『壹』 發育生物學的發展歷史
從發展的歷史來看,發育生物學是一門既古老又年輕的學科。它是在胚胎學的基礎上發 展起來的,起源於上世紀五十年代,在上世紀七十年代才正式形成一個獨立的學科,從敘述胚胎學、比較胚胎學及實驗胚胎學發展為化學胚胎學及分子胚胎學的過程中逐漸形成的一門新的學科,也是上述這些學科的綜合和進一步的發展。
八十年代起,由於遺傳學、細胞生物學、分子生物學等學科的發展,大量新的研究方法的應用,發育生物學取得了巨大的進展。這門學科的研究內容發展到配子的發生和形成;受精過程;細胞分化及形態形成,包括發育過程中不同細胞群如何按照一定的時間順序及空間關系有序地重新配置、特化、進而產生出各種細胞類型,最終器官表型特徵的出現和特殊功能的建立;基因在不同發育時期的表達、控制與調節,基因型和表型表達之間的因果關系;發育過程中細胞核與細胞質的關系、細胞間的相互關系以及外界因素對胚胎發育的影響。其中細胞分化是發育生物學中的核心問題。
發育生物學從學術思想上可追溯到19世紀末期。W.魯創立的所謂發育機制學的學科,就提出要研究有機體建成的原因和因子以及這些因子的作用方式。而且這學科是要追究形態建成功能的產生、維持和衰退的原因。可見他已經注意到個體發育中相互關系的實質,而且他所理解的個體發育也不限於胚胎時期。由於當時的科學水平,W.魯所賦予這個學科的使命是無法實現的。W.魯之後的實驗胚胎學在條件許可之下,主要致力於胚胎各部分的發育潛能、器官原基的決定,在決定過程中鄰近組織的影響,或者說主要集中在胚胎的組織與細胞之間的相互影響和它們如何組排,從這方面分析和了解胚胎發育,但卻忽略了對發育機理的追索。
直到40年代,由於組織化學、生物化學的滲透,發展起化學胚胎學,希望由發育中的化學變化了解發育。這在實質上是從另一個側面敘述胚胎發育。這一個發展階段為以後的發育生物學創造了條件,使得胚胎學家較容易地接受來自分子生物學和分子遺傳學的影響。
盡管在實驗胚胎學的早期曾經探討過細胞核在發育中的作用,如T.H.博韋里曾經指出染色體在發育中的重要作用,並且不斷有涉及遺傳與發育的工作,但是由於證實了核的全能性以及關於鑲嵌型卵子的研究,細胞質在發育中的重要性更受到重視。占相當比重的關於器官發育的研究,始終未考慮細胞核的作用。直到分子遺傳學和分子生物學確定了遺傳物質的性質和構造,發現了遺傳密碼,揭露出蛋白質合成的機制,才使人們認真考慮基因在發育中的作用,以及細胞分化的機制──在產生出構成有機體的各種細胞類型的過程中,基因是怎樣地被控制的。在這基礎上逐漸形成了發育生物學。
由於認識到,外表相去甚遠的植物和動物在發育上有很多共同點,有些簡單的有機體(如藻類和粘菌)是研究細胞分化的非常有利的模式系統,發育的過程不僅僅出現在一個有機體的胚胎發生期間,而且出現在整個生命期間的各個階段,這就使發育生物學研究的對象和范圍遠比實驗胚胎學擴大了。
『貳』 需要一份生物學發展史
在自然科學還沒有發展的古代,人們對生物的五光十色、絢麗多彩迷惑不解,他們往往把生命和無生命看成是截然不同、沒有聯系的兩個領域,認為生命不服從於無生命物質的運動規律。不少人還將各種生命現象歸結為一種非物質的力,即「活力」的作用。這些無根據的臆測,隨著生物學的發展而逐漸被拋棄,在現代生物學中已經沒有立足之地了。
20世紀特別是40年代以來,生物學吸收了數學、物理學和化學等的成就,逐漸發展成一門精確的、定量的、深入到分子層次的科學。人們已經認識到生命是物質的一種運動形態。生命的基本單位是細胞,它是由蛋白質、核酸、脂質等生物大分子組成的物質系統。生命現象就是這一復雜系統中物質、能和信息三個量綜合運動與傳遞的表現。生命有許多為無生命物質所不具備的特性。例如,生命能夠在常溫、常壓下合成多種有機化合物,包括復雜的生物大分子;能夠以遠遠超出機器的生產效率來利用環境中的物質和能製造體內的各種物質,而不排放污染環境的有害物質;能以極高的效率儲存信息和傳遞信息;具有自我調節功能和自我復制能力;以不可逆的方式進行著個體發育和物種的演化等等。揭露生命過程中的機制具有巨大的理論和實踐意義。
現代生物學是一個有眾多分支的龐大的知識體系,本文著重說明生物學研究的對象、分科、方法和意義。關於生命的本質和生物學發展的歷史,將分別在「生命」、「生物學史」等條目中闡述。
在17世紀,近代自然科學發展的早期,生物學的研究方法同物理學研究方法大不相同。物理學研究的是物體可測量的性質,即時間、運動和質量。物理學把數學應用於研究物理現象,發現這些量之間存在著相互關系,並用演繹法推算出這些關系的後果。生物學的研究則是考察那些將不同生物區別開來的、往往是不可測量的性質。生物學用描述的方法來記錄這些性質,再用歸納法,將這些不同性質的生物歸並成不同的類群。18世紀,由於新大陸的開拓和許多探險家的活動,生物學記錄的物種幾倍、幾十倍地增長,於是生物分類學首先發展起來。生物分類學者搜集物種進行鑒別、整理,描述的方法獲得巨大發展。要明確地鑒別不同物種就必須用統一的、規范的術語為物種命名,這又需要對各種各樣形態的器官作細致的分類,並制定規范的術語為器官命名。這一繁重的術語制定工作,主要是C.von林奈完成的。人們使用這些比較精確的描述方法收集了大量動、植物分類學材料及形態學和解剖學的材料。
18世紀下半葉,生物學不僅積累了大量分類學材料,而且積累了許多形態學、解剖學、生理學的材料。在這種情況下,僅僅作分類研究已經不夠了,需要全面地考察物種的各種性狀,分析不同物種之間的差異點和共同點,將它們歸並成自然的類群。比較的方法便被應用於生物學。
