多細(xì)胞生物的起源范文

時(shí)間:2023-12-15 17:53:43

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多細(xì)胞生物的起源

篇1

化石研究表明,地球上最早的生命跡象出現(xiàn)于35億年前,主要是單細(xì)胞的原核生物。之后,地球生態(tài)似乎沒有多大的變化。直到將近30億年之后的寒武紀(jì),也就是距今6億年前,地球生物出現(xiàn)一次爆炸性演化,一下子出現(xiàn)許多多細(xì)胞生物,生物進(jìn)化由此加速。幾億年內(nèi)出現(xiàn)了我們現(xiàn)在熟知的包括恐龍?jiān)趦?nèi)的各種各樣的生物。然而,不少人還是質(zhì)疑這種爆炸式的生物演化,認(rèn)為在那30億年的時(shí)間內(nèi)不應(yīng)該只有單細(xì)胞生物,還有一些原始的多細(xì)胞生物。

質(zhì)疑歸質(zhì)疑,科學(xué)研究講求的是證據(jù)。近年來,科學(xué)家逐步發(fā)掘出了一些這樣的證據(jù)。此前,科學(xué)家在非洲發(fā)現(xiàn)了20億年前的卷曲藻化石,這是一種多細(xì)胞真核生物。2008年,法國國家科學(xué)研究中心和普瓦提埃大學(xué)的研究人員在非洲又有了新的發(fā)現(xiàn)。他們在加蓬發(fā)現(xiàn)了一塊獨(dú)特的生物化石。起初,化石研究人員根據(jù)生物的組織結(jié)構(gòu)初步認(rèn)為,該生物是多細(xì)胞真核生物,出現(xiàn)于6億年前。然而,經(jīng)過進(jìn)一步的研究,研究人員發(fā)現(xiàn)這塊化石的形成年代居然是21億年前。是否是6億年前的生物進(jìn)入了21億年前的石頭呢?研究人員經(jīng)過X射線掃描等進(jìn)行進(jìn)一步分析,發(fā)現(xiàn)這塊化石的形成時(shí)間的確源于21億年前,也就是說化石中的多細(xì)胞真核生物的確曾經(jīng)生活在21億年前。

這些罕見的古老生物化石長度在10厘米到12厘米之間,堪稱“大化石”。這些化石的總量也很多,有250多個。目前,研究人員已經(jīng)研究了其中的100多個,從中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多種形態(tài)比較類似的多細(xì)胞生物,這些生物應(yīng)該是同一類多細(xì)胞生物,但是有多種。普瓦提埃大學(xué)的研究人員艾爾?阿爾瓦尼說:“從遠(yuǎn)處看,這些化石像是具有不規(guī)則邊緣的花式餅干。從近處看,這些化石有扇貝狀外緣和輻射狀條紋?!痹谶M(jìn)一步的分析中,研究人員利用離子探測器對化石中硫同位素的成分進(jìn)行了測定,并借助特殊設(shè)備繪制了標(biāo)本的立體圖像。結(jié)果顯示,該生物化石正是多種組織的結(jié)合體,而不是一些研究人員猜測的那樣是多個細(xì)菌堆砌起來的,這進(jìn)一步證實(shí)了化石中的生物是多細(xì)胞生物。研究人員表示,這是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最古老的多細(xì)胞真核生物,比之前的卷曲藻化石還要早1億年。

