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演化论（进化论）是高中生物学中的一个重要内容，亦是生物学领域最重要的学说之一。然而，教科书上对演化的介绍仅仅是演化学说的冰山一角而已。许多人对演化论也有着各种各样的误解，不妨看看下面这些说法，花上一分钟思考它们的正确或否： 1 生活在赤道附近的人因为太阳辐射肤色会加深，这种变化遗传给他们的后代，久而久之肤色变得越来越深。 2 黑猩猩和人类的亲缘关系最近，所以人类是由黑猩猩演化而来的。 3 达尔文的进化学说具有缺陷，无法解释快速的演化过程，例如寒武纪生物大爆发。 4 生物会朝更大、更强的方向突变。 5 生物会朝适应环境、更能传递基因给后代的方向突变。 6 生物在演化过程中会积累大量的突变，其中大多数都是不利突变，快速被自然选择所淘汰。 7 一些几万年来形态都没有太大变化的“活化石”物种，其基因存在变化，所以它正在演化。 8 分布在南北半球，互相之间隔离的两个动物物种，在动物园里发现可以交配产下后代，且后代也能生育，这说明两者实际上是同一物种。 答案 点击下方空白处获得答案 除3、7外，均错误 演化论需要解释什么问题 演化论归根到底需要解释的问题是：生命从何起源，并如何分化成如今世界上多彩的生物种类。 最早的时候，人们信奉神创论，即万物都是由上帝创造出来，并且是一成不变的。 然而，大量证据表明生物并非一成不变，有许多生物正在变化的实例就发生在我们眼皮底下。例如，蚊子开始变得对高温、高海拔和一些驱蚊的化学物质产生耐受能力。又比如，高山上美丽的贝母花由于可以入药而被大量采挖，如今剩下的都是颜色暗淡不容易被发现的个体。
梭砂贝母Fritillaria delavayi由于人工采挖表现出的颜色变化 再比如，我们如今食用的绝大多数粮食作物都不同于它们祖先的样貌，是人类改造了它们的外貌。
墨西哥大刍草Zea mexicana（左）是现代玉米（右）的祖先 神创论的思想倒塌后，从腐肉生蛆的现象，人们又认为生命会自动从无生命的东西中出现。直到巴斯德用曲颈烧瓶实验反驳了这一观点之后，人们才重新开始思考生命的起源。现在我们知道，生命从无生命的东西中起源，这件事大概率仅发生了一次。
随着研究的深入，人们逐渐开始认为，所有生物具有共同的祖先。大量证据可以证明这一点。所有生物（除病毒外）都共享下列的特征：
DNA是生物的遗传物质。它是由许多脱氧核苷酸单体通过聚合而成的长链分子。
所以，生物起源于一个共同的祖先，并且生物可以变化。那么很明显，世界上所有的生物都是从一个共同的祖先变化而来的。并且，这种变化必须能够代代相传，才能够日积月累。另外，生物对不同的环境表现出不同的适应性，所以生物才会变得多种多样。 综上，这其中至少有两个谜题需要解答： 1）生物的变化是如何发生并代代相传的？ 2）什么机制规定了变化的方向；或者说，推动生物朝适应环境的方向变化？ 拉马克：用进废退 早在遗传学出现以前，法国博物学家拉马克便于1809年提出了演化论。他认为演化的根本动力之一是“用进废退”，即经常使用的器官会变得更为发达，另一个是“获得性遗传”，也就是说此个体下一代的该器官也会很发达。 举个例子，长颈鹿之所以脖子这么长，是因为它们努力伸长脖子去够树叶，把脖子拉长了（用进废退），并将这种变化遗传给下一代，使下一代一出生便有长脖子（获得性遗传）。