早期的生物學僅僅是對生物的形態和結構作宏觀的描述。1665年英國R.胡克用他自製的復式顯微鏡,觀察軟木片,看到軟木是由他稱為細胞的盒狀小室組成的。從此,生物學的觀察和描述進入了顯微領域。但是在17世紀,人們還不能理解細胞這樣的顯微結構有何等重要意義。那時的顯微鏡未能消除使影像失真的色環,因而還不能清楚地辨認細胞結構。19世紀30年代,消色差顯微鏡問世,使人們得以觀察到細胞的內部情況。1838~1839年施萊登和施萬的細胞學說提出:細胞是一切動植物結構的基本單位。比較形態學者和比較解剖學者多年來苦心探求生物的基本結構單元,終於有了結果。細胞的發現和細胞學說的建立是觀察和描述深入到顯微領域所獲得的成果,也是比較方法研究的一個重要成果。
到了19世紀,物理學、化學比較成熟了,生物學實驗就有了堅實的基礎,因而首先是生理學,然後是細菌學和生物化學相繼成為明確的實驗性的學科。19世紀80年代,實驗方法進一步被應用到了胚胎學,細胞學和遺傳學等學科。到了20世紀30年代,除了古生物學等少數學科,大多數的生物學領域都因為應用了實驗方法而取得新進展。
系統科學源自對還原論、機械論反身提出的有機體、綜合哲學,從C.貝爾納與W.B.坎農揭示生物的穩態現象、維納與艾什比的控制論到貝塔郎菲的一般系統論,系統生態學、系統生理學等先後建立與發展,20世紀70-80年代系統論與生物學、系統生物學等概念發表。從香農資訊理論到I.普里戈津的耗散結構理論,將生命看作自組織化系統。細胞生物學、生化與分子生物學發展,艾根提出細胞、分子水平探討的超循環理論,20世紀90年代系統遺傳學及系統醫葯學、系統生物工程的概念發表。隨著基因組計劃、生物信息學發展,高通量生物技術、生物計算軟體設計的應用,帶來系統生物學新的時期,形成「omics」系統生物學與計算系統生物學的發展,國際國內系統生物學研究機構建立而進入系統生物學時代
『叄』 生物學的由來,說一下為什麼
20世紀40年代以來,人們為了找出生命不服從於無生命物質的運動規律,吸收了數學、物理學專和屬化學等的成就,逐漸發展成一門精確的、定量的、深入到分子層次的科學,就是後來的生物學。
人們通過生物學認識到生命是物質的一種運動形態。生命的基本單位是細胞,它是由蛋白質、核酸、脂質等生物大分子組成的物質系統,生命現象就是這一復雜系統中物質、能和信息三個量綜合運動與傳遞的表現。生命有許多為無生命物質所不具備的特性。
(3)生物學思想發展的歷史擴展閱讀:
生物學最早是按類群劃分學科的,如植物學、動物學、微生物學等。由於生物種類的多樣性,也由於人們對生物學的了解越來越多,學科的劃分也就越來越細,一門學科往往要再劃分為若干學科。
例如植物學可劃分為藻類學、苔蘚植物學、蕨類植物學等;動物學劃分為原生動物學、昆蟲學、魚類學、鳥類學等;微生物不是一個自然的生物類群,只是一個人為的劃分,一切微小的生物如細菌以及單細胞真菌、藻類、原生動物都可稱為微生物,不具細胞形態的病毒也可列入微生物之中。
因而微生物學進一步分為細菌學、真菌學、病毒學等。
參考資料來源:網路——生物學
『肆』 生物的進化歷史
一切生命形態發生、發展的演變過程。「進化」一詞來源於拉丁文evolution,原義為「展開」,一般用以指事物的逐漸變化、發展,由一種狀態過渡到另一種狀態。1762年,瑞士學者邦尼特最先將此詞應用於生物學中。
進化思想的發展 古代人們在栽培植物和馴養動物的生產實踐中,積累了關於生物的形態、構造和生活習性的知識,注意到生物機體的變化以及生物與環境的關系,逐步形成了樸素的生物進化思想。古希臘的亞里士多德通過對他那個時代有關動物的知識的系統整理,把540種動物按性狀的異同分為有血的和無血的兩大群,每群之下又分為若干類。他進一步提出生物等級即生物階梯的觀念,認為自然界所有生物形成一個連續的系列,即從植物一直到人逐漸變得完善起來的直線系列。中國戰國時期匯集的《爾雅》一書記載了生物類型的變化;漢初的《淮南子》一書,不僅對動植物作了初步分類,而且提出各類生物是由其原始類型發展而來的。
近代科學誕生以前,進化思想發展緩慢,當時廣為流行的是神創論和物種不變論。這種觀點直到18世紀仍在生物學中占統治地位,其代表人物是瑞典植物學家C.von 林耐(1707~1778)。他所提出的分類系統雖然有助於揭示生物物種之間的歷史聯系,但他卻把物種看作是上帝創造的不可改變的產物。隨著生產和科學的發展,積累了許多新的與物種不變相矛盾的事實。在大量事實的影響下,甚至像林耐這樣堅定的神創論者,在晚年也不得不承認由於雜交的結果能產生新種。和林耐的觀點相反,法國學者G.L.L.布豐(1707~1788)相信物種是變化的,現代的動物是少數原始類型的後代。他把有機體與居住環境聯系起來,認為氣候、食物和人的馴養等因素可引起動物性狀的變異。1809年,另一位法國學者J.-B.de拉馬克(1744~1829)在其《動物學哲學》中,用環境作用的影響、器官的用進廢退和獲得性的遺傳等原理解釋生物進化過程,創立了第一個比較嚴整的進化理論。1859年C.R.達爾文發表《物種起源》一書,論證了地球上現存的生物都由共同祖先發展而來,它們之間有親緣關系,並提出自然選擇學說以說明進化的原因,從而創立了科學的進化理論,揭示了生物發展的歷史規律。
19世紀80年代以來,以A.魏斯曼(1834~1914)為代表的新達爾文主義,把種質論和自然選擇學說相結合,豐富了達爾文的進化理論。20世紀30年代以來,以T.杜布尚斯基(1906~1975)等人為代表的綜合進化論綜合了細胞遺傳學、群體遺傳學以及古生物學等學科的成就,進一步發展了以自然選擇為核心的進化理論。60年代末,日本學者木村資生等人提出中性學說,又在分子水平上揭示了進化的某些特徵,補充、豐富了進化論。
