现，因而属于被淘汰的类型。1848年，在英国的曼彻斯特，第一次发现有黑色尺蛾个体。随着工业化的发展，英国和德国的一些地区由于烟尘对环境污染日益严重，灰色树干变成暗黑色，于是这种自然背景的改变，也就相应地改变了这两种尺蛾的生存性。黑色尺蛾具有了保护色而被选择和保存，并得到发展，而灰色尺蛾却成了鸟类的显著目标，逐渐被淘汰了。这就是工业区黑色尺蛾逐渐取代灰色尺蛾的现象。到了1895年，黑色尺蛾的数量大量增加，其频率达到了98％。这一例子说明了自然选择的作用，同时也说明了保护色的适应意义，以及适应的相对性。 　　后来，有人曾做过一个实验，把常态型的灰尺蛾和突变型的黑尺蛾，在工业区和非工业区释放，经过一段时间再捕捉回来。结果发现，在两个地区捕捉回来的两种尺蛾的数量和比例是不一样的(见表1-6-7)。在工业区，黑色尺蛾存留下来的超过灰色尺蛾的一倍以上，而在非工业区，存留下来的灰色尺蛾超过黑色尺蛾的一倍。实验的结果，与欧洲工业区尺蛾黑化的情况是一致的。 　　自然选择作用的实例还有很多，不一一列举。 　　(3)自然选择学说的意义 达尔文的自然选择学说正确地说明了生物的变异一般是不定向的，而自然选择则是定向的；达尔文的自然选择学说正确地解释了生物的适应性和多样性；达尔文的自然选择学说对生物进化的原因作了基本合理的解释。 　　(4)对达尔文进化学说的评价 恩格斯把达尔文的进化学说列为19世纪自然科学的三大发现之一，恰当地评价了达尔文的伟大功绩。达尔文的进化学说，由于当时科技水平 的限制和其他一些原因，尚有一些不足之处。例如，对遗传、变异的性质、机理未能阐明；强调微小变异积累的作用较多，而对突变的作用认识不足；引进马尔萨斯的人口论，过分强调过度繁殖对生物进化的作用等。 　　(5)达尔文进化学说的发展 自从1859年达尔文发表了《物种起源》这部划时代的生物科学巨著以来，已经过去一百多年了。这一百多年中，随着生物科学突飞猛进地发展，特别是遗传学、分子生物学研究的深入，进化学说也不断得到修改、充实和提高。达尔文当年没有弄清楚的关于遗传和变异的一些基本 机制 综治信访维稳工作机制反恐怖工作机制企业员工晋升机制公司员工晋升机制员工晋升机制图 ，经过研究和实践，已基本上清楚了。现代达尔文主义者宣称基因突变、染色体变异、基因重组是物种遗传变异的源泉，其中基因突变尤为重要。就是说，生物的进化起源于基因突变，是在自然选择的作用下实现的。 第三节 进化的机制 一、概念 　　(1)孟德尔群体 是指一群可以相互交配的个体。群体的一个主要特征是各个个体具有共同的基因，可以通过有性生殖而实现基因的交流。一个最大的孟德尔群体就是一个物种。 　　(2)基因库 顾名思义，基因库就是基因的“仓库”。是指一个种群全部个体所带有的全部基因的总和，就叫做一个基因库。 　　(3)基因频率和基因型频率 基因频率(即等位基因频率)，是指一个群体中某一等位基因在该位点上可能出现的基因总数中所占的比例。任何一个位点上的全部基因频率之和等于1或100％。 　　基因型频率是指一个群体中，某一位点上的某一基因型所占的比率。基因型频率的总和也等于1或100％。 二、哈迪-温伯格定律 　　1908年英国数学家哈迪和1909年德国医生温伯格先后独立地证明，如果一个种群符合下列条件：①是个无限大的种群；②种群间雌雄个体间的交配是随机的；③没有突变发 生；④没有任何形式的自然选择；⑤没有新基因的加入。那么，种群中各基因频率和基因型 频率可以从一代到另一代维持稳定不变。这就是哈迪-温伯格定律，也叫做遗传平衡定律。 　　举例来说，一个自然种群的一对等位基因A和a的频率或比例是1/2∶1/2。在满足上述5个条件下，这一种群中带有A和带有a的2种精子的比例是1/2∶1/2，带有A和带有a的2种卵子的比例也是1/2∶1/2。有性生殖的结果应产生3种基因型，即1/4AA、1/2Aa 和1/4aa，A和a的比例仍是1/2∶1/2。