拉马克的学说听上去非常有道理，它很好地解释了阑尾的退化现象——因为没有用处，于是便退化了。该学说唯一的缺点是：它是完全错误的。后天的锻炼然无法遗传给下一代，例如两位运动员的孩子并不会一出生就是健美冠军。 并且拉马克的学说也不承认共同祖先的存在，他的进化体系中，各个生物更像是平行演化，而非从某一个祖先开始，像树一样辐射出来。 我们现在知道，后天的锻炼之所以不能遗传，是因为这种变化不是刻入DNA的，无法改变生殖细胞内的遗传物质，自然无法遗传给下一代。 达尔文：物竞天择 达尔文提出的演化论版本最为著名，其核心观点是：
我们来分别讨论这两点。 关于“生物的变化”。其实达尔文所处的时代，遗传学还没有得到很好的发展，孟德尔还没有发现豌豆中那些神秘的遗传因子（基因）。达尔文仅仅是看到了生物在小尺度上的变化，却无法解释。因此这个问题达尔文当时无法很好解决，也是当时许多人抨击自然选择学说的依据之一。 关于“物种的定向变化”，达尔文认为并非物种本身在发生定向的突变，突变是无方向的，但其中的有害突变因为不适合环境，容易死亡而难以遗传下去，优良的突变更容易被传下去，表象上看，便是生物发生了定向的变化。
演化的经典案例——达尔文雀。分布于加拉帕戈斯群岛上的一群关系密切的小鸟，为了适应不同环境中的食物，在不同的岛上演化出了不同形状的喙（嘴巴） 我们如今知道，携带生物遗传信息的物质是DNA，每个人体内都有两套遗传信息，分别来自父母。因此，我们总会具有一些父母的性状特征。 然而，遗传物质都是分成一份一份的染色体，并以染色体为单位遗传，当优质基因和劣质基因存在于同一染色体中时，便会出现为了去掉一个坏基因抛弃一个好基因，或者为了保留一个好基因顺带了一个坏基因的现象。于是生物便演化出了重组。当我们产生生殖细胞时，染色体之间会发生随机的重组，有概率使一些好基因组合到一条去。 另外，在遗传信息传递或复制的过程中可能会出现错误。虽然细胞会尽全力去修补，依然容易出现错误并形成突变，改变原有的基因。重组和突变是遗传多样性的根源。
重组 需要强调，重组和突变是完全随机的，并不定向。 但是，携带那些更“好”基因的个体，会更为适应环境，并能留下更多的后代，将好基因给下一代，让下一代在一个更好的基础上继续发生突变和遗传。反之，如果个体携带了“坏”基因，它留下的后代会更少或根本无法留下后代。这被称为自然选择。因此，突变导致变化，自然选择则规定了演化的方向。
不是长颈鹿努力够树叶把脖子弄长了，而是在竞争有限的树叶资源时，脖子短的处于劣势而被饿死了。 ......好吧，似乎长颈鹿也能去吃草。目前认为长颈鹿的脖子可能是由于性选择等原因变长，而非食物竞争的原因，所以这并不是一个很好的例子。大家get到自然选择的原理就行 在上文中，我们提到运动员的孩子不会是天生的运动员，但他们常常比一般人更善于体育运动。可以这样解释：运动员相比普通人，他们可能带有一些特殊的遗传信息，使他们天生适合运动锻炼。这样，运动员所生下的后代很可能也携带类似遗传信息，进而也可能善于运动。但这样的遗传信息不能100%保证他们的后代成为运动员，更无法让后代成为天生的运动员，只有当天生的遗传信息和后天的锻炼相结合，才能造就一个运动员。 现代综合进化论 讲了这么多，我们似乎有一个关键问题没有聊到——如何定义“演化”？诚然，一些形态或性质上的变化是肉眼可见的，我们知道长颈鹿起源于短脖子的祖先，我们也知道自己源自于笨笨的猿类。脖子的变长、脑容量的增加，都是实实在在的演化。 然而还有一些物种，它们似乎几百万年来都没太大变化，化石里的样貌和现代个体的样貌如出一辙。难道演化之力在这些生物上失效了？似乎也不见得，毕竟只要这些生物存在，便会发生突变并受到自然选择。我们如何去判断一个物种是否发生了“演化”呢？