進化的進步性 地球上的生命,從最原始的無細胞結構生物進化為有細胞結構的原核生物,從原核生物進化為真核單細胞生物,然後按照不同方向發展,出現了真菌界、植物界和動物界。植物界從藻類到裸蕨植物再到蕨類植物、裸子植物,最後出現了被子植物。動物界從原始鞭毛蟲到多細胞動物,從原始多細胞動物到出現脊索動物,進而演化出高等脊索動物——脊椎動物。脊椎動物中的魚類又演化到兩棲類再到爬行類,從中分化出哺乳類和鳥類,哺乳類中的一支進一步發展為高等智慧生物,這就是人。
生物界的歷史發展表明,生物進化是從水生到陸生、從簡單到復雜、從低等到高等的過程,從中呈現出一種進步性發展的趨勢。一般說來,進化過程的進步具有如下特徵:
①在生物界的前進運動中,可以看到不同層次的形態結構的逐步復雜化和完善化;與此相應,生理功能也愈益專門化,效能亦逐步增高。
②從總體上看,遺傳信息量隨著生物的進化而逐步增加。
③內環境調控的不斷完善及對環境分析能力和反應方式的發展,加強了機體對外界環境的自主性,擴大了活動范圍。
生物進化的道路是曲折的,表現出種種特殊的復雜情況。除進步性發展外,生物界中還存在特化和退化現象。特化不同於全面的生物學的完善化,它是生物對某種環境條件的特異適應。這種進化方向有利於一個方面的發展卻減少了其他方面的適應性,如馬由多趾演變為適於奔跑的單蹄。當環境條件變化時,高度特化的生物類型往往由於不能適應而滅絕,如愛爾蘭鹿,由於過分發達的角對生存弊多利少,以至終於滅絕。對寄生或固著生活方式的適應,也可使機體某些器官和生理功能趨向退化。如有一種深海寄生魚,雄體寄生在雌體上,雄體消化器官退化,唯有精巢特別膨大,以保證種族繁衍。
有些研究者對進化的進步性表示懷疑,認為進步性不是進化的基本特徵,也不是進化的本質。科學研究證明,進化不全都引起進步,進化過程中也有退化,但從有機界總的進化過程看,進步性發展是進化的主流和本質。
進化的方式 生物界各個物種和類群的進化,是通過不同方式進行的。物種形成(小進化)主要有兩種方式:一種是漸進式形成,即由一個種逐漸演變為另一個或多個新種;另一種是爆發式形成,即多倍化種形成,這種方式在有性生殖的動物中很少發生,但在植物的進化中卻相當普遍,世界上約有一半左右的植物種是通過染色體數目的突然改變而產生的多倍體。物類形成(大進化)常常表現為爆發式的進化過程,從而使舊的類型和類群被迅速發展起來的新生的類型和類群所替代。
漸進進化是達爾文進化論的一個基本概念。達爾文認為,在生存斗爭中,由適應的變異逐漸積累就會發展為顯著的變異而導致新種的形成。因為「自然選擇只能通過累積輕微的、連續的、有益的變異而發生作用,所以不能產生巨大的或突然的變化,它只能通過短且慢的步驟發生作用」。與達爾文的主張相反,早期遺傳學家如荷蘭的H.de弗里斯等相信,新種可由大的不連續變異即突變直接產生,並把這種方式看作是進化變化的主要源泉,認為自然選擇對生物的進化不起積極作用。現代進化論堅持達爾文的漸變論思想和自然選擇的創造性作用,強調進化是群體在長時期的遺傳上的變化,認為通過突變(基因突變和染色體畸變)或遺傳重組、選擇、漂變、遷移和隔離等因素的作用,整個群體的基因組成就會發生變化,造成生殖隔離,演變為不同物種。20世紀70年代以來,一些古生物學者根據化石記錄中顯示出的進化間隙,提出間斷平衡學說,代替傳統的漸進觀點。他們認為物種長期處於變化很小的靜態平衡狀態,由於某種原因,這種平衡會突然被打斷,在較短時間內迅速成為新種。
生物的進化既包含有緩慢的漸進,也包含有急劇的躍進;既是連續的,又是間斷的。整個進化過程表現為漸進與躍進、連續與間斷的辯證統一。
『伍』 近代生物學發展歷程
施萊登與施旺的細胞學說,為生命科學的研究奠定了基礎
拉馬克提出「用進廢退」「獲得性遺傳」,早期的生物進化思想開始形成
達爾文提出生物進化論,開創了生物科學發展的新時代
『陸』 科學思想的發展經歷了哪幾個明顯的階段每個階段的典型特徵是什麼
請參考:
《中國科學技術史》
作者:(英)李約瑟
成書時間:1952年
類別:科技史
版本推薦:科學出版社版
書海領航
《中國科學技術史》是李約瑟教授的煌煌巨著。如果你想了解中國古代的科學技術,就必須讀這部書;如果你想了解中國古代文化的燦爛成就,就必須讀這部書;如果你想了解中國古代對世界文化的貢獻,就必須讀這部書。
我們國家本來是有編纂歷史的偉大傳統的,但近代以來,我國科技落後了,有志之士急於趕上先進的西方,把精力大都投在學習、應用現代科技上,對本民族傳統的整理未免就拖延下來。因為語言及文化的相對關系,中國人了解西方,相對於西方人了解中國,要廣泛與深刻,相信隨著時間的推移和研究的深入,中國人也可以寫出自己的站在全球歷史上的科技史。李約瑟在全書的序言里,站在一個西方研究者的角度,列出了寫這么一部中國科技史的條件,共有6條:(1)有一定科學素養,並從事多年實用研究;(2)熟悉歐洲科學史;(3)熟悉歐洲歷史;(4)作為科學家體驗中國人的生活;(5)能閱讀中文文獻;(6)得到中國學者的指導。李約瑟不無驕傲地說,這些難得的條件在他身上都具備了。他在中國呆過一段時間,並與許多中國一流的學者建立了友誼,比如李四光、竺可楨、華羅庚等等。這些都為他的工作提供了莫大的便利。
從以上的敘述可以看出,本書有兩個顯而易見的優點:第一,在全球視野中對中國科學技術史的考察;第二,最大限度地搜集了中文文獻資料。如果你是一個科技史作者,中國人難在第一點,西方人難在第二點。這兩個難點在一部書中都得到解決,立刻就成了無可比擬的優點。我們就能看到中國古代在科技上取得了多麼偉大光輝的成就,這些成就與當時的世界其它文明相比,顯示出何種意義。