篇2

動物進(jìn)化進(jìn)化樹原生動物體腔脊索動物

1自然選擇學(xué)說的提出

起初,1809年法國學(xué)者拉馬克認(rèn)為,環(huán)境能引起生物的變異,他提出了用進(jìn)廢退的理論,即常用的器官會愈發(fā)發(fā)達(dá),少用或不用的器官變回衰退。同時(shí)他也認(rèn)為進(jìn)化是具有方向的。在當(dāng)時(shí)科學(xué)還不完善的條件下,他的理論使人們重新認(rèn)識了自然。直到19世紀(jì)中期,達(dá)爾文在《物種起源》一書中提到了自然選擇的進(jìn)化學(xué)說。他指出,生物進(jìn)化是遺傳、變異、選擇三者綜合作用的結(jié)果,所有生物都有共同的祖先,“自然選擇”是生物進(jìn)化的動力,所謂“適者生存”,適應(yīng)環(huán)境的變異得以存活,繁殖后代,不能適應(yīng)環(huán)境的變異則死亡,最終被自然淘汰。由于當(dāng)時(shí)科學(xué)的局限性,達(dá)爾文學(xué)說的一些觀點(diǎn)也存在某些缺陷,如其探討的生物進(jìn)化僅僅停留在個體水平、認(rèn)為生存斗爭是繁殖過剩引起的。

進(jìn)化過程中,環(huán)境因子包括氣候、土壤、植物與動物式中存在著相互作用,隨著地殼的變化,板塊的移動,局部的氣候發(fā)生改變,地球上的植物和動物的密度也會隨之受到影響。

2動物的進(jìn)化特征

為了簡明扼要地展示出生物之間的親緣關(guān)系和進(jìn)化歷程,分類學(xué)家和進(jìn)化論者將從簡單到復(fù)雜、從低等到高等的各類生物放到一棵樹狀圖的各個枝干上,這個樹狀圖就叫做進(jìn)化樹,也叫譜系樹。本文中,我們將按照進(jìn)化樹的層次進(jìn)行分析。

2.1單細(xì)胞原生動物

對于原生動物的進(jìn)化起點(diǎn),學(xué)者們看法各有不同。但是原生動物是最原始的單細(xì)胞動物,雖然只有單個細(xì)胞,它具有一個動物具有的一切機(jī)能。原生動物的排泄依靠一種調(diào)節(jié)水分的胞器――伸縮泡,生殖主要為二裂生殖,也有的原生動物為出芽生殖。原生動物的眾多分類中,有人認(rèn)為最早出現(xiàn)的可能是原始肉足類,因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)更加簡單,沒有基體和鞭毛,而且原始肉足類在沒有原生動物存在時(shí)可以通過吞噬細(xì)菌、藍(lán)藻等原核生物獲取營養(yǎng),在無顆粒型食物時(shí),還可以通過滲透作用獲得營養(yǎng)物質(zhì),也有人認(rèn)為最早出現(xiàn)的是鞭毛綱并非肉足綱。

2.2中生動物和側(cè)生動物――海綿動物

中生動物是最簡單的多細(xì)胞動物,外層是具有纖毛單層體細(xì)胞,身體只有體細(xì)胞與生殖細(xì)胞的分化,體細(xì)胞行使?fàn)I養(yǎng)細(xì)胞的功能,軸細(xì)胞具有繁殖功能。

側(cè)生動物具有與其他多細(xì)胞動物不同的發(fā)育結(jié)構(gòu),它的皮層和胃層之間是中膠層,胃層由領(lǐng)鞭毛細(xì)胞組成,中膠層中由變形細(xì)胞和骨針。具有獨(dú)特的水溝系統(tǒng)。

2.3真后生動物――2胚層輻射對稱

動物發(fā)展到這個階段,出現(xiàn)了兩個胚層,體壁的外層來自胚胎發(fā)育時(shí)期的外胚層,內(nèi)層來自胚胎發(fā)育時(shí)期的內(nèi)胚層。出現(xiàn)了組織分化和簡單的器官和網(wǎng)狀神經(jīng)系統(tǒng)。

多細(xì)胞的進(jìn)化過程中,海綿動物可以是一類分支,那么在真后生動物中,腔腸動物是最為原始的一類。其中最簡單的類群要數(shù)具有固著的水螅型和可以自由移動的水母型的水螅綱。而高等腔腸動物的發(fā)展也是朝著水螅型和水母型這兩個方向進(jìn)行的。