水杉的化石和现存个体 随着遗传学的发展与对DNA的认识逐渐加深，人们意识到，DNA上有一部分是基因，其中一些基因能引起生物的外形改变。然而还有很多基因，它们操控的是生物的内在特征，比如血红蛋白的含量、身体的渗透压、内脏的位置和供能、脑的神经排布与思考方式等等、植物的叶绿素含量、细胞内部的结构变化。这些特征都无法直接反映在外表上。 不仅如此，DNA上还有很多组分，它们往往操控哪些基因在什么时候在什么部位表达，从而间接地影响生理。
一些基因控制肉眼可见的性状。但一些并非如此。 既然有这么多肉眼看不见的变化妨碍了我们的研究，不妨直接从“基因”上来定义演化，或许更为方便。 自然选择表面上是对适合环境与不适合环境个体的选择，实质上可以看作是对基因的选择，劣质的基因被遗传下去的概率更小，优质的基因被遗传下去的概率更大。 在染色体上处于同一位置，作用相同的基因称作等位基因。倘若有一个好的等位基因，不论它的影响是否能被肉眼看见，它都能使携带自己的个体存活率更高，将自己遗传下去，竞争掉那些与自己功能相同，但不如自己的等位基因。最终，群体中携带这种等位基因的个体数量会变多，这种好的等位基因的占比（基因频率）便会上升。
“长褐毛等位基因”A与“长白毛等位基因”a在最初的频率都是50%，经过两代选择后，A的频率变为100%，a变为0%。由于资源有限，每一代只有红框内的个体能繁殖，并且由于白色个体处于劣势，因此白色个体无法活到繁殖期。注意，a是隐形基因，故Aa也表现为褐毛。 不同的基因位点之间，由于操控的性状不一样，一般认为不会构成竞争。比如，在“开花”位点上的开大花基因和“叶子”位点上的长大叶子基因之间不存在竞争，但都在“开花”位点上的开大花等位基因和开小花等位基因之间存在竞争。 这样，我们便可以定义“演化”了：当群体中等位基因频率发生变化时，我们便认为该群体发生了演化。相比于达尔文的演化论更强调个体变化，这样的定义更强调群体的变化，认为种群是演化的基本单位。那些“活化石”物种，仅仅是在外貌上没有太大变化而已，它们也存在基因频率层面上的演化。 进一步思考，如果演化是基因频率的变化，那么一切能导致基因频率变化的因素，都能导致演化。由此，科学家总结了五条导致演化的主要的动力：
由此，综合了进化论、遗传学、生态学、古生物学等多重学科的现代综合进化论便诞生了。它的核心思想总结如下： 1）种群是进化的基本单位，进化是基因频率的变化（基因频率主要由上述五种力量所干预）。 2）重组和突变（和染色体畸变）等可遗传的变异为自然选择提供素材。 3）自然选择主导进化的方向。 4）隔离会导致物种的形成（见下文）。 相比于达尔文的演化论，现代综合进化论更加强调种群作为演化的基本单位，利用遗传学解释了重组和突变的来源，指出了除自然选择、突变以外还存在其他推动演化的动力。 从现代综合进化论，我们也可以看出，只要一个物种没有灭绝或几近灭绝，它就在经历演化。因为只要这个物种还在繁殖，就一定存在变异和重组；只要这个物种存在于环境中，它就会经历自然选择的压力。并且，几乎所有种群都存在一些意外死亡等随机事件，遗传漂变不可忽视。只要这些力量还在，基因频率的数字就会开始跳动，演化之手就会不可逆地推动着这个种群。 物种的形成 至此，我们已经揭示了推动生物发生变化的力量之根源。但问题还没有解决完，为什么大家都在经历自然选择，最后却演化成了不同的物种呢？ 在揭示分化的原理之前，我们有必要讨论物种的定义。 “种”（species）是生物分类体系之中，唯一真实存在的阶元。而“目”“科”“属”之类皆虚，是人为定义的阶元。例如，人（Homo sapiens）这个物种是客观存在的，然而并不存在某种生物，其身份是“灵长目（Primates）”。倘若有一个灵长目中的未知物种，记作Primates sp.，它也应当是灵长目下某个具体的物种。总之，自然界中，实际上并不存在“灵长目”这么个东西。