李約瑟是劍橋大學教授,英國皇家學會會員、英中了解協會會長。因為這部著作,他的名字逐漸為每一個真正關注中國的人所熟知,所贊頌。
內容梗概
《中國科學技術史》是一部真正的巨著。全書共分七卷,內容包括我國有史以來的地理和歷史情況(第一卷)、科學思想的發生和發展(第二卷)、數學、天文學、地學(第三卷)、物理學、工程技術(第四卷)、化學、化工(第五卷)、生物學、農業、醫葯(第六卷)以及這些學科得到發展的社會背景(第七卷)。僅僅以各分卷的主題情況看,這部書就稱得上是中國古代科學技術的網路全書。
但作者不願在這里就停下探索的步伐,他還討論了中國哲學中科學思想的發生和發展問題。他認為,中國人已經用自己的歷史證明了,中國人在較早時期至少是和希臘人一樣善於推測大自然的法則。中國沒有產生亞里士多德那樣的人物,只是因為阻礙現代科學技術在中國發展的那些抑制因素,早在中國可能產生亞里士多德那樣的人物以前,就已經開始起作用了。雖然中國人總是運用原始型的理論與假說,但那些經驗性的發現和發明,還是對世界的歷史產生了深遠的影響。這是因為中國人很善於計劃並能進行有用的實驗來進一步改良技術。很清楚的一個事實是,中國社會發展技術的有利條件雖然少於文藝復興以後的歐洲社會,但中國古代,卻取得了比古代地中海地區奴隸制的城邦文化或封建時代的歐洲文明大得多的發展。歐洲從中國汲取去的技術極為豐富多彩,可是在公元後頭14個世紀中,歐洲人往往完全不知道這些技術的來源。
在歐洲人看來——中國也同樣——我們所面對的是一系列驚人的科學創始精神,突出的技術成就和善於思考的洞察力。既然如此,為什麼現代科學,亦即經得起全世界考驗、並得到合理的普遍贊揚的伽利略、哈維、牛頓的傳統,是在地中海和大西洋沿岸發展起來,而不是在中國或亞洲其他任何地方得到發展呢?李約瑟在全書的最後部分提出了這個問題的討論。
在第一卷的第五、第六兩章里,李約瑟對中國古代科技史描述了一個大致的輪廓。第五章是先秦時期,在史前時期主要講了農作物和勞動工具,一些家畜、家禽的馴養。商、周時期主要講了青銅器、鐵器的製作。第六章內容是全國統一的帝國,從秦開始到明末耶穌會傳教士的東來。概述了這1800年的歷史及科技,這一工作是在一種全球史觀的背景下進行的。李約瑟考察中國的具體的科技史料時,發現它們的焦點往往在宋代。不管在應用科學方面或在純粹科學方面都是如此。特別應該提到的是水利工程的改進以及它們的擴大應用,如閘門和新的測量儀器等。在宋代,至少有496項水利工程收到了效果,而唐代只有91項。在建築方面,李誡在公元1100年所著的《營造法式》是中國建築工程的經典著作。宋朝的代數學達到了古代中國的最高峰。最重要的,對人類作出最大貢獻的還是化學,它是在唐代道觀里不知名的實驗室里開展起來的,現在終於的確出了成果:火葯成了有用的武器——宋金之戰便是它的第一個試驗場。最遲在公元1000年左右,宋朝人就已經用弩炮來發射出「炸彈」了。在公元1040年左右寫的《武經總要》這一巨著中,就已確定了「火葯」這一名稱,並且記載了拋射武器、毒氣和信號彈、噴火器以及其它新發明的迅速發展。
另一項偉大發明——活字印刷術,也出現在這一時期,沈括在《夢溪筆談》里詳細記載了它的發明人及工作原理。而《夢溪筆談》正是一部偉大的科技著作,科學的內容佔全書五分之三,包括許多天文學、數學以及化石方面的記載,還包括凸雕地圖和制圖方面的注意事項、冶金方法的描述以及占很大篇幅的生物學觀察。中國古代的另外一項偉大發明,也在這部書里有了最早的描述,那就是羅盤。
如果說中國古代有具有獨特特色的一種學科,並且在現代還有發展的話,那就是中醫學及葯物學。從第一個大醫生扁鵲,第一部醫書《黃帝內經》開始的中醫傳統,劃過了一條明亮奪目的軌跡,到明朝出現了一個總結性的人物李時珍,他的《本草綱目》,無疑是明朝最偉大的科學成就。李約瑟指出,李時珍在和伽利略—凡薩利烏斯(16世紀德國名醫,現代解剖學的奠基人)的科學運動完全隔離的情況下取得如此輝煌的成就,這對任何人來說都是難能可貴的。《本草綱目》共62卷,詳細敘述了約一千種植物和一千種動物,並說明它們在葯用上的價值和可能具有的價值。他還非常精確地討論了蒸餾法及其歷史、預防天花的牛痘接種、水銀、碘、高嶺土和其他物質在治療中的用途等等。
總體來說,李約瑟這部《中國科學技術史》是一項開創性的工作,向全世界說明了古代中國人的聰明智慧對人類文明的發展作出了多麼巨大的貢獻。
精彩篇章推薦
對具體學科在歷史上的情況感興趣的讀者,可以按我們在內容梗概中的說明選讀相應的分卷。試圖了解一般情況的讀者,我們推薦以下章節。
第一卷第一章,序言 本書寫作的緣由和科學史的寫作方法。
第五、六章,歷史概述 中國科技史概述。
第七章,中國和歐洲之間傳播科學思想和各種技術的情況 作者反駁了形形色色的「傳播論」,論證了中國人的獨立發明和發現。
精彩語言輯錄
△沒有一個民族或一個多民族集體曾經壟斷過對科學發展所作出的貢獻。
△中國所能提供的古代原始資料比任何其它東方國家、也確實比大多數西方國家都要豐富。
△中國則是全世界最偉大的有編纂歷史傳統的國家之一。
△羅馬的文化在勞動人民中的根基是如此之淺,以致不能抵禦這一變化。相反的,即使在漢代中國,文化也已深深地植根在廣大的農民大眾之間。
△過去,中國是和外界有接觸的,但是,這種接觸從來沒有多到足以影響它所特有的文化以及科學的格調。
『柒』 現代生物學的發展
僅僅一個世紀的發展,基因科學就已成為可動搖人類生存基礎的一場革命,其巨大的創造力和破壞力使人們深切感受到其兩面性。不論基因科學的研究將朝哪方向發展,人類歷史都將因基因學而走向新的轉折點,即出現一個重新認識自我的開端。