2.4從2胚層輻射對稱到3胚層兩側(cè)對稱

動物油2胚層低級階段過渡到3胚層高級階段時(shí),具有神經(jīng)中樞的頭開始分化,并有明顯的兩側(cè)對稱,以及中胚層的出現(xiàn)以保證肌肉與其他內(nèi)臟的發(fā)展。3胚層兩側(cè)對稱動物一支為原口動物,另一支進(jìn)化為后口動物。

2.5原口動物

2.5.1從無體腔到假體腔

扁形動物作為原口無體腔動物最原始的一類,仍然具有著不具,一些器官殘留著輻射對稱等原始特征。但是原始的神經(jīng)系統(tǒng)開始出現(xiàn),并有了感覺器官的發(fā)育。

假體腔是指體壁中胚層與內(nèi)胚層消化管之間形成的體腔,充滿液體或膠狀物,腔內(nèi)的液體和物質(zhì)可以簡單的流動循環(huán),出現(xiàn)有口有的消化管,假體腔的出現(xiàn)在進(jìn)化過程中具有一定的意義。它為體內(nèi)器官系統(tǒng)的發(fā)展提供了空間,運(yùn)動能力得到了明顯增強(qiáng),可以有效地輸送營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物。

2.5.2真體腔動物的進(jìn)化

真體腔的出現(xiàn)是動物進(jìn)化史上一個十分重要的現(xiàn)象,其中的軟體動物就幾乎具備所有的器官系統(tǒng)。軟體動物從很大程度上與環(huán)節(jié)動物很相似,因?yàn)樗麄兺哂姓骟w腔和相似的循環(huán)系統(tǒng)與排泄器官,但他們體不分節(jié)、無成對的附肢,與環(huán)節(jié)動物還有很大異同,這主要因?yàn)檐涹w動物門很大程度上向著減少活動的發(fā)面發(fā)展,因此,軟體動物有與其他動物不同的獨(dú)特的特征,例如厚重的貝殼。對于軟體動物和環(huán)節(jié)動物的進(jìn)化地位學(xué)術(shù)界主要有三種傾向。不論哪種觀點(diǎn),動物進(jìn)化到環(huán)節(jié)動物時(shí)發(fā)育中產(chǎn)生了發(fā)達(dá)的真體腔,有明顯的分節(jié)現(xiàn)象,這在動物演化過程中都具有十分重要的意義。環(huán)節(jié)動物身體同律分節(jié),閉管式循環(huán)系統(tǒng),后腎式排泄系統(tǒng)。循環(huán)系統(tǒng)、排泄系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)都是按體節(jié)重復(fù)排列的。

節(jié)肢動物是原口動物進(jìn)化的頂端,身體演化出異律分節(jié),有頭、胸、腹三個部分,并有帶關(guān)節(jié)的附肢,有翅、體表的幾丁質(zhì)外骨骼可以更好地保護(hù)身體。節(jié)肢動物還有多樣性的呼吸排泄器官,水生種類用書腮呼吸,陸生則用書肺或器官呼吸。排泄器官有2種類型,一種是與后腎同源的腺體結(jié)構(gòu),一種是馬氏管。節(jié)肢動物的口部有口器,是由若干附肢形成的。

節(jié)肢動物的最高級代表是昆蟲綱,它們有發(fā)達(dá)的神經(jīng)系統(tǒng)和感覺器官,并產(chǎn)生了翅這種獨(dú)特的運(yùn)動器官。并且由于條件不同,昆蟲綱有了目的分化。

2.6后口動物

2.6.1棘皮動物

棘皮動物在進(jìn)化中是一種特殊的動物,它與之前的無脊椎動物都不同,與原始的脊索動物相似,與半索動物有共同祖先。身體成五輻射對稱,幼蟲成兩側(cè)對稱。體壁上有向外凸起的皮腮,還具有突出體表之外的棘、刺等結(jié)構(gòu)。具有分散的神經(jīng)系統(tǒng)。它的胚胎發(fā)育、體腔、骨骼的產(chǎn)生以及口與的形成都可以看出它與脊索動物的相似性,而完全不同于之前的無脊椎動物。

