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自然選擇理論的幾個(gè)問題

 精彩教師之家 2012-04-02
自然選擇理論是達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說的核心,它闡明了生物進(jìn)化的原因和過程,,正確解釋了生物的多樣性和適應(yīng)性,。這段內(nèi)容是“生命的起源和生物的進(jìn)化”一章教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn),下面談?wù)勗诮虒W(xué)中應(yīng)注意的幾個(gè)問題,。

 一,、關(guān)于“選擇”的函義

 

  “選擇”這個(gè)概念大體上是指去留的意思,即淘汰和保留之意,。

  達(dá)爾文在從事生物進(jìn)化理論的研究工作時(shí),,是從研究飼養(yǎng)動(dòng)物和栽培植物的起源問題入手的。他研究了許多飼養(yǎng)動(dòng)物和栽培植物的品種,,總結(jié)概括了科學(xué)發(fā)展的成果和勞動(dòng)人民的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),,得出了飼養(yǎng)動(dòng)物和栽培植物起源于野生物種的正確結(jié)論,而且起源于同一野生物種的飼養(yǎng)動(dòng)物或栽培植物有多個(gè)品種,相互之間有顯著的性狀差異,,還發(fā)現(xiàn)每個(gè)品種都具有可以滿足人類一定需要的經(jīng)濟(jì)性狀,。為什么經(jīng)過人工培養(yǎng)的品種會(huì)這么多種多樣,并且有符合人類需要的經(jīng)濟(jì)特性呢,?達(dá)爾文通過對(duì)飼養(yǎng)動(dòng)物和栽培植物育種工作的了解,,以及向?qū)︼曫B(yǎng)動(dòng)物和栽培植物有豐富經(jīng)驗(yàn)的人們進(jìn)行調(diào)查訪問,發(fā)現(xiàn)人類有目的地選擇是使人類成功創(chuàng)造有用的動(dòng)植物品種的關(guān)鍵,,他把通過人類不斷地選擇而形成生物新品種的過程叫做“人工選擇”,。由于不同條件、不同地區(qū)和人們的不同需要,,人工選擇的結(jié)果,,使得動(dòng)植物培育品種具有多樣性和符合人類需要的經(jīng)濟(jì)性狀。

  例如,,有若干品種的家雞起源于野生的原雞,。起初,這種野生原雞被人們捕捉以后,,放在不同地區(qū)和不同條件下飼養(yǎng),,因而發(fā)生了各種不同的變異,如有的雞產(chǎn)卵多一些,,有的雞肥大一些,。由于有人喜歡產(chǎn)卵多的雞,他便選留了產(chǎn)卵多的雞作種,,進(jìn)行交配繁殖后代,,在這樣的后代中,再選留產(chǎn)卵更多的雞作種,,同時(shí)淘汰那些產(chǎn)卵少的雞,,這樣一代代選擇下去。就培育出了諸如來航雞之類的卵用雞品種,。根據(jù)同樣的道理,,也可以培育出象九斤黃之類的肉用雞品種。

  達(dá)爾文從人工選擇進(jìn)—步領(lǐng)悟到了自然界中各個(gè)物種的起源也有一個(gè)相似的選擇過程,。他把在自然界里,,適合于環(huán)境條件(包括食物、生存空間,、風(fēng)土氣候等)的生物被保留下來,,不適合的被淘汰的過程叫做“自然選擇”,。但是,,達(dá)爾文說過,他提出的“自然選擇”這一名詞并不確切,,僅僅只是為了方便起見而采用的比用語,,并非自然能有意識(shí)的去留,。他認(rèn)為在自然選擇過程中,起選擇作用的是客觀存在的各種自然條件,,而不是神,。達(dá)爾文指出:“我所謂的自然,是指許多自然定律的綜合作用及其產(chǎn)物,。所謂定律,,是指我們所能證實(shí)的各種事物的因果關(guān)系”?!斑x擇”表現(xiàn)為這些自然條件對(duì)生物具有重大影響,,凡適合于這些自然條件的生物得到生存,不適合這些自然條件的生物將被淘汰,。

 

二,、關(guān)于“生存斗爭(zhēng)”的范圍和形式

 

  生存斗爭(zhēng)是自然選擇學(xué)說的四個(gè)要點(diǎn)之一。

  各種生物都具有強(qiáng)大的繁殖能力,。但是,,由于生物生活的空間,適應(yīng)生活的環(huán)境,、賴以生存的食物等生活條件都是有限的,。因此,為了獲得生存機(jī)會(huì),,同種生物的不同個(gè)體之間,、不同種生物之間、生物與外界環(huán)境之間都存在著斗爭(zhēng),。生存斗爭(zhēng)的結(jié)果導(dǎo)致大量個(gè)體死亡,,少量生存。