德國《明鏡》周刊1月11日一期刊登著名生物化學家於爾根-內費時文章,眉題為<發明的世紀>,正題為《基因技術的革命》,摘要如下:
公歷2000年標志著人類歷史上一個轉折點――隨著基因技術革命的進行,它已動搖了人類自身生存的基礎。這一變革的目標是一個被克隆的植物、動物和隨時都有可能成為現實的克隆人的世界,一個人工繁殖的世界。那時,帶有可控制的和可操縱的遺傳本質的完美和理想的孩子降生已不再屬於偶然。
回顧本世紀基因技術的發展過程,我們會發現,20世紀的研究者們彷彿與魔鬼立了約以達到最終佔有創造力,人類在科研領域里那種浮士德式的探索精神還從未像現在這樣顯露無遺棗例如,將整個人類遺傳特徵解密的人類基因組項目這一全球科研的馬拉松始終吸引著人們的極大關注。
美國生物學家瓦爾特-吉爾伯特曾把人類基因的染色體組稱為自然科學的「聖杯」。現在,有人要碰這座「聖杯」,也反映出現代生物學進退兩難的境地和兩面性的特徵:一方面它許諾讓人們了解到人與自然在內心深處的結合,預言人類能戰勝某些疾病甚至戰勝死亡;而另一方面又以此威脅人的自由將結束和自然界將死亡就像自然界在幾十億年過程中幾番毀滅和再生那樣。人類正處在一個重新認識自我的開端。」
今天,在基因組項目的高技術殿堂,人們能看到許多吸引人的又令人震驚的專業成果,例如;人作為機器的僕人看著機器人和分析器怎樣將人的遺傳特徵解密少數幾位在基因研究的最前沿從事科學奴隸勞動的專家每天讀著成千上萬個遺傳物質的「字母」。用鋼做的機械臂去抓做實驗用的薄片或黴菌培養箱里的細菌和病毒提供培養基;用微型吸管滴出微量帶有人體不可見的遺傳物質碎片的溶液;特殊的凝膠在電場里將染色體組分離;掃描器和電腦每天不斷地、夜以繼日地分析利用已獲得的數據。
這些基因組織的化學組成部分用一大串字母來表示,也可以用一個字母簡稱。人類染色體組的排列順序填滿了大約一萬冊(每冊都有300頁)書。因此人的秘密也就不存在了。
遺傳學的誕生
奧地利原天主教神父、遺傳學家約翰·格雷戈爾-孟德爾(1822-1884年)曾將豌豆的不同變種雜交,並揭示出規律性。1865年,他發現遺傳基因原理,總結出分離規律和自由組合規律,為遺傳學提供了數學基礎,創立了孟德爾學派,由此成為「遺傳學之父」。
孟德爾的《植物雜交實驗》學術著作被許多國家共133個機構所收藏,但卻沒有引起應有的反響。虔誠的孟德爾信誓旦旦地說:「我的時代已經來到。」它確實到了,但卻是在他逝世16年後。
遺傳學的誕生准確地說是在1900年。孟德爾的著作被束之高閣30多年後,三位歐洲學者重新發現了孟德爾的理論。在此之前,世界顯然還沒有成熟到接受孟德爾的觀點。就連達爾文也不承認孟德爾的研究成果對他的進化論的意義。法國哲學家米歇爾-富科曾說:「孟德爾是一個十足的怪物。」
當孟德爾的《植物雜交試驗》再次出現時,時代已開始成熟地接受他的思想。緊接著在基因科學領域發生了爆炸性事件:荷蘭人胡戈-德弗里斯(1848-1935年)在他的實驗中發現遺傳特徵的重大變化,他稱之為「突變」。基因研究經歷了一個令人陶醉的繁榮時代。1910年,美國人托馬斯-亨特-摩根(1866-1945年)出版了他第一部關於果蠅實驗的首批成果。他不僅證明了孟德爾定律的正確性,而且還證實了長期存在的一種猜測,即藉助於顯微鏡能看到的在細胞核里呈小棍形狀結構的染色體就是基因的所在地。
生物學領域各種流派的繁衍當物理界靠愛因斯坦、普朗克和海森貝格等所取得的成就而光芒四射時,生物學家卻在本世紀的頭三分之一的時光內渾水摸魚,進行著激隊的派系斗爭。
首先達爾文的進化論就遭到許多人的強烈反對。當武斯特主教夫人看到達爾文1859年出版的《物種起源》時竟然說道:「讓我們希望這不是真的。即使是真的,也讓我們祈求它不被普遍承認!」
祈求是沒有用的。達爾文的進化論直至今天仍是生物學最重要的理論,它雖然受到長期的壓制,但梵蒂岡在l00多年後終於承認進化論是物種起源的模式。「強者生存」,這絕不是達爾文的初衷,達爾文也從來沒這么說過,但是,一個世紀以來它卻發展成改變社會的意識形態,即使這種叫法隱藏著強權社會的「社會達爾文主義」思想。但這更多的是達爾文表兄弗朗西斯-高爾頓(1822-1911年)的意思。此人在19世紀後期提出了一個改善人種的綱要,他稱之為「優生學」。
於是高爾頓被所有其他人看作怪人,其實他不過是別人早一些領會了時代精神。當他的理論自本世紀初在英語世界受到最大的擁護時,優生學在德國在第一次世界大戰結束之際已確立了完整的專業領域棗首先於1917年在德國精神病學研究所、然後1927年在柏林威廉皇帝人類學遺傳學和優生學研究所開辟了優生學專業,後者的主任歐根-菲舍爾同時也擔任德國種族衛生學學會的領導。早在希特勒在慕尼黑發動啤酒館暴動的1923年,該市的大學里就為優生學專業設了一個教授職位。當時流行一部專業性手冊叫《人類遺傳學和種族衛生學》,其作者之一就是歐根.菲舍爾。希特勒在坐牢期間曾讀過這本手冊,從中汲取了營養。歐根-菲舍爾的接班人奧特馬·馮·弗許爾男爵後來曾考慮讓自己的一個助手到奧斯威辛集中營去當醫生。而這個人正是約瑟夫-門格勒。有些國家實施「消極的優生學」措施,以防止「劣等」基因的傳播。希特勒在大選中通過大肆叫囂要消滅劣等民族也贏得不少選票。在20年代後期,美國有大約20多個州補充了絕育法。在執行方面,加利福尼亞州可謂急先鋒。在那裡,連殘疾人都被實施絕育。其數量比其他所有州都多。
