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2012年2月10日星期五

演化的理论和证据

在不认识达尔文,不知道演化论之前,你是否相信以下片段中所说的呢?



那么让我们看看为什么那么多科学家都支持演化论吧!

演化主要事件

在进化过程中,有许多关键性的生物分化,配合地质年代与进化历程,能够归纳出进化时间表。目前已知的化石纪录中,最早生命遗迹是出现在约38亿年前,原核单细胞生物则出现在33亿年前。到了22亿年前,才出现最早的真核单细胞生物,如蓝绿菌。6亿年前藻类与软件无脊椎动物出现。再此之前的年代称为前寒武纪。

古生代是由5亿4千3百万年前到5亿1千万年前所发生的寒武纪大爆发开始,此时大多数现代动物在分类上的门已经出现。之后海中藻类大量出现,而且植物与节肢动物开始登上陆地。最早的维管束植物在4亿3千9百万到4亿9百万年前出现。接着是硬骨鱼类、两栖类与昆虫的出现。3亿6千3百万年前到2亿9千万年前,维管束植物开始发展成大型森林,同时最早的种子植物与爬虫类出现,并由两栖类支配地球。最后爬虫类开始发展,并分化出类似哺乳类的爬虫类,随后发生二叠纪灭绝事件,古生代结束。

中生代开始于2亿4千5百万年前,这时以恐龙为主的爬虫类与裸子植物逐渐支配地球。1亿4千4百万年前到6千5百万年前,开花植物出现,最后中生代结束于白垩纪灭绝事件。

6千5百万年前之后则称为新生代,哺乳类、鸟类与能够为开花植物授粉的昆虫开始发展。开花植物与哺乳动物在这段时间取代了裸子植物与爬虫类,成为支配地球的生物。可能是人类祖先的类人猿出现在360万年前,直到10万年前,‎现代人(学名:Homo sapiens)才诞生。



1863年﹐ 达尔文出版「物种起源」后两年﹐ 正当人人都质疑演化论的说法﹐ 指众多物种既然都是演化分支产生而来﹐ 为何没有不同物种间的中间类型化石﹐ 例如鸟和爬虫的﹖﹐ 一直反对达尔文演化论的的科学对手欧文 (Richard Owen)就找到了第一块证实鸟类和爬虫演化关系的化石﹕ Archaeopteryx (始祖鸟)。 此后古生物学家在各地找到不同类型品种的始祖鸟类化石。反演化论者一直说这些都「只是鸟类化石」﹐一直否认这些化石具有的爬虫特征。这影片以Archaeopteryx (始祖鸟)17种爬虫特征 (鸟类所无特征)为例子﹐ 反驳他们的谬论﹐ 且解释为何Archaeopteryx (始祖鸟)就是证明演化发生的一个有力证据。


注:点击影片播放器下方的“CC”能够显示繁体中文字幕。


脊椎动物胚胎发育过程

所有的脊椎动物胚胎在发育初期都非常相似,在发育的过程中,这样的相似会逐渐减少,最后形成各物种的型态。举例而言,虽然各种成熟的脊椎动物差异很大,但是它们的胚胎型态在发育初期却非常相似,腮裂仍然出现在已经没有腮的爬虫类、鸟类与哺乳类胚胎中。鱼类的二房心会被保留到成体,而人类的胚胎虽然也有这种构造,却会在胚胎成熟后消失。

1870年代提出胚胎重演学说的恩斯特·海克尔,认为不同物种在同一段发育时期的差异也会显现出这些物种在进化上的亲近程度,而且这些生物进化历史的重复表现,能够出现在任何生物的胚胎发育过程。但是到了1997年,海克尔的理论正式被推翻。理察森与先前的一些研究发现,胚胎发育的型态,并不完全符合进化上的亲近程度。即使如此,现今的某些中学生物教科书依然继续使用海克尔的理论。

在胚胎重演论提出直到被推翻的期间,胚胎学对于进化机制的解释并没有太大的进展。但是近年的进化发育生物学(Evolitionary developmental biology、Evo Devo)研究,将分子生物学与发育生物学等学门结合,解释基因的改变对于动物形态的控制过程。同时也发现外表差异相当大的动物之间,也拥有相同的调控基因。以及相同的基因在不同的时间与空间,具有不同的作用。这些调控动物发育过程的基因,主要为一类Hox基因。


脊椎动物型态比较

脊椎动物同源构造的相互比较。从上到下,从左到右分别是有尾目(蝾螈等)、龟、鳄鱼、鸟、蝙蝠、鲸鱼、鼹鼠以及人类的前肢。

脊椎动物五趾肢的比较,支持了脊椎动物具有共同祖先的理论。举例而言,虽然人类、猫、鲸鱼与蝙蝠的五趾肢在型态上有所差异,但是主要架构都很相似。这些“同源”的构造,适应了不同的功能,如抓握、行走、游泳与飞行。

此外有一些构造在功能上相似,但却具有不同的型态。例如蝙蝠、鸟类与昆虫的翅膀;昆虫与脊椎动物的腿;章鱼与脊椎动物的眼睛;鱼类、鲸鱼与龙虾的鳍等。这类“异源”的构造,适应了相同的功能,如飞行、行走、感光与游泳。


从这段影片中,可以了解到四足动物的四肢其实是由鱼鳍演化而来的。

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