白头叶猴Trachypithecus leucocephalus，灵长目动物，极危物种，亦是我国广西喀斯特地貌的明星物种 常见的物种定义包括形态学种、生物学种、系统学种等。 形态学种即纯粹根据形态判定物种。优点很明显，缺点也很明显。其优点在于方便，缺点则包括：1.一些物种在外观上极其相似；2.当涉及到新物种的判定时，形态学种的主观性过强。因此，尽管形态学描述依旧是发表新种不可缺失的一环，但现在几乎没有人单单凭借形态学证据去发表新物种，往往还要综合系统发育树的研究结果。
这张图中有2个物种，1个可食，1个剧毒，在形态上几乎无法区分 生物学种则是基于生殖隔离而定义的，相互之间存在生殖隔离的种群是两个物种。生殖隔离的定义比多数人想象的要宽很多。比如，没法生出孩子、生出孩子活不了、生出孩子但孩子无法继续生育等。除了这些，生殖隔离还包括地理隔离（两个物种老死不相往来）、机械隔离（比如性器官的形状不匹配）、时间隔离（生存季节或发情时间错开了）、栖息隔离（比如一个水生一个陆生）、行为隔离（求偶行为不同或语言不通等）。 生物学种在动物中用的比较多，但植物和真菌较少采用该定义，因为植物和真菌中普遍存在跨种甚至跨属杂交。比较极端的例子包括柑橘属Citrus和兰科Orchidaceae。 柑橘属中几乎任意两个物种都能杂交，葡萄柚、柠檬、甜橙、酸橙、青柠、莱檬、四季橘（那个冠以金桔之名的超酸绿色果子，Citrofortunella mitis）全是杂交的产物。这么多“物种”，真正的老祖只有4个：橘子、柚子、香橼和菲律宾的一种小橘子。值得一提，金桔（C. japonica）也是原生的物种，但它并未参与这场混战。
一点小小的柑橘震撼 而跨种杂交这点小把戏放在兰科都不够看。兰科植物存在广泛的跨属杂交，并从中诞生了非常多的观赏品种，一些品种的杂交母本已经难以考证了。为此，兰科甚至有一套独特的命名方式，例如属名Brassocattleya就代指Brassavola柏拉索兰属和Cattleya卡特兰属的杂交物种。
拟堇兰Ionopsis utricularioides、文心兰Gomesa flexuosa和两者的杂交种 Ionmesa popcorn 'Haruri’。杂交种的市场名包括爆米花/变色龙/七彩蝴蝶系统学种（或支序学种）则是通过分析遗传信息构建系统发育树，在系统发育树上可识别的分支都可看作单个物种。系统学种的定义强调单系性。 通过系统学的分析，人们成功地找出了许多“隐藏种”及“复合群”。“隐藏种”指形态上和另一个物种差异极其细小，几乎只能通过系统学方法识别的物种。而当存在大量相似且难以识别的隐藏种时，这些种类便构成一个复合群。
系统学在面对复合群和隐藏种时是得力的工具。然而，当个体之间再小的基因差异，也能在系统树上体现出来之时，对于这些差异，究竟算作“个体差异”，还是“新物种的差异”呢？这就很大程度上取决于研究人员的主观意愿了。 对于上图中的假褐云斑鹅膏复合群，其中的物种尚存毒性的差异，存在研究的价值。然而对于更多复合群，其中的物种仅存地理分布差异，或甚至连地理差异都不明显，如此定义的系统学种又存在多少实用价值呢？某些新物种给人的感觉更像是某些学者赶着完成KPI的产物，对于鉴定反而徒增烦恼。 系统学的诞生之初，其目的是为了让我们看的更清晰。可叹的是，如今系统学技术日臻完善，但对于几个小小的物种，我们却看不明晰了。系统学种的界定，还需要更进一步的讨论与规定。