在第三帝國,優生學得到了德國式的最徹底最堅決地貫徹:數十萬人按照加利福尼亞州的模式被施以絕育。種族主義狂熱最終把優生學上升為種族滅絕。在第二次世界大戰期間,估計有600多萬人被殺害,他們當中主要是猶太人,還有吉卜賽人、病人、殘疾人和持異見者。
在世界其他地區,優生學都有市場。不久前曾揭露出瑞典直到1976年還對弱智者實施絕育,日本甚至直到199 5年。在亞洲其他國家和地區,尤其是印度,一旦用超聲波檢查出是女孩的話就將胎兒打掉。
但是,弗朗西斯-高爾頓除了優生學外還給世界留下了另一份遺產:他以「自然對環境」的公式創造了行為遺傳學的基礎,這是一門研究人的特性例如智慧、嗜好、同性戀、甚至忠誠或篤信等的學問。高爾頓以此在20世紀的科學和社會發展史上確立了他的地位。作為德國優生學的一個重點,高爾頓理論的捍衛者們想證明人的性格特徵在很大程度上也是受遺傳特徵控制的。另一方面科學家們把從撫養到教育的所有非身體特徵都歸於環境影響。自20年代以來,行為主義在美國開始受到重視。美國心理學家伯赫斯-斯金納(1904-1990年)幾十年來一直是心理學界的權威,他認為人的行為幾乎隨意受積極和消極方面的影響,僅靠獎勵與懲罰就能將各種「偏離分子」棗從青少年違法者到精神病患者--帶回到正道上來。但是,在斯金納去世之前,他的思想體系已開始動搖,並走向極端。
同樣在20年代,比較行為研究也確立了基礎。來自維也納的生物學家康拉德-洛倫茨(1903一1989年)從1926年起就記錄下他認為有「特徵」的事物。洛倫茨對灰鵝進行了研究:他讓雛鵝以他自己為第一個參考人物,跟著他行進。1943年,洛倫茨在他發表的著作《可能經驗的固有形式》中對此作了描述。根據他的理論,甚至人都可以被動物當成模仿的父母。
長期以來,洛倫茨的理論一直證明綜合行為方式也是由基因決定的。這也成為今天再度盛行的生物學主義的支柱之一。生物學主義主張用生物學觀點觀察一切事物。1976年,英國人理查德-道金斯(1941年生)撰寫了一部現代生物學主義的基礎著作《自私的基因》,現在此書已成為經典著作。道金斯在書中把所有生物直至人都描述為其基因組的奴隸,其存在的唯一目的在於傳播基因。
30年代以來,生物學研究發生了戲劇性變化。分子生物學異軍突起,遺傳學家們發明了一系列來自微生物世界的「家畜」,這里的微生物特指單細胞真菌、細菌和病毒。這些簡單的微生物將使人們能在分子一級研究基因和遺傳學。
揭示DNA的奧秘
物理學家們在尋找新的有吸引力的課題,這也給生命研究帶來一股清風。物理學家馬克斯-德爾布呂克(1906-1981年)曾做過核裂變的發明者奧托,哈恩的助手。30年代初期,他在探訪柏林威廉皇帝研究所遺傳學部時遇到兩位研究射線量與果蠅突變頻繁程度之間的關聯的同事。他們三人在一起長期討論還一直相當抽象的孟德爾要素的本質。1935年,他們共同發表了他們的研究成果,書名叫《綠冊子》,因為它的封面是綠色的。其中內容包括在當時還從未聽說的一些想法,例如,突變可能是一個分子的變化,基因也不再是什麼神秘的東西了,而是一種物質的固定的單元,即遺傳物質,加拿大細菌學家奧斯瓦德-艾弗里(1877-1955年)1944年將其確認為脫氧核糖核酸(DNA)。
只由4個不同部分組成的DNA將怎樣承擔生命和遺傳的復雜任務呢?lg05年出生的德國生物化學家埃爾溫-沙加夫從納粹德國移居到了美國,後來此人成為基因科學最猛烈的批評者之一。1950年,他為問題的解決作出了關鍵性的貢獻:他發現4個組成部分的每兩個部分始終是等量的,每一個A就有一個T,每一個C就有一個G。DNA的「基礎」顯然是以雙數存在的。
奧地利物理學家埃爾溫-施羅丁格爾(1887?961年)以他的《關於波動力學的論文集》獲得1933年諾貝爾物理學獎,他就屬於早期半路出家殺入生物學界的其他學科專家。1944年,施羅丁格爾的一本小冊子《什麼是生命?》引起了很大的轟動。他在書中從純理論方面提出一種遺傳密碼。英國科學家弗朗西斯-克里克和莫里斯-威爾金斯(二人都生於1916年)認真閱讀了施羅丁格爾的《什麼是生命?》,後來獲得本世紀最重大的發明。
年輕的女物理化學家羅莎琳林德·富蘭克林(1921一1958年)在倫敦國王學院的威爾金斯實驗室藉助於倫琴射線進行DNA結構分析。弗朗西斯.克里克在劍橋同很有天才的美國生物學家詹姆斯-沃森(1928年生)開展會作。在他們第一次會面後不久,兩人就決心單獨研究DNA的結構棗這真是一個大膽的計劃。但是,他們的計劃也有明顯的缺點,沒有從化學方面對該分子進行更多地研究。利用已掌握的沙加夫的理論和富蘭克林的研究成果,克里克和沃森開始著手這方面的工作:他們以極大的熱情攢出一個高約兩米的雙螺旋模型,以此從化學方面來解釋孟德爾的理論。生物學研究再一次經歷認識上的飛躍。
但是,在發現:了DNA結構不久,人們也已經清楚地認識到基因的採集和翻譯的過程不能無控制地進行。法國人弗朗索瓦·雅各布(生於1920年)和雅克-莫諾(1910-1976年)1961年指出DNA的分子「開關」支配著基因在一個復雜的結構中保持活躍或不活躍的狀態。這是一個跟發現雙螺旋一樣有相似意義的突破。這一突破在本世紀最後四分之一時間內再次引發一場科學革命:基因技術。自70年代初以來,生物學家已經能從所有生物那裡提取DNA切片。生物學最終從一門想要理解生命的分析科學突變成一門能改變生命並創造新的生物的合成科學。
基因技術:進退兩難的境地和兩面性的特徵
醫學界在幾方面從基因研究中獲利,例如研製新的疫苗。諾貝爾醫學獎大部分都授予了(分子)生物學家、生物化學家和基因研究人員,而幾乎沒給過醫學專家,這不無道理。作為醫學進步的推動力量,生物學界也因此沒有像物理學界那樣自廣島原子彈爆炸以來長期受到批評。但近來警惕遺傳學家的行為的聲音越來越受到重視。