这一代随机交配产生的第三代，基因频率仍然是1/2∶1/2，基因型频率仍然是1/4AA、1/2Aa和1/4aa。如果继续繁殖下去，只要满足上述5个条件，A、a等位基因的频率就永远是1/2∶1/2，基因型永远是AA、Aa和aa，3者的比例也永远是1/4∶1/2∶1/4。这就是A、a等位基因在这一种群基因库中的平衡状态。 　　现在我们具体算一算第三代基因型和基因型频率。如果第二代的AA与AA交配，第 三代均为AA，其概率为1/4×1/4＝1/16。如果第二代AA♀与Aa♂交配，由于这2个基因型交配产生的后代中，AA的概率为1/2(Aa的概率也是1/2)，因此第三代AA的概率 为1/4×1/2×1/2＝1/16。如果第二代AA♂与Aa♀交配，获得AA的概率也一样是1/　16。如果Aa与Aa交配，第三代中1/4为AA，整个概率为1/2×1/2×1/4＝1/16。aa× aa不产生AA，故不计。把以上AA的概率加在一起，即 1/16＋1/16＋1/16＋1/16＝1/4， 证明了在第三代中AA基因型的频率仍然不变。同样我们也可以说明，Aa基因型频率仍然是1/2，aa基因型频率仍然是1/4。 　　哈迪-温伯格定律可用数学方程式表示： (p＋q)2＝p2＋2pq＋q2＝1 　　其中p代表一个等位基因，如上例中A的频率，q代表另一等位基因，如上例中a的频率。 p＋q永远为1，即A的频率加a的频率为1/2＋1/2＝1。p2代表一个等位基因，即A的纯合子AA的频率，即1/2×1/2＝1/4，q2代表另一纯合子aa的频率，也是1/2×1/2＝1/4。 2pq代表杂合子Aa的频率，即2(1/2×1/2)。 　　上面讲的是2个等位基因的例子。如果等位基因不止2个，而是涉及多个等位基因的性状，哈代-温伯格定律也同样适用，但 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 就要相应调整。例如，有3个等位基因时，公式就应改为： (p＋q＋r)2＝p2＋q2＋r2＋2pq＋2pr＋2qr＝1 　　利用这个定律我们可以推测出一个种群中的等位基因和基因型的频率。举例如下： 　　人的白化病决定于隐性基因a，纯合子aa才表现白化病。正常人的基因型是AA，或是Aa。如果要推断一个人群中有多少人带有白化基因，可以调查这个人群的白化病患者人数，也就是说，调查其中有多少纯合子aa。有了这个数，代入公式，就可得到Aa的人数了，假如调查结果是每10000人中有一个白化病患者，即aa的频率0.0001，代入哈迪- 温伯格公式： q2=0.0001， AA Aa aa 　　因而，q＝0.01 a的基因频率 　　p＝1－q＝0.99 A的基因频率 　　p2＝0.992＝0.9801 AA的基因型频率 　　2pq＝2×0.99×0.01＝0.0198 Aa的基因型频率 三、影响遗传平衡的因素 　　从哈迪-温伯格定律的适用条件来看，这样的理想种群在自然界中是不存在的。因而基因频率总是要发生改变的。定律从反面证明了进化在任何种群中都是要发生的。影响遗传平衡的因素主要有： 　　(1)突变 突变的重要性，首先表现在它是种群中遗传变异的主要来源。突变为生物进化提供了原材料，通过自然选择和随机漂变等因素的作用，从而导致生物的进化。其次，突变本身是影响基因频率改变的一种力量。应当指出，自然条件下，突变不能单独存在，而是和选择，随机漂变等一起起作用，基因频率将受到综合影响。 　　(2)自然选择的作用 自然选择实际上是选择某些基因，淘汰另一些基因，必然引起基因频率的改变，导致基因型频率也随之改变。 　　(3)迁移 一个种群的个体移入另一个能与之交配的种群中，这就带进了新的基因， 从而使种群基因频率发生变化。同样，种群中一些个体的迁出也有可能引起基因频率的改变。 　　