裂褶菌Schizophyllum commune，看似是世界广布的物种，实则由于地理隔绝存在大量分化，产生了很多隐形种。是否有必要独立这些隐形种，取决于研究人员的意愿 上图中，展示了基于裂褶菌Schizophyllum commune的ITS序列构建的裂褶菌的系统发育树。可以见到，这些个体在基因上已经明显地分化成了几个类群，并且这种分化一定程度上和地理隔绝有关（紫色-东亚；蓝色-南亚；绿色-欧洲与东亚；黄色-美洲；红色-亚洲），但它们在形态上暂时不存在明显的区别。倘若再等上几百万年，它们最终可能会分化成不同物种。这种由于某一个物种分布太广，造成基因间的流动阻隔，导致物种的分化，被称为邻域物种形成。
裂褶菌Schizophyllum commune。图中是哪个地区的个体并不重要，因为它们在形态上几乎没有区别 领域物种形成有时会带来令人困惑的结果。银鸥Larus argentatus的不同亚种环绕北极分布，形成一条链。链上相邻的亚种之间都可以交配，存在基因交流，但不相邻的亚种间却无法杂交产生可育后代。 倘若沿用动物中常用的生物学种的定义，则在A-B-C这三个相邻的种群中，AB、BC都是同一个物种，然而AC由于存在生殖隔离，并不是同一个物种。归根结底，是因为相邻的种群之间都存在一定的基因分化，而当相隔多个种群时，积累的基因分化超过一定程度，最终导致了生殖隔离。
去海边整点薯条 由此可见，物种分化的核心是隔断基因交流。当同一物种的两个种群失去了基因交流，它们便会开始积累不同的基因（从系统学种的定义来看，现在就已经产生新物种了），直到两者之间的分化达到产生生殖隔离，便可以看作形成了新物种（从生物学种的定义来看）。 即便两个种群在经历相同的自然选择压力，也别忘了突变和遗传漂变，这两种力量是完全随机的，会促进两个种群各自固定随机的基因，促进分化的产生。基因迁移则增加基因的流动，抑制分化的产生。
Ensatina eschscholtzii，美洲的一种蝾螈，其分布呈环形，基因流动的隔离造成了亚种的分化。从左下角标记为褐色的种群开始，顺时针绕一圈到粉色种群，可以看到相邻的亚种之间形态基本相似，但当这个环的两个末端相遇时，位于两个末端的物种形态差异极大。这样的物种称为环形种。 物种隔离最常见的一种类型便是地理隔离，由于地理上的隔绝而阻断了两个物种的基因交流。数千万年前，东非大裂谷在非洲上形成，将非洲上的猿类种群分割为了东西两个种群，两者之间隔断了基因交流。西部雨林资源丰富，食物易得，那里的种群最终分化成了黑猩猩和倭黑猩猩；东部的森林则逐渐萎缩，进而逼迫东部的种群下树捕猎，学会了直立行走。由于地理隔离而造成的物种分化，称为异域物种形成，是最常见的物种形成方式，也是现代综合进化论中所指出的物种形成方式。
现存和人类关系最密切的动物是黑猩猩 但有时，不需要地理隔离也能形成基因隔离。例如植物中经常出现多倍体化的现象，即二倍体的植物由于某种原因变成了四倍体。四倍体和二倍体产生的后代是三倍体，三倍体后代由于减数分裂时联会的紊乱而无法产生配子，是不育的，于是二倍体和四倍体之间便产生了生殖隔离。 无籽西瓜便是利用秋水仙素人工诱导西瓜变成四倍体，再用四倍体和普通二倍体西瓜杂交而成的三倍体西瓜。
最为常见的香蕉品种（华蕉，Cavendish蕉）也是三倍体植物，繁殖只能依靠分株，其祖先是二倍体的小果野蕉Musa acuminata。