採用基因技術修改的植物,例如抗昆蟲玉米,轉基因動物,像巨型老鼠或諸如多莉這樣被克隆的生物的出現證明能以此種方式挽救某些生物的消失。像熱帶雨林這樣的生態系統在今天除了它對全球氣候的意義外還是潛在的可利用基因的巨大蓄水池。
《科學美國人》雜志已經預言基因研究的時代即將到來。今天,人們藉助於所謂的DNA切片已能同時研究上百個遺傳基質。美國惠普公司研製了一台儀器,只用10個這樣的切片就能採集整個人的遺傳物質。
基因的研究達到了這樣一個發展高度,幾年後,隨著對人類遺傳物質分析的結束,人們開始集中所有的手段對人的其他部分遺傳物質的優缺點進行有系統地研研究。
本世紀初,當優生學家要求根除「劣等」遺傳基質時,法國兒科醫生、遺傳學家讓一弗朗索瓦-馬泰就已警告防止「通過減少病人的方式來根除一種疾病的可能」。不久前在美國發現了矮小人種最常見特徵的基因,侏儒們作出了驚恐的反應:「他們要根除我們。」
現在,人們都希望下一代身體健康,這有可能形成一種嘲「強迫要求一個健康孩子」方向發展的自身動力。這雖不是有惡意的研究者的計劃或出於一些公司對利潤的追求,而更多的是迫於公眾的壓力。「健康」的概念擴展到其他領域的時間已為期不遠了。要說今後一兩代人不僅身體健康,而且連後代的胡貌差不多都可以准確地預告也沒多大害處。
1978年7月25日,人類歷史上第一個試管嬰兒路易斯·布朗的誕生標志著生物學的發展進入到一個新的階段。它給那些為自己不能生育而苦惱的父母們帶去了福音;通過移植他人捐獻的精於和卵子,不孕婦女也能懷上自己的孩子。
但是,生物學的發展也有其消極的一面:它容易為種族主義提供新的遺傳學方面的依據。例如,一些基因研究者們指出,在旅居德國的土耳其人中間存在某種能導致癌症的突變,而在本地的德國人身上卻很少出現這些突變。不難想像心懷不良的人在獲得此認識後會作何感想?
對新的遺傳學持批評態度的人總喜歡描繪出一幅可怕的景象:沒完沒了的測試、操縱和克隆、毫無感情的士兵、基因很完美的工廠工人……遺傳密碼使基因研究人員能深入到人們的內心深處;並給他們提供了操縱生命的工具。然而他們是否能使遺傳學朝好的研究方向發展還完全不能預料。
法國人弗朗西斯·雅可布在回顧本世紀遺傳學的發展時寫道:「老鼠、蒼蠅和人,我們是核酸和回憶、慾望和蛋白質的可疑的大雜燴。在即將結束的20世紀,我們在核酸和蚤白質方面進行了深入的研究。在新的21世紀,我們將把主要精力集中到對回憶和慾望的研究上。」
『捌』 生物進化的主要歷程
一切生命形態發生、發展的演變過程。「進化」一詞來源於拉丁文evolutio,原義為「展開」,一般用以指事物的逐漸變化、發展,由一種狀態過渡到另一種狀態。1762年,瑞士學者邦尼特最先將此詞應用於生物學中。
進化思想的發展 古代人們在栽培植物和馴養動物的生產實踐中,積累了關於生物的形態、構造和生活習性的知識,注意到生物機體的變化以及生物與環境的關系,逐步形成了樸素的生物進化思想。古希臘的亞里士多德通過對他那個時代有關動物的知識的系統整理,把540種動物按性狀的異同分為有血的和無血的兩大群,每群之下又分為若干類。他進一步提出生物等級即生物階梯的觀念,認為自然界所有生物形成一個連續的系列,即從植物一直到人逐漸變得完善起來的直線系列。中國戰國時期匯集的《爾雅》一書記載了生物類型的變化;漢初的《淮南子》一書,不僅對動植物作了初步分類,而且提出各類生物是由其原始類型發展而來的。
近代科學誕生以前,進化思想發展緩慢,當時廣為流行的是神創論和物種不變論。這種觀點直到18世紀仍在生物學中占統治地位,其代表人物是瑞典植物學家C.von 林耐(1707~1778)。他所提出的分類系統雖然有助於揭示生物物種之間的歷史聯系,但他卻把物種看作是上帝創造的不可改變的產物。隨著生產和科學的發展,積累了許多新的與物種不變相矛盾的事實。在大量事實的影響下,甚至象林耐這樣堅定的神創論者,在晚年也不得不承認由於雜交的結果能產生新種。和林耐的觀點相反,法國學者G.L.L.布豐(1707~1788)相信物種是變化的,現代的動物是少數原始類型的後代。他把有機體與居住環境聯系起來,認為氣候、食物和人的馴養等因素可引起動物性狀的變異。1809年,另一位法國學者J.-B.de拉馬克(1744~1829)在其《動物學哲學》中,用環境作用的影響、器官的用進廢退和獲得性的遺傳等原理解釋生物進化過程,創立了第一個比較嚴整的進化理論。1859年C.R.達爾文發表《物種起源》一書,論證了地球上現存的生物都由共同祖先發展而來,它們之間有親緣關系,並提出自然選擇學說以說明進化的原因,從而創立了科學的進化理論,揭示了生物發展的歷史規律。
19世紀80年代以來,以A.魏斯曼(1834~1914)為代表的新達爾文主義,把種質論和自然選擇學說相結合,豐富了達爾文的進化理論。20世紀30年代以來,以T.杜布尚斯基(1906~1975)等人為代表的綜合進化論綜合了細胞遺傳學、群體遺傳學以及古生物學等學科的成就,進一步發展了以自然選擇為核心的進化理論。60年代末,日本學者木村資生等人提出中性學說,又在分子水平上揭示了進化的某些特徵,補充、豐富了進化論。
進化的進步性 地球上的生命,從最原始的無細胞結構生物進化為有細胞結構的原核生物,從原核生物進化為真核單細胞生物,然後按照不同方向發展,出現了真菌界、植物界和動物界。植物界從藻類到裸蕨植物再到蕨類植物、裸子植物,最後出現了被子植物。動物界從原始鞭毛蟲到多細胞動物,從原始多細胞動物到出現脊索動物,進而演化出高等脊索動物——脊椎動物。脊椎動物中的魚類又演化到兩棲類再到爬行類,從中分化出哺乳類和鳥類,哺乳類中的一支進一步發展為高等智慧生物,這就是人。
