Understanding
Natural Selection
了解自然选择
作者:Michael Ruse
出版:Cambridge University Press
索书号:Q111.2/R951n/2023/ Y
ISBN: 978-1-00-908832-9
藏书地点:武大外教中心
自然选择是一种非随机的差异,是指在生物繁殖中,由于适应特定环境条件而导致生存差异的过程。这个机制可以在一句话中概括,但不容低估其深刻性和影响力。自然选择被视为生物进化中最为核心的驱动力之一,也是导致生物世界复杂性和适应性多样性的主要过程。如哲学家丹尼尔·丹尼特(Daniel Dennett,1995)所言,自然选择理论可以被称为“任何人曾经提出的最伟大的思想”。
自然选择的运作基于生物个体的遗传差异,这些差异使得某些个体在特定环境中更有利于生存和繁殖。拥有有利特征的个体更可能传递这些特征给下一代,因此,这些有益特征的比例从一代到下一代会增加。随着时间的推移,这一过程导致了适应性特征在整个种群中的广泛分布。这种通过自然选择的适应性特征的积累是进化的驱动力之一,也是导致物种的多样性的原因之一。
自然选择涉及多个基本生态学和遗传学原理的交互作用。通常情况下,这些原理不仅在科学研究中具有重要意义,还直接影响人类的健康和福祉。例如,自然选择解释了抗生素和农药耐药性的演化,以及人类捕食行为对生态系统的影响(例如,Palumbi 2001; 约根森等人,2007年; 达里蒙特等人,2009年)。因此,深刻理解自然选择在学术研究和实际应用中都至关重要。然而,令人不幸的是,越来越多的研究表明,自然选择的理解程度普遍不高,不仅仅是年轻学生和公众,甚至是那些接受过高等生物教育的人。
对自然选择缺乏充分理解并不一定与个体的知识水平不足有关。这可能部分是因为一种观念,即自然选择在逻辑上似乎如此显而易见,以至于一旦传达了其基本原则,其意义就似乎显而易见。因此,许多专业生物学家可能认为“[进化] 是通过一些容易理解的生物过程将一切从青蛙演化到跳蚤的”(Coyne 2006; 强调添加)。然而,不幸的现实是,“自然选择是一种比大多数生物学家想象的更难理解的进化概念。”,正如Bishop和Anderson(20)在近1990年前指出的那样。尽管学生和教师都有相反的假设,但很明显,对自然选择的误解是常见的,而真正理解它则是罕见的例外。
本文的目标是强化(或视情况而定)读者对自然选择的基本理解。首先,我们将概述进化生物学家对自然选择的基本理解和一般结果,其中之一将在后续讨论。接下来,我们将简要讨论自然选择概念和其影响的复杂性,以及为何它对许多人来说可能会构成困难的原因。最后,我们将回顾关于自然选择最常见误解的内容。需要指出的是,尽管建立更深入理解的具体教学方法仍然具有挑战性,但本文的目的是纠正潜在的误解,并帮助读者更好地识别大多数学生和其他非专业人士所持有的误解。
自然选择是导致生物种群适应和演化的过程。在种群中,个体存在可变性,这意味着它们在某些特征上是不同的。这种可变性导致了某些个体具有比其他个体更适合生存环境的特征。那些拥有适应性特征的个体,也就是那些具有一些优势特征的个体,更有可能在竞争中获胜、生存下来,并繁殖后代。这些适应性特征会被传递给它们的后代,随着时间的推移,这些有利的特征会在整个种群中逐渐变得更为普遍。这一通过自然选择的过程导致了适应性特征的积累,它们被代代相传。
自然选择不仅仅导致了种内的适应性,还可能导致新的物种形成,其中一种物种演化出新的、明显不同的物种。这一过程被认为是推动生物多样性并有助于解释地球上生命多样性的原因之一。
查尔斯·达尔文给自然选择取了这个名字,以区别于“人工选择”,即由人类进行的有目的的育种。他指出,他那个时代流行的一项娱乐活动是鸽子的养殖,这是人工选择的一个例子。养殖者通过选择与其他鸽子交配的鸽子,创造出了独特的鸽子品种,具有华丽的羽毛或杂技飞行的特征,这些特征与野生鸽子明显不同。
达尔文和他那个时代的其他科学家认为,自然界中也存在与人工选择类似的过程,而无需任何人工干预。他们认为,自然选择解释了各种各样的生命形式如何随着时间从一个共同的祖先逐渐演化而来。
尽管达尔文不知道基因的存在,但他能够观察到许多特征是可以遗传的,即它们可以从父代传递给子代。突变是构成基因的分子结构的变化,即DNA。基因突变是种群内遗传变异的重要来源。突变可以是随机发生的,例如,在复制DNA时细胞出错引起的;或者是由于环境因素,如有害化学物质或辐射引起的。突变可以是有害的、中性的,有时甚至是有益的,产生新的、有利的特征。当生殖细胞(卵子和精子)发生突变时,这些突变可以传递给后代。如果环境变化非常迅速,一些物种可能无法通过自然选择来适应。通过对化石记录的研究,我们知道许多曾经生存在地球上的生物现在已经灭绝了,恐龙就是一个例子。入侵物种、疾病、灾难性的环境变化或非常成功的捕食者都可能导致物种的灭绝。正如化石记录所示,今天的灭绝速度似乎比过去快得多。
自然选择是生命在地球上演化和适应环境变化的一个核心原理。它是生物学和生态学的基石,也是我们理解自然界多样性和复杂性的关键。通过深入了解自然选择的机制和影响,我们能够更好地理解生命的起源和多样性,以及如何应对生态系统的挑战和变化。因此,对于生物学和生态学领域的研究者和爱好者来说,自然选择仍然是一个激发兴趣和探索的重要主题。
《了解自然选择》一书于2023年由Cambridge University Press出版,作者是Michael Ruse。
《了解自然选择》一书中,研究人员介绍了自然选择的基本概念,重点是最近的技术发展,讨论的主题主要包括八个章节。《了解自然选择》一书从各个方面讲解了自然选择的基础内容和研究方法,旨在为想要进一步研究自然选择的研究人员提供简明易懂的介绍以及方法技术指导。
《了解自然选择》一书作为自然选择专业研究读物,观点新颖独到,内容饱满详实、语言浅显易懂,除此之外,还包括一些其他的特点:
1、本书分为八个章节,既讲解了自然选择的基础知识,还讲解了深入研究自然选择的应用范围,是一本应用性很强的书籍,对于想要学习研究自然选择的研究人员来说是一本很有意义的指导书籍。
2、每个章节都是由相关领域的专业人士所撰写,因此,本书讲解既详细又专业,读者能够从中了解到自然选择相关的专业知识以及最新的前沿进展。
总的说来,《了解自然选择》一书为想要了解自然选择的研究方法的人员提供了清晰的导读路径,作为自然选择领域的一本前沿研究图书,是一本值得为想要涉足该领域的人员推荐的专业书籍。
本书目录:
1 - 物种起源
2 - 有机主义与机制:对立根隐喻
3 - “非达尔文革命?”
4 - 综合
5 - 自然选择是因果吗?
6 - 积极案例
7 - 是时候改变了?
8 - 自然选择及其不满
林岚 武汉大学生命科学学院 博士研究生