  達(dá)爾文在這里是把“生存斗爭(zhēng)”這個(gè)名詞“當(dāng)作廣意的和比喻的意義來應(yīng)用的,,其意義包含著這一生物對(duì)另一生物的依存關(guān)系,,而更重要的是,也包含著個(gè)體生命的保持,,以及它們能否成功地傳流后代”,。就是說,達(dá)爾文用“生存斗爭(zhēng)”來概括生物在保存自己與傳流后代中,,與周圍條件的各種復(fù)雜關(guān)系:既包括同種生物各個(gè)個(gè)體之間,、不同種生物之間相互矛盾、斗爭(zhēng)又相互依存的關(guān)系,,又包括生物與無機(jī)環(huán)境之間的關(guān)系,。這要求學(xué)生要充分認(rèn)識(shí)生存斗爭(zhēng)的廣泛性和多種形式。

  兩只狼在饑餓時(shí)為爭(zhēng)奪食物而進(jìn)行的斗爭(zhēng),兩只公雞在繁殖時(shí)為獲得母雞而進(jìn)行的相互搏斗,,這是顯而易見的生存斗爭(zhēng),,它們屬于種內(nèi)斗爭(zhēng)。達(dá)爾文認(rèn)為,,同種生物的個(gè)體生活在一起,,由于生活條件很一致,因此競(jìng)爭(zhēng)就很劇烈,,即是說種內(nèi)斗爭(zhēng)最劇烈,。

  田里的稻苗與稗草為爭(zhēng)奪水分、養(yǎng)料,、陽光和空間等而進(jìn)行著競(jìng)爭(zhēng),;寄生物寄生在宿主體內(nèi)或體表,從宿主體內(nèi)獲得營養(yǎng),,它們之間存在的寄生與被寄生的關(guān)系,;草食動(dòng)物以植物為食,肉食動(dòng)物又以草食動(dòng)物為食,,它們之間存去的捕食與被捕食的關(guān)系,;等等。這些生存斗爭(zhēng)屬于種間斗爭(zhēng),。

  同種生物的個(gè)體間存在的種內(nèi)互助關(guān)系,,異種生物間存在的“共生”、“共棲”等種間互助關(guān)系也是生物獲得營養(yǎng)和防御敵害的一種生存方式,。因此,,也屬于生存斗爭(zhēng)的范疇。

  同時(shí),,生物與無機(jī)環(huán)境(水,、光、空氣,、溫度,、氣候、土壤特性等)之間也存在著斗爭(zhēng),。無機(jī)環(huán)境與生物的生存有密切的關(guān)系,,如嚴(yán)寒與干旱會(huì)引起大量生物個(gè)體的死亡。生活在寒帶地區(qū)的動(dòng)物皮毛發(fā)達(dá),,具有冬眠或遷徒等特性,,以此來與嚴(yán)寒作斗爭(zhēng)。生活在沙漠的植物,,根系都很發(fā)達(dá),,吸水力強(qiáng),,莖有儲(chǔ)水功能,葉退化,,減少蒸騰,以此來與干旱作斗爭(zhēng),。這些也是生存斗爭(zhēng)的一個(gè)方面,。

  生存斗爭(zhēng)的形式是多種多樣的,有的表現(xiàn)得劇烈,,有的表現(xiàn)得溫和,,不一定是以矛盾、斗爭(zhēng)的形式出現(xiàn),,生物間相互依存,、互助互利的現(xiàn)象也是生存斗爭(zhēng)的表現(xiàn)形式。

 

三,、關(guān)于自然選擇學(xué)說四個(gè)要點(diǎn)之間的關(guān)系

 

  自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容包括四個(gè)要點(diǎn):大量繁殖,、生存斗爭(zhēng)、遺傳變異,、適者生存,。其中,“大量繁殖少量存在”和“遺傳變異”是生物界普遍存去的客觀事實(shí),,而“生存斗爭(zhēng)”和“適者生存”是達(dá)爾文根據(jù)前面的事實(shí)所作出的兩個(gè)科學(xué)推論,。

  自然選擇學(xué)說的四個(gè)要點(diǎn)是相互聯(lián)系的,一定不能把它們分割開來孤立地理解,。

  首先,,生物普遍具有的遺傳性和變異性是自然選擇的基礎(chǔ)。遺傳保證了物種相對(duì)的穩(wěn)定性和連續(xù)性,,且變異是在遺傳的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,。但變異作為生物的一種屬性,即生物體運(yùn)動(dòng)的一種表現(xiàn)形式,,它能使生物改變舊的遺傳性,,產(chǎn)生新的遺傳性,從而適應(yīng)新的環(huán)境,。它為生物進(jìn)化提供了豐富多樣且具有生存價(jià)值的可供選擇的材料,。