生物界的歷史發展表明,生物進化是從水生到陸生、從簡單到復雜、從低等到高等的過程,從中呈現出一種進步性發展的趨勢。一般說來,進化過程的進步具有如下特徵:①在生物界的前進運動中,可以看到不同層次的形態結構的逐步復雜化和完善化;與此相應,生理功能也愈益專門化,效能亦逐步增高。②從總體上看,遺傳信息量隨著生物的進化而逐步增加。③內環境調控的不斷完善及對環境分析能力和反應方式的發展,加強了機體對外界環境的自主性,擴大了活動范圍。
生物進化的道路是曲折的,表現出種種特殊的復雜情況。除進步性發展外,生物界中還存在特化和退化現象。特化不同於全面的生物學的完善化,它是生物對某種環境條件的特異適應。這種進化方向有利於一個方面的發展卻減少了其他方面的適應性,如馬由多趾演變為適於奔跑的單蹄。當環境條件變化時,高度特化的生物類型往往由於不能適應而滅絕,如愛爾蘭鹿,由於過分發達的角對生存弊多利少,以至終於滅絕。對寄生或固著生活方式的適應,也可使機體某些器官和生理功能趨向退化。如有一種深海寄生魚,雄體寄生在雌體上,雄體消化器官退化,唯有精巢特別膨大,以保證種族繁衍。
有些研究者對進化的進步性表示懷疑,認為進步性不是進化的基本特徵,也不是進化的本質。科學研究證明,進化不全都引起進步,進化過程中也有退化,但從有機界總的進化過程看,進步性發展是進化的主流和本質。
進化的方式 生物界各個物種和類群的進化,是通過不同方式進行的。物種形成(小進化)主要有兩種方式:一種是漸進式形成,即由一個種逐漸演變為另一個或多個新種;另一種是爆發式形成,即多倍化種形成,這種方式在有性生殖的動物中很少發生,但在植物的進化中卻相當普遍,世界上約有一半左右的植物種是通過染色體數目的突然改變而產生的多倍體。物類形成(大進化)常常表現為爆發式的進化過程,從而使舊的類型和類群被迅速發展起來的新生的類型和類群所替代。
漸進進化是達爾文進化論的一個基本概念。達爾文認為,在生存斗爭中,由適應的變異逐漸積累就會發展為顯著的變異而導致新種的形成。因為「自然選擇只能通過累積輕微的、連續的、有益的變異而發生作用,所以不能產生巨大的或突然的變化,它只能通過短且慢的步驟發生作用」。與達爾文的主張相反,早期遺傳學家如荷蘭的H.de弗里斯等相信,新種可由大的不連續變異即突變直接產生,並把這種方式看作是進化變化的主要源泉,認為自然選擇對生物的進化不起積極作用。現代進化論堅持達爾文的漸變論思想和自然選擇的創造性作用,強調進化是群體在長時期的遺傳上的變化,認為通過突變(基因突變和染色體畸變)或遺傳重組、選擇、漂變、遷移和隔離等因素的作用,整個群體的基因組成就會發生變化,造成生殖隔離,演變為不同物種。20世紀70年代以來,一些古生物學者根據化石記錄中顯示出的進化間隙,提出間斷平衡學說,代替傳統的漸進觀點。他們認為物種長期處於變化很小的靜態平衡狀態,由於某種原因,這種平衡會突然被打斷,在較短時間內迅速成為新種。
生物的進化既包含有緩慢的漸進,也包含有急劇的躍進;既是連續的,又是間斷的。整個進化過程表現為漸進與躍進、連續與間斷的辯證統一。
『玖』 生物進化的思想發展
古代人們在栽培植物和馴養動物的生產實踐中,積累了關於生物的形態、構造和生活習性的知識,注意到生物機體的變化以及生物與環境的關系,逐步形成了樸素的生物進化思想。古希臘的亞里士多德通過對他那個時代有關動物的知識的系統整理,把540種動物按性狀的異同分為有血的和無血的兩大群,每群之下又分為若干類。他進一步提出生物等級即生物階梯的觀念,認為自然界所有生物形成一個連續的系列,即從植物一直到人逐漸變得完善起來的直線系列;中國戰國時期匯集的《爾雅》一書記載了生物類型的變化;漢初的《淮南子》一書,不僅對動植物作了初步分類,而且提出各類生物是由其原始類型發展而來的。
近代科學誕生以前,進化思想發展緩慢,當時廣為流行的是神創論和物種不變論。這種觀點直到18世紀仍在生物學中占統治地位,其代表人物是瑞典植物學家C.von林奈(1707~1778)。他所提出的分類系統雖然有助於揭示生物物種之間的歷史聯系,但他卻把物種看作是上帝創造的不可改變的產物。隨著生產和科學的發展,積累了許多新的與物種不變相矛盾的事實。在大量事實的影響下,甚至像林奈這樣堅定的神創論者,在晚年也不得不承認由於雜交的結果能產生新種。 1859年,C.R.達爾文發表《物種起源》一書,論證了地球上現存的生物都由共同祖先發展而來,它們之間有親緣關系,並提出自然選擇學說以說明進化的原因,從而創立了科學的進化理論,揭示了生物發展的歷史規律 。
19世紀80年代以來,以A.魏斯曼(1834~1914)為代表的新達爾文主義把種質論和自然選擇學說相結合,豐富了達爾文的進化理論。20世紀30年代以來,以T.杜布尚斯基(1906~1975)等人為代表的綜合進化論綜合了細胞遺傳學、群體遺傳學以及古生物學等學科的成就,進一步發展了以自然選擇為核心的進化理論。60年代末,日本學者木村資生等人提出中性學說,又在分子水平上揭示了進化的某些特徵,補充、豐富了進化論 。
進化的進步性:地球上的生命,從最原始的無細胞結構狀態進化為有細胞結構的原核生物,從原核生物進化為真核單細胞生物,然後按照不同方向發展,出現了真菌界、植物界和動物界。植物界從藻類到裸蕨植物再到蕨類植物、裸子植物,最後出現了被子植物。動物界從原始鞭毛蟲到多細胞動物,從原始多細胞動物到出現脊索動物,進而演化出高等脊索動物──脊椎動物。脊椎動物中的魚類又演化到兩棲類再到爬行類,從中分化出哺乳類和鳥類,哺乳類中的一支進一步發展為高等智慧生物,這就是人。