(4)遗传漂变 在小的种群中，由于偶然的机会而造成基因频率改变的现象，叫做遗传漂变。漂变的结果，可能使中性基因(既无利又无害的基因)保存下来或被淘汰，也可能使有利基因淘汰掉而保存有害基因。对濒危动物的忧患就是因为个体少，基因库变得贫乏，如果基因不断消失，小种群的濒危动物就可能绝灭了。 四、隔离在物种形成中的作用 　　隔离把一个种群分成许多小的种群，因而可以由于偶然的机会而使基因频率发生变化(基因漂变等)。基因频率的改变，加上不同环境的选择作用，使各小种群向不同方向发展就可能形成新物种。 　　1、地理隔离 　　地理隔离是十分普遍的，因此在进化上起着重要的作用。海水把海岛和大陆的动物隔开；2个湖泊之间的陆地把2个湖泊的水生动物隔开；2个森林之间如有一大片草原，2个森林中的动物就被草原隔开。一条大河有时也成为多种陆生动物的阻隔。这些都是地理隔离。这样的事例极多，不一一列举。但应该指出，对于一种动物的地理隔离不一定是对于另一种动物的隔离。因此隔离不但造成了种的分群，也限制了不同种的分布，因而也造成了不同的生物分布。 　　由此可以看到，地理隔离影响选择，选择使地理隔离所造成的各种群增加差异。而差异逐渐累积就出现了生殖隔离，而一旦出现了生殖隔离，种群之间就没有基因交流了。 　　2、生殖隔离 　　两个种群彼此不能杂交，叫做生殖隔离。 　　(1)交配前生殖隔离 指的是因种种原因而不能实现交配的生殖隔离。①生态隔离。两个种完全可以通过交配产生健康并有生育能力的后代，由于生活在不同的地区，因而不能实现杂交。②栖息地隔离。两个种或种群生活在同一地区，由于占领了不同的栖息地，因而不能实现杂交。③季节性隔离。④行为隔离。2个种或种群由于行为不同，主要是交配行为的不同而产生的生殖隔离。⑤形态隔离或机械隔离。不同种群由于形态，特别是生殖器官形态不同而产生的隔离。 　　(2)交配后生殖隔离指的是交配后合子不能发育或能发育但不能产生健康而有生殖能力后代的生殖隔离。①配子隔离。个体之间可以交配或受粉，但不能发生受精作用。②发育隔离。可以杂交，可以受精，但胚胎发育不正常，不到出生就死亡。③杂种不活。杂种可以形成，但杂种在生出之前即死亡。④杂种不育。杂种可以存活，但不育，不能繁殖产生后代。 　　以上讲的地理隔离和生殖隔离，不是单独发生的，常常是几种情况同时发生，如既有生态隔离，又有行为隔离等。隔离的作用是防止种群的杂交，并且总是由地理隔离发展成为生殖隔离，而一旦发展成为生殖隔离，一个种的两种群便成为两个种了。 五、物种形成的方式 　　(1)渐变式进化 渐变式是在一个长时间内旧物种先形成亚种，然后逐渐积累变异而形成新种。渐变式的物种形成方式在地球历史上是常见的一种方式，通过突变、选择和隔离等过程，首先形成若干地理族和亚种，然后形成。 　　(2)跳跃式进化 (或爆发式进化)不需要悠久的演变历史，在较短的时间内即可形成新种，一般也不经过亚种阶段，而是通过染色体变异或突变，及远缘杂交和染色体加倍，在自然选择作用下逐渐形成新种。 第四节 人类的起源和发展 一、人类起源于动物 　　科学上已有大量可靠的证据，表明人与动物之间有着亲缘关系，人类是由动物界分化出来的，又超出动物界。在分类学上，人的分类地位是： 　　脊索动物门 　　脊椎动物亚门 　　哺乳纲 　　灵长目 　　类人猿亚目 　　人科 　　人属 　　人类的学名是智人，是人科中现存的唯一的属和种。人科中的其他属、种都是已经成为化石的灵长类，其中包括中新世晚期至上新世的拉玛古猿属，还有更新世的南方古猿属。 　　人类起源于动物有多方面的证据： 　　1．从胚胎发育方面看 　　人和所有的高等动物一样，胚胎发育都是从受精卵开始的，经过卵裂形成囊胚、原肠胚，然后出现三胚层，并在三胚层的基础上分化出各种组织、器官和系统。这些发育过程与陆生脊椎动物的发育过程是相似的。