演化

演化演化論


现代生物分类群体从它们的
共同祖先遗传分化的图示。

關鍵議題

進化論介紹英语Introduction to evolution
共同起源
共同起源的證據

機制與過程

群体遗传学 · 遗传多样性
突變 · 自然选择 · 適應
遺傳漂變 · 基因流
物種形成 · 輻射適應
共同演化 · 趨異演化 · 趋同演化
平行演化 · 绝灭

研究與歷史

證據
歷史
現代綜合理論
社會影響

演化生物學領域与应用

社會生物學
演化人類學
生態遺傳學
演化發育生物學
演化語言學
演化心理學
人類演化
分子演化
種係發生學
系统发生学
人工選擇
群體遺傳學
系統分類學

生物學主題

进化,又称演化英语:evolution),指的是生物的可遺傳性狀在世代間的改變[1][2],操作定義是種群基因頻率的改變。基因在繁殖過程中,會經複製並傳遞到子代。而基因的突变可使性狀改變,進而造成個體之間的遺傳變異。新性狀又會因為物種迁徙或是物種之間的水平基因轉移,而隨著基因在族群中傳遞。當這些遺傳變異受到非隨機的自然选择或隨機的遺傳漂變影響,而在族群中變得較為普遍或稀有時,就是演化。演化會引起生物各個層次的多樣性,包括物種生物個體和分子[3]

地球上所有生命共同起源,約35-38億年前出現[4],其被稱為最後共同祖先[5][6][7],但是2015年一項在西澳的古老岩石進行的研究中發現41億年前「生物曾經存在英语Biotic material的行跡」[8][9]

新物種(物種形成)、種內的變化(前進演化英语Anagenesis)和物種的消失(絕種)在整個地球的生命進化史英语Evolutionary history of life不斷發生,這被形態學和生化性狀證實,其中包括共同的DNA序列,這些共同性狀在物種之間更相似,因為它源於最近的共同祖先,並且可以作為進化關係的依據建立生命之樹(系统发生学),其利用現有的物種和化石建立,化石記錄的事物包括由生物遺體轉變而成英语Biogenic substance石墨[10]微生物墊英语Microbial mat[11][12][13],以至多細胞生物的化石。生物多樣性的現有模式被物種形成和滅絕塑造[14]。據估計,曾經生活在地球上的物種99%以上已經滅絕[15][16]。地球目前的物種估計有1000萬至1400萬[17]。其中約120萬已被記錄[18]

物種是指一群可以互相進行繁殖行為的個體。當一個物種分離成各個交配行為受到阻礙的不同族群時,再加上突變遺傳漂變,與不同環境對於不同性狀的青睞,會使變異逐代累積,進而產生新的物種[19]。生物之間的相似性顯示所有已知物種皆是從共同祖先或是祖先基因池逐漸分化產生[20]

以自然選擇為基礎的演化理論,最早是由查爾斯·達爾文亞爾佛德·羅素·華萊士所提出,詳細闡述出現在達爾文出版於1859年的《物種起源[21]。透过一些對較可能生存的後代觀測,證明以自然選擇演化的過程沿著三個有關種群的事實進行:1)關於形態學,生理學和行為的個體間性狀變化(表型變異);2)不同性狀賦予生存和繁殖的不同速率(适应差异);3)性狀可以世代傳遞(遗传力差异)[22]。因此,在連續幾个世代中父母的後代英语Offspring能更好地適應生存狀況及在自然選擇的生态环境中繁殖。其目的是在自然選擇的過程中創造和保留那些適合他們所履行的生物功能英语Function (biology)角色的特質[23]。自然選擇是適應的唯一已知的原因,但不是進化的唯一原因。微觀進化的非適應性原因包括基因突變遺傳漂變[24]

1930年代,達爾文自然選擇孟德爾遺傳合而為一,形成了現代綜合理論[25]。連結了演化的「單位」(基因)與演化的「機制」(自然選擇)。這種有力的解釋以及具預測性的理論成為現代生物學的中心原則,使地球上的生物多樣性得以作統一的解釋[26]自然選擇能使有利於生存與繁殖的遺傳性狀變得更為普遍,並使有害的性狀變得更稀有。這是因為帶有較有利性狀的個體,能將相同的性狀轉移到更多的後代[20][27]。經過了許多世代之後,性狀產生了連續、微小且隨機的變化,自然選擇則挑出了最適合所處環境的變異,使適應得以發生[25]。相對而言,遺傳漂變會使性狀在族群中的所佔比例產生一些隨機的變化,來自一些使個體能夠成功繁殖的偶然因素。此外,定向演化進化主義英语evolutionism、與生俱來的「進步」傾向中沒有最大規模的演化趨勢英语Largest-scale trends in evolution等關於演化原有的概念,已經變得過時英语Superseded scientific theories[28]。科學家們繼續提出和測試假說,以研究演化生物学的不同範疇,建構數理生物學和生物學理論,使用觀測得來的數據,並在生境實驗室進行實驗

在實際應用方面,對演化的理解已經應用到眾多科學和工業領域,包括農業人类兽医学生命科學的發展[29][30][31]。進化生物學的發現不只是影響生物學,而且對其他學科有不少影響,包括生物人類學演化心理學。一个人工智能的分支,进化计算,是以達爾文的概念應用於計算機科學的結果。

目前已有壓倒性的證據支持演化的真實性,學界普遍認為演化是事實,而不僅僅是理論或假說,對於演化論的真確性,存在有強烈的科學共識,演化以外任何關於物種起源或人類起源的學說,目前都不獲支持。絕大多數的科學社群和學術團體,都認為演化論是唯一能完全滿足在生物學古生物學分子生物學遺傳學人類學及其他各領域中所觀察到的現象的理論。[32][33][34][35][36]一項在1991年所作的蓋洛普民調顯示,只有大約5%的科學家(包括生物學領域以外的其他科學家)認為自己是創造論者。[37][38]截至目前為止,沒有任何反對演化論且經過科學方面同行審查的論文,名列科學與醫學期刊搜尋引擎PubMed當中。[39]

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