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中性进化学说或者分子演化理论有何意义?优质

376次浏览| 2022-06-28 06:23:24 更新
来源:互联网
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我通俗的解释一下中性进化理论的意义。

众所周知,我们熟悉的进化论,是达尔文在《物种起源》一书中提出来的,他指出,整个生物存在一种进化过程,整个进化符合一个简单的道理:物竞天择,适者生存。

其中前者表明了选择的重要性,很多时候,一种生物出现,或者一种生物的某种特点能够保留下来,是因为天择,也就是自然选择。比如为什么哺乳动物如今可以这么活跃,因为一方面当今的氧气含量不低,另一方面,哺乳动物的生活方式和特点有利于哺乳动物能够经受选择,比如我们对体温的调节,避免我们像冷血动物一样,一旦天气变冷就动不了了必须得休眠。

比如我们的生殖方式,体内提供羊水,这样可以人类极大的远离水源,而不需要担心新生儿缺水(反观不少低等动物,比如青蛙等必须在水中产卵才可以生存)。这就是物竞天择。而适应了这种环境的生物才能生存下来,反过来,不适应的生物,那么就会被淘汰。比如脖子短的长颈鹿,面对较高的树,他们根本无法够得着,最终结果就是被淘汰。

比如我们的生殖方式,体内提供羊水,这样可以人类极大的远离水源,而不需要担心新生儿缺水(反观不少低等动物,比如青蛙等必须在水中产卵才可以生存)。这就是物竞天择。而适应了这种环境的生物才能生存下来,反过来,不适应的生物,那么就会被淘汰。比如脖子短的长颈鹿,面对较高的树,他们根本无法够得着,最终结果就是被淘汰。

这就是进化论的经典理论,但是这里存在个问题,这种理论放大了选择的意义,使得我们认为,能够得到的性状,一会定时适应大自然,然后才能生存的。

然而,事情的真相是,很多时候,我们的性状根本没经过选择,他不存在好坏,或者说,不好也不坏,是中性的。

比如,男人的胡须,就是这样一种中性的特点,长不长胡须,胡须好看不好看,并不影响人类的生存,所以这种性状一直延续着,这就是中性进化。

中性进化是对达尔文进化论的重要补充。

 

中性漂变学说首先是一个方法,一个可以量化的框架,其次才是结论。大家可以去读进化论,大量的观察描述和精彩的推论,但你不需要数学就能理解。而到了种群遗传学和中性漂变学说,就应用了大量的数学统计知识:如何量化种群大小和选择压力的影响,如何用这一套数学工具去解读观察数据。所谓“中性漂变”其实就是在种群大小有限的前提下,应用一整套统计工具后的一个结论。除此之外,很多情况下中性漂变也是进化研究的零假设(null hypothesis)。比如要证明某个基因在加速进化或者保守进化(positive / purifying selection),就必须在统计上拒绝这个零假设。简单说就是并没有一个强有力的机制来保证生物是朝着一定方向进化的。中性进化是一个日本科学家提出来的,是基因频率的进化速率不按照一定方向进行,但是存在不同方向突变,并且没有存在选择压力,而是被中性地保存下来。保存下来的纯属偶然。存在很多这样的现象,例如当核苷酸或者氨基酸的突变没有一个确定的选择机制时,可以朝着任意方向进行。但是也存在一些不足,因为个人感觉有点等同于遗传漂变,即发生在一个小群体的效应。比如建立者效应和瓶颈效应,对于一个小群体的等位基因的基因频率的变化是具有随机性的。中性理论从一个新的视角来说明进化的机制,完善和开拓了一个新的理解进化的角度。现在认为,进化的推动力有自然选择和遗传漂变(约等于中性进化)。

微观的同源异形基因从苍蝇到小鼠并没有进化的样子(可以互补),那到底是什么出了问题?下面是我总结的理论,应该有一种关键基因,一下子把所有东西都升级了!就如蒸汽机一样,齿轮组传送带什么的技术早就发明了,人们也用它们造出了各种各样的机械,这就是漫长的中性突变积累时期,这些发明似乎是在推动社会进步,但你会发现人们的生活似乎和一千年前也没什么区别。然而,蒸汽机一发明,瞬间人类社会就进步了。  中性突变就是似乎那些没有改变人们生活的发明,而蒸汽机就是关键基因的突变。这就显示出了中性突变的重要性,你要是把蒸汽机发明提前一万年,它马上就被历史淘汰了!有中性突变的积累,然后才有突飞猛进的进化。

其实关于中性进化,我觉得应该加上另外一个间断平衡理论才好理解这个理论是生物的演化不是漫长的渐变而是剧烈的突变。代表性证据就是玄武纪大爆发,一下子各式各样奇形怪状的物种就冒了出来。按照旧有的达尔文理论,变化应该是一点点出现的,像是鱼爬上陆地,用了一百万年长腿,这过程中,腿是一点点由鳍变出来的,然而故事不是这样的,腿是一下子就冒出来了!发育上这是由同源异形基因调控的,事实上,苍蝇的眼睛基因可以互补小鼠的突变体。这就表示这一种蛋白它们是通用的。

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