此外，人的胚胎发育早期和各种脊椎动物的胚胎发育早期状况也很相似，从鳃裂和尾等特征的出现，说明人类的祖先与水生生活相关，证明人类起源于动物。 　　2．从解剖学来看 　　人类的各器官的结构及功能与哺乳动物的同类器官的结构及功能都是相似的。此外，人体上还有许多退化的和不发达的器官，如盲肠、毛发、耳肌、尾等，这些器官对于人来说已经失去作用，而在动物身上却仍有重要作用。在人身上偶尔也会出现返祖现象，如全身被长毛、具有多乳头、尾椎骨较长等。这些都是人类起源于动物的直接证据。 　　3．从分子水平看 　　人和其他脊椎动物体内的许多重要蛋白质，如肌红蛋白、血红蛋白、免疫球蛋白、溶菌酶、核糖核酸酶、胰岛素和若干种脱氢酶等，它们的氨基酸组成都有广泛的同源顺序，这也证明了人是由动物进化来的。 　　4．从人与类人猿的比较方面看 　　人与现存的四种类人猿在形态、结构、生理、病理、胚胎发育等方面相似。在外貌上，人和现代类人猿都没有尾巴、臀疣和颊囊；脸部与手无毛；有相似的耳廓和具有指甲、掌纹的四肢。在胚胎发育方面，人与现代类人猿都有相似的胎盘，发育过程也相似。在生理生化上，人与现代类人猿的雌性的月经周期和怀孕期相近；血液的化学成分基本相同；人的四种血型在类人猿的血液中也有表现；人和黑猩猩的细胞色素C的结构相同。在遗传方面，三种大猿的染色体数目比人多一对，而长臂猿的染色体数目比人少一对。在病理上，人与现代类人猿所感染的疾病和肠道寄生虫相似。其他方面如刚出生不久的婴儿可以两手攀援在木棍上悬挂起来，重演猿类祖先双臂的特征；婴儿最初是用四肢爬行和发出单音节叫声，后来才逐渐学会两腿直立行走和音节语言；人的前臂和上臂的毛是向着肘部生长，与类人猿相似；类人猿牙齿的数目和形状与人相似；类人猿脑的结构以及行为和表情也与人相似。上述大量事实充分说明人类与现代类人猿是近亲，具有较近的亲缘关系，人类与现代类人猿有共同的祖先。 二、从猿到人的过渡 　　人类是由猿分化来的，从猿到人的转变是一个由量变到质变的过程，经历了一个漫长的发展阶段。从古生物学的化石材料看，目前欧洲、亚洲、非洲都发现了很多古猿化石。那么，人类是由哪一种古猿演变来的呢？这个问题还没有最后的定论，但比较普遍和肯定的看法认为拉玛古猿是人类的早期祖先。拉玛古猿是在大约1500万年前由一种森林古猿演变而来的，以后再由拉玛古猿演化成500万年前的南方古猿，进一步再发展成现代人。 　　拉玛古猿大约生活在距今1500万年到800万年以前，其化石最早发现于印度和巴基斯坦，以后在我国云南和非洲肯尼亚都有发现，这是一种从猿到人的过渡类型。拉玛古猿具有人和猿的双重特征，头骨和面部象猿，但牙齿的数目和分化的程度与人相似，犬齿较小，齿弓近似抛物线形，嘴巴从面部突出的程度也较小，显然与森林古猿不同，而接近于人类。根据伴生动、植物化石及其他资料推测，它们生活在湿热的森林地带，经常采用直立的姿势，常用臂和手攀援和摘取果实，用腿和脚支撑身体，前后肢有了某种程度的分工。在平地行走时也开始逐渐摆脱用手协助的习惯，学会用两脚直立行走，于是完成了从猿到人转变的具有决定意义的一步。大约在800万年前以后，拉玛古猿几乎灭绝。 　　到距今500万年以前，出现了南方古猿。最初是1924年在非洲南部阿扎尼亚发现的一个似人似猿的幼儿头骨化石，后来在非洲南部和东部的许多地点都有发现。1972～1977年在坦桑尼亚和埃塞俄比亚，发现了400万年前的大量人科化石，定名为“南方古猿”。南方古猿已确立了两足直立行走的习惯，躯干、肢体已是人型，已经能够使用天然工具和制造简单的工具，但脑量较小，仅相当于现代人平均脑量的1/3～1/2，头骨更接近于猿类，代表着“亦猿亦人”的过渡类型。 　　一般认为，从制造工具开始，人类便在地球上出现了，从此便开始了人类的发展历史。 三、人类发展的基本阶段 　　(一)早期猿人阶段(或能人阶段) 　　早期猿人(或能人)是原始人类发展的第一阶段，距今300万年到150万年以前。