小果野蕉 这种生活在同一地区的不同个体产生生殖隔离并产生新物种的现象，称作同域物种形成。 物种的形成和灭绝是演化的自然过程。多数情况下，物种的形成是缓慢的，这也是达尔文所持的观点。然而寒武纪生命大爆发却是一个反例。早在寒武纪以前的太古宙至元古宙，生命就已经出现了，但直到寒武纪之前，生命在地层中留下的化石都极其稀少。寒武纪伊始，地层中的化石数量突然猛增，似乎表明当时的生物数量迎来了一轮爆发。 *化石数量变多并不意味着很多生物死了，相反，表明当时的生命十分繁盛。因为化石需要活埋或者刚刚死掉的新鲜尸体被掩埋才能免于被分解，所有生物中仅有极少的比例能变成化石，因此化石多，意味着当时的生物基数多。
现存几乎所有动物的“门”，比如节肢动物门、脊索动物门、尾索动物门等，其祖先都在这场大爆发中最早登上了演化的舞台。这场爆发，奠定了如今动物界的样貌 这表明，渐变式的物种形成并非唯一的物种形成模式。由于环境的改善，或者某些突破性的成就，物种可能会爆发式增长，尤其是在一个种群的边缘地带，生存压力更大、边缘效应明显。爆发和渐变是演化的二重奏，两者相继交互出现。这便是物种形成的间断平衡理论。寒武纪的生命爆发，可能就是环境含氧量上升、厌氧菌毯崩溃、以及操控身体发育的同源异形基因（Hox）诞生的综合结果。 推动爆发式增长的力量可以是自然选择，也可能是遗传漂变，目前我们还不好说，当面对剧烈的环境变化时，是自然选择占上风，还是随机事件所带来的不确定性占上风。 间断平衡理论强调的是进化速率的波动性。有人认为，这个理论将进化分为渐变和爆发，暗示了两者背后不同的推动力量（而非自然选择完全主导），是对传统进化理论的挑战。事实上，我们没有必要将每个生物进化的阶段都一刀切地分为“渐变式”或“爆发式”，两者不存在本质的区别，只需认识到这种波动性的存在。间断平衡理论应当是传统演化理论的补充，与其拘泥于间断平衡理论中渐变与爆发的定义，不如去研究这种波动性背后的原因，是否能用传统理论加以解释。
传统的演化理论（上）和间断平衡理论（下） 分子演化与中性学说 上文所讨论的演化，都发生在较大的层面上——种群、物种，甚至更大。我们说，演化本质上是基因频率的改变。那么理所当然地，我们可以在基因和分子水平上看到演化的发生。 不同的等位基因，表现在DNA上，便是不同的DNA序列。DNA在复制时可能产生错误，引发一些碱基的变化，如果这种变化恰好发生在生殖细胞中，那么其后代就会携带这种突变了的DNA。这可以看作DNA层面的演化。
紫外线诱导的DNA突变（胸腺嘧啶二聚体），这种二聚体修补过后，新的DNA序列可能与旧的会存在差异，造成突变。 如果DNA序列的变化发生在编码蛋白质的序列（基因）上，则有可能使编码出来的蛋白质序列也发生变化。
几种DNA突变造成的后果。DNA为三个碱基对应一个氨基酸。左上：正常基因。左下：点突变造成第三个阅读框变成终止密码子，产生异常短的蛋白质。右上：点突变造成第二个氨基酸的变化。右下：插入了一个碱基，导致后面所有的阅读框错位，影响最大。 DNA的突变发生极其频繁，理论上，连续繁殖多代之后，后代的DNA就和亲代差异很大了，会出现大量的夭折和畸形儿。那么为何事实并非如此呢？原因有二。 其一，细胞中有一套高效的DNA修补系统。生物体内的许多DNA聚合酶不仅具有合成DNA的功能，还有3'→5'外切酶活性，一边合成一边校对，遇到错误的碱基顺手切掉。 除此之外，对于DNA上的损伤区域，如果损伤只涉及DNA双螺旋的一条链，可以切掉该链上的错误部分并修补（因为碱基具有互补配对关系），即切除修复。 如果两条链都断了，上文说过人体内备有两套遗传信息，可以用另一套遗传信息作为模板来修补，即重组修复。紧急情况下，细胞还会启动SOS修复，把周围的核苷酸抓过来，不管三七二十一直接修补到双链断裂处。当然，这种修补方式极容易引发错误。