  第二,自然選擇是通過生存斗爭(zhēng)來實(shí)現(xiàn)的,。在生存斗爭(zhēng)中,,具有對(duì)生存有利的變異的個(gè)體適應(yīng)環(huán)境而得到保存和發(fā)展,具有對(duì)生存不利的變異個(gè)體由于不適應(yīng)環(huán)境而大量死亡,,這就是適者生存,,不適者被淘汰,,生物的適應(yīng)性就是這樣形成的。同時(shí),,由于生物所生存的環(huán)境不同,,所選擇的變異類型也就不一樣,這就是生物多樣性的來源,。所以,,自然選擇的結(jié)果造就了生物的多樣性和適應(yīng)性。

  第三,,自然選擇是保留有利變異,、淘汰有害變異的過程。也就是說,,自然選擇的結(jié)果必然包括兩個(gè)方面:一方面是保留,,一方面是淘汰,沒有淘汰就談不上保留,,沒有保留也談不上淘汰,,它們是一件事物內(nèi)部互相矛盾又互相統(tǒng)一的兩個(gè)方面。

  第四,,生物的過度繁殖將使生存斗爭(zhēng)更加劇烈,。同時(shí),過度繁殖本身也是一種適應(yīng)性,,是自然選擇的結(jié)果,。一般說,低等生物適應(yīng)力弱,、成活率低,,因此繁殖率就高;但高等生物特別是高等動(dòng)物適應(yīng)力強(qiáng),、成活率高,,繁殖率就相應(yīng)較低。

  用一句話概括起來,,那就是:遺傳變異是自然選擇的基礎(chǔ),,生存斗爭(zhēng)是過程,過程的結(jié)果是適者生存,、不適者被淘汰,。

  所以說,生物進(jìn)化的內(nèi)在動(dòng)力是本身具有的變異性,,外部原因是起選擇作用的環(huán)境條件在不斷地發(fā)展變化,,兩者相互作用,促進(jìn)生物向前進(jìn)化發(fā)展,。

 

四,、關(guān)于“生物的變異是不定向的,,

而自然選擇則是定向的”

 

  在達(dá)爾文之前,拉馬克提出的用進(jìn)廢退學(xué)說認(rèn)為:生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)來自定向變異,,即生物是按照環(huán)境的要求來進(jìn)行變異的,,變異后的性狀一定是適應(yīng)環(huán)境的,沒有不適應(yīng)者,,生物的需要決定進(jìn)化的方向,。因此,變異=適應(yīng),。而達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說則認(rèn)為變異不等于適應(yīng),有的變異適應(yīng)環(huán)境,,有的變異不適應(yīng)環(huán)境,,自然選擇就是保留適應(yīng)環(huán)境的,淘汰不適應(yīng)環(huán)境的,。其結(jié)果是保留下來的個(gè)體一定是適應(yīng)環(huán)境的,。所以,變異十選擇=適應(yīng),。按照達(dá)爾文自然選擇學(xué)說,,生物的變異一般是不定向的,而自然選擇則是定向的,。適應(yīng)是特定的自然環(huán)境對(duì)生物的不定向變異作定向選擇的結(jié)果,,自然選擇決定生物的進(jìn)化方向。

  怎樣證明達(dá)爾文自然選擇學(xué)說是正確的,?又怎樣理解“生物的變異是不定向的,,而自然選擇則是定向的”呢?下面我們用事實(shí)來說明,。

  農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上,,普遍使用殺蟲劑(如DDT等),開始效果很好,,但隨著時(shí)間的推移用的劑量越來越大,,最后失效了。原因是害蟲對(duì)殺蟲劑產(chǎn)主了抗藥性,,而且這種抗藥性是能夠遺傳的,,即形成了具有抗藥力的品系。根據(jù)用進(jìn)廢退的觀點(diǎn):殺蟲劑的使用促使害蟲產(chǎn)生了變異,,從而對(duì)殺蟲劑有抵抗力,,這種抵抗力是可以遺傳的。根據(jù)自然選擇的觀點(diǎn):害蟲群體的各個(gè)個(gè)體間本身就存在著遺傳差異,,有的個(gè)體抗藥力強(qiáng),,有的個(gè)體抗藥力弱,,在殺蟲劑的作用下,前者死亡率低,、生殖率高,,后者死亡率高、生殖率低,,經(jīng)過幾代繁殖后,,整個(gè)群體中保留的個(gè)體大多數(shù)抗藥力強(qiáng)。我們看下面的實(shí)驗(yàn),,就可以判斷上述兩種解釋的正確與否,。