这一阶段的人类已具有人的基本特点，但带有许多原始性。他们不仅能直立行走，而且能制造简单的砾石工具，但他们的吻部突出，无下颌，头盖骨低平，额后倾，外貌像猿。早期猿人的化石主要发现于坦桑尼亚奥尔杜威峡谷，在我国云南省元谋县、河北省原阳县也发现了早期猿人的化石和石器。 　　(二)晚期猿人阶段(或直立人阶段) 　　晚期猿人或直立人大约生存于150万年到20～30万年前。他们身体的形态已有明显的进步性，身材增高，脑量增大，面部和牙齿相对地缩小，行为活动更为复杂，其直立行走姿势和现代人基本相同，已能制造较进步的旧石器，并已开始用火。但这种人眉嵴粗壮，嘴部突出，仍带有一些原始性质。目前发现的直立人化石有我国的“北京人”、“蓝田人”和印度尼西亚的“爪哇人”等。 　　(三)早期智人阶段(或古人阶段) 　　早期智人或古人大约生存于距今10～20万年到5万年前。他们由于久经劳动的磨炼，已失去了大部分像“猿”的特征，而发展到现代人的样子，工具的精制程度比以前更前进了一步。此阶段的人类化石，最早是在德国的尼安德特河谷发现的，故称“尼安德特人”(简称尼人)。尼人的脑量与现代人差不多，眉嵴没有北京猿人那样突出，他们能制造石器，靠渔猎生活，不仅会使用天然火，而且已能人工取火。尼人的生产力进一步提高，例如，我国山西“丁村人”的石器类型都较规整固定，其用途已有明显分工。 　　(四)晚期智人阶段(或新人阶段) 　　晚期智人或新人阶段包括5万年前的人类一直到现代的人类。他们的体质形态完全与现代人相似，而且他们已有雕刻与绘画的艺术，并出现了装饰品。我国北京周口店龙骨山的“山顶洞人”可作为晚期智人的代表。山顶洞人生活在距今18000年前，具有黄种人的特征，他们不仅有加工精细的石器和骨器，还会制造骨针缝制衣服，并能把兽牙、石珠和鱼骨制成装饰品。他们已知利用地形或设立陷阱捕捉大兽，还会用大兽皮修建简单的房屋。他们会摩擦生火，也有埋葬死者的习俗，原始宗教已经产生，这个时期已进入母系氏族社会。 　　在晚期智人阶段，现代人种开始分化和形成，并分布到世界各地。 四、劳动创造了人类 　　在从猿到人的转变过程中，劳动起着特别重要的作用。正是由于劳动，促使到地面生活的古猿上下肢分工越来越明显，手脚逐渐分化，各自向不同方向发展，以适应不同的功能。另外，在劳动过程中，人与人之间的联系促进了语言的形成。劳动和语言，促进了脑的发展，而脑的发展又加速了从猿到人的转变。总之，由于劳动使人类具有了完善的双手和发达的大脑，进而能使用、制造工具，进行有意识的劳动。 　　目前，有一种观点认为，在从猿到人的进化过程中，凡能劳动的古猿，就能取得更多的食物和更有效地抵御敌害，获得更大的生存机会，在自然选择的规律下得以更好地保留下来，繁殖后代并继续进化。反之，不能劳动的古猿，就会被自然选择所淘汰。所以，劳动是一种选择因素而不是创造因素。 第五节 生命进化的总趋势 一、生命进化历史上的十件大事 　　从生命起源到人类出现的漫长进化历史过程中，曾经有过多次重大创新，表现为进化的巨大突破，推动着生命历史的不断跃进。在整个生命进化过程中，究竟出现过哪些重大创新和巨大突破呢？我国著名生物学家陈世骧先生对此提出了自己的观点，总结出生命进化历史上的十件大事： 　　(1)从无机到有机——生命的起源 　　(2)从非细胞到细胞——细胞的起源 　　(3)从异养到自养——藻菌生态系统的形成 　　(4)从厌氧到需氧——能量代谢的提高 　　(5)从原核到真核——细胞机构的复杂化 　　(6)从无性到有性——变异机制的发展 　　(7)从两极到三极——动物、植物、菌类生态系统的形成 　　(8)从单细胞到多细胞——生物机体的复杂化 　　(9)从水生到陆生——生物占领陆地(包括从孢子到种子和从变温到恒温等) 　　(10)从猿到人——劳动创造人类 　　进