切除修复 其二，即便DNA发生了突变，许多时候也不影响蛋白质的序列。即便蛋白质的序列变化了，有时也不影响蛋白质的功能。 DNA中，基因以及基因相关序列仅占30%。如果突变到了那70%上，这些序列对蛋白质合成没有影响。 即便突变到了基因上，由于多种DNA序列可能对应同一个氨基酸，同样不影响合成出来的蛋白质序列。例如，密码子CCU、CCC、CCA、CCG都对应脯氨酸，无论最后一位碱基怎么突变都无妨。这被称为密码子的简并性。 即便突变影响到了蛋白质序列，如果突变出的新氨基酸和老氨基酸在性质上相似，则对蛋白质的整体结构可能没有影响。而在生物中，结构决定功能，结构不变，功能一般也不会变化。比如，谷氨酸和天冬氨酸都是亲水的酸性氨基酸，两者互相突变，影响较小。然而，如果谷氨酸或天冬氨酸突变成了丙氨酸这种疏水氨基酸，则可能影响蛋白的结构。
地中海地区的一些人们，其血红蛋白β亚基第六位的氨基酸，从原本的谷氨酸（亲水酸性）突变成了缬氨酸（疏水），导致他们的血红蛋白β亚基结构和正常人不一样。异常的血红蛋白会聚合成长链，堆积在细胞中使红细胞变形，输氧能力和变形性下降。这被称为β链珠蛋白地中海贫血 1968年，日本学者木村资生提出了中性进化假说，即大多数DNA或蛋白质的序列变化并不影响它们的功能。日常产生的大量突变其实并无“好” “坏”之分，其中很多没有任何影响，也有不少的影响非常微小，难以被一刀切地划分为好突变或坏突变。这些突变几乎不会受到自然选择，它们是去是留，很大程度上是随机的，也就是说取决于遗传漂变。
一些突变不影响蛋白质序列 中性理论曾经被质疑过，主要因为最初版本的中性理论过于激进地认为物种之间的“可观差异”基本都是随机固定的，由遗传漂变所决定，但显然自然选择也贡献了不少。 之后中性理论还打过几次补丁，现在比较流行的是“几乎中性”理论：多数突变实际是轻微有害的，但在小群体中遗传漂变占上风使这些突变被随机固定。也就是说，进化的常态是：中性突变、略微有益和（多数）略微有害的突变被随机固定；明显有害的突变会快速被自然选择淘汰；明显有益的基因则缓慢被固定。有益基因的正向选择，是明显少于随机固定和负向选择的。现在主要争论的问题是，遗传漂变和自然选择各自贡献了“可观差异”的多少。 中性理论还为新基因的产生提供了一些想法。例如，目前认为很多新基因都是通过一种称为“基因重复”的方法产生的。因为某些原因，基因可能会被复制多份，其中一份保持原来功能，另外几份则慢慢开始积累中性突变，可能会获得新的功能，最终变成新的基因。新基因和原有基因之间互为旁系同源基因。
一般来说，DNA或蛋白质上每个位点发生突变的概率是相同的。而这其中，大部分突变不会受到自然选择影响（除非在很重要的序列上）。那么可以近似认为这些序列的变化速度是一样的，每单位时间内，都有固定比率的碱基或氨基酸在DNA或蛋白质上被替换掉。那么如果知道了这一变化速率，再去测定不同生物的DNA蛋白质的序列差异，我们便可以推测出这些生物的分化时间，也就是它们的最近共同祖先所存活的时间。这便是分子钟。 分子钟测定各生物起源时间 回顾&解析 回顾 可以根据下面的内容，回忆文章内容。