  把普通果蠅分成兩組,第一組是把許多果蠅養(yǎng)在一起,,讓它們自由交配,,同時(shí)用一定劑量的DDT來處理,隨著果蠅群體一代代繁殖而逐代增加劑量,,過了十多代以后,,果蠅群體的抵抗力可以比原有果蠅品系增加了幾百倍。這個(gè)實(shí)驗(yàn)僅證實(shí)了DDT可以增強(qiáng)果蠅的抗藥性,。第二組,,不是把許多果蠅養(yǎng)在—起,而是每只瓶中放一雌一雄,,繁育一個(gè)同父母的家系,,如此繁育幾十家系。再將每一個(gè)家系(即同父同母的兄弟姊妹)都分成兩半,,分養(yǎng)于兩只瓶,。一只瓶用DDT處理,另一只瓶不接觸DDT,,如某一家系被DDT處理的那一瓶死亡率高,,整個(gè)家系(兩只瓶)全部淘汰不要;如果死亡率低,,就把另一瓶的那一半留下作種,,仍然放一雌一雄交配,分別繁育幾十個(gè)家系,。然后再用同樣的方法處理,,如此一代代選擇,十多代后同樣選出了抗藥力比原來品系增加幾百倍的家系,,而且抗藥力增加的速度與第一組不相上下,。

  這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,證明了達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的正確性,。因?yàn)榈诙M所選出的抗藥力很強(qiáng)的那個(gè)品系,,其各代都沒有同DDT直接接觸過,,DDT只作為選擇的依據(jù)。因此在果蠅抗藥力形成過程中,,DDT并不能引起抗藥性的產(chǎn)生,,只起選擇作用。所以說,,變異是不定向的,,自然選擇是定向積累變異的。適應(yīng)=變異+選擇,。

 

五,、達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說的意義

 

  首先,在思想方面:達(dá)爾文進(jìn)化論為馬克思主義哲學(xué)提供了重要的自然科學(xué)基礎(chǔ),。在達(dá)爾文以前,,人們對(duì)生物界的產(chǎn)生和發(fā)展處于無知階段,達(dá)爾文進(jìn)化論證實(shí)了生物的進(jìn)化,,并主張其進(jìn)化的動(dòng)力在自然界內(nèi)部,。由于達(dá)爾文進(jìn)化論的創(chuàng)立,,才使生命自然界的主要過程得以說明,,歸結(jié)為自然的原因。因此,,進(jìn)化論所揭示的關(guān)于生物界辯證發(fā)展的規(guī)律,,便成為馬克思主義的辯證唯物主義重要的自然科學(xué)基礎(chǔ)。在達(dá)爾文提出進(jìn)化論之前,,在生物學(xué)領(lǐng)域內(nèi)特創(chuàng)論占統(tǒng)治地位,,達(dá)爾文的努力使人們從科學(xué)事實(shí)中認(rèn)識(shí)到了特創(chuàng)論的虛偽本質(zhì)。

  第二,,在學(xué)術(shù)內(nèi)容方面:達(dá)爾文進(jìn)化論是十九世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一,,它在生物學(xué)發(fā)展史上具有劃時(shí)代的意義,開創(chuàng)了生物科學(xué)發(fā)展的新時(shí)代,。進(jìn)化論的提出,,促進(jìn)了生物學(xué)發(fā)生革命性的變革。在進(jìn)化論思想的引導(dǎo)下,,生物學(xué)各門分支學(xué)科有了新的研究方向,,并得到了迅速的發(fā)展。這些分支學(xué)科的發(fā)展成果又反過來證實(shí)和豐富了進(jìn)化論,。

  第三,,在科學(xué)方法方面:科學(xué)上的偉大成就與科學(xué)方法上的進(jìn)步是密不可分的。達(dá)爾文在科學(xué)方法方面的成就不僅直接導(dǎo)致生物進(jìn)化論的創(chuàng)立,,同時(shí)也在生物學(xué)研究方法上作出了極其重要的貢獻(xiàn),。達(dá)爾文在研究中應(yīng)用了多種研究方法,,其中最主要的是歷史方法和歸納法。歷史方法是指在研究事物本身的同時(shí),,研究事物發(fā)生,,發(fā)展過程的一種思維方法。正是由于這一方法與揭示生物界里的歷史發(fā)展過程相吻合,,它才能更有效地?fù)糁刑貏?chuàng)論的要害,。歷史方法對(duì)生物學(xué)發(fā)展產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響,為后來許多生物科學(xué)家所效法,。

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