解析 1 生活在赤道附近的人因为太阳辐射肤色会加深，这种变化遗传给他们的后代，久而久之肤色变得越来越深。 错误。这是典型的“拉马克式”错误。皮肤被晒黑的人，其后代不会天生皮肤黑，就像两位运动员的孩子不会一出生就是健美冠军。正确的说法是：肤色更深的人在赤道附近的存活率更高，因此控制深色皮肤的基因更可能被遗传下去，最终被固定在赤道附近的人群中。 2 黑猩猩和人类的亲缘关系最近，所以人类是由黑猩猩演化而来的。 错误。现存的任何物种都不会是另一个物种的祖先。人类和黑猩猩亲缘关系近，是因为两者能追溯到不久前的一个共同祖先。人类和现存鱼类的关系较远，是因为两者的共同祖先需要往前追溯比较久远的时间。就比如，小A和他的哥哥亲缘关系近，是因为他们两个是同一对父母生的，而不是因为小A是他哥哥生的。 3 达尔文的进化学说具有缺陷，无法解释快速的演化过程，例如寒武纪生物大爆发。 正确。达尔文认为物种的演化是渐进而缓慢的。这一漏洞被间断平衡理论补上了。 4 生物会朝更大、更强的方向突变。 错误。突变是没有方向的，自然选择有方向。 并且，自然选择的方向通常不是变得“更大更强”，而是更适应环境，能留下更多后代的方向。 5 生物会朝适应环境、更能传递基因给后代的方向突变。 错误。同上，突变无方向。 6 生物在演化过程中会积累大量的突变，其中大多数都是不利突变，快速被自然选择所淘汰。 错误。依据中性理论和“几乎中性”理论，大多数突变都是中性或轻微有害的，主要被随机固定而非被自然选择淘汰。 7 一些几万年来形态都没有太大变化的“活化石”物种，其基因存在变化，所以它正在演化。 正确。依据现代综合进化论，演化是基因频率的变化。 8 分布在南北半球，互相之间隔离的两个动物物种，在动物园里发现可以交配产下后代，且后代也能生育，这说明两者实际上是同一物种。 错误。生殖隔离的定义包括地理隔离，只要在自然条件下两者不可能相遇，即便在实验条件下可以产生可育后代，也认为两者存在生殖隔离。而根据动物中最常用的生物学种的概念，存在生殖隔离，则两者是不同的物种。 写在最后... 演化论，其实就是一帮科学家在讲故事，讲一场已经表演了30亿年，现在就在你我身边上演着，在可预见的未来也会继续的生命故事。这场故事里，每一位演员都是匆匆过客，累积起来却变成了一篇宏伟的史诗。 “若无演化之光，则生物学的一切都没有意义。” 生物学家们从个体的变化开始入手研究，通过长颈鹿和达尔文雀，他们透过锁着演化秘密的锁孔向内望，看到了演化的冰山一角。此后，一代一代的学者们描绘出更为具体的演化过程，从推动演化的无形至手，到新物种的形成，再到所谓的宏进化——恐龙如何变成鸟，哺乳动物如何在新生代翻盘...他们讲述了更为宏大的演化故事。还有一批人，则试图探望那最微小的毫末，在那一切故事的起点：核酸和蛋白质中，找到了演化之手所留下的痕迹。无数知识的结晶像拼图综合起来，最终构成了一整幅演化图景。 然而现在的我们，也不过是透过更多的锁孔，看到了更丰富的画面而已。自然界对我们，很大程度上依旧保持神秘。 只不过现在，当我们诚心发问——人类为什么聪明、昆虫为什么会飞、万物为何如此这般，我们不再会迷信鬼神或上帝，而能顺着演化之路，一步步往回追溯到问题的伊始，去看那小小的基因频率的变化，是如何在演化之手的操控下，在未来掀起狂澜的。 演化，带我们看清了过去，发生在当下，决定着未来。
一株可以无限放大的生命之树。来自www. 复制此链接：https://www./life/@biota=93302?otthome=%40_ozid%3D1#x623,y795,w1.0461
真菌生命之树。 |
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