2.6.2從無脊椎動物到脊索動物

脊索動物是最高等的動物門類,包括尾索動物、頭索動物和脊椎動物。其中,脊椎動物是神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)展最充分的動物,并演化成有自我意識的人。脊索動物由無脊椎動物進(jìn)化而來,與棘皮動物和半索動物有親緣關(guān)系。

脊索動物具有BIG THREE(三大特征)――背神經(jīng)管、脊索和鰓裂。脊索縱貫背部,有支持作用,中空的神經(jīng)中樞位于身體背部,心臟位于消化管腹面。

較低等的脊索動物,包括尾索動物和頭索動物,尾索動物的幼體具有BIG THREE,脊索只在尾部,變態(tài)后脊索消失,成體具有被囊,以海鞘為代表。頭索動物BIG THREE眾生存在,并且脊索貫穿全身,無明顯頭部,以文昌魚為代表。

長期以來,文昌魚一直被認(rèn)為與脊椎動物更為接近,但是隨著研究的深入,包括基因組在內(nèi)的越來越多的證據(jù)表明是尾索動物海鞘而并非文昌魚更接近于脊椎動物,即便如此,有學(xué)者依舊堅(jiān)持文昌魚在進(jìn)化中的中心地位,因此,對于文昌魚和海鞘的進(jìn)化地位還未有一個準(zhǔn)確的答案。

2.6.3脊椎動物的進(jìn)化

動物的進(jìn)化一般要同時(shí)經(jīng)歷兩種過程,一是從低等到高等、簡單到復(fù)雜的進(jìn)化;一是從水生到陸生的進(jìn)化。脊椎動物的進(jìn)化為“一分為二”的“鑲嵌形式”的進(jìn)化,即兩種進(jìn)化類別之間存在一種過渡動物同時(shí)具有進(jìn)化后新的特征和進(jìn)化前舊的特征,并且是新特征克服舊特征進(jìn)行進(jìn)化的。一般分為三個階段,第一階段是無頜類、魚類水生動物的進(jìn)化;第二階段是由水生到陸生的進(jìn)化,包括兩棲動物和爬行動物的出現(xiàn);第三階段是高等脊椎恒溫動物的進(jìn)化。最終是人類的進(jìn)化。

第一階段無頜類進(jìn)化到魚類,最重要的特征是魚類出現(xiàn)了可以咬合的上下顎和成對的附肢,而無頜類是沒有上下顎和成對附肢的,只有一個圓形的口吸盤,以七鰓鰻為代表動物。是現(xiàn)存脊椎動物中最原始的一類。雖然已經(jīng)出現(xiàn)了雛形的脊椎骨,但身體的支持結(jié)構(gòu)仍然是脊索。而魚類具有典型的脊柱,身體有頭、軀干和尾的分化,以腮為呼吸器官,具有良好的滲透壓調(diào)節(jié)機(jī)制。具有低等水生脊椎動物特有的特有的感覺器官――側(cè)線,可以幫助魚類取食、躲避天敵和求偶

第二階段由水生到陸生的進(jìn)化是脊椎動物進(jìn)化過程中一個巨大的飛躍,兩棲類是最早出現(xiàn)的四足動物,處于水生向陸生過渡的重要類群。它們幼體以腮呼吸,成體以肺呼吸,并以皮膚呼吸做輔助,因而體表濕潤,皮膚多腺體和色素細(xì)胞,為適應(yīng)陸地環(huán)境皮膚和骨骼肌肉系統(tǒng)進(jìn)行了改造、出現(xiàn)呼吸的多樣化感覺器官出現(xiàn)中耳,但水生幼體仍具有側(cè)線。它們既具有陸生的脊椎動物的典型特征,又保留著水生脊椎動物的一些結(jié)構(gòu)和功能。最早的兩棲原始動物之一――魚石螈對于人類認(rèn)識陸生四足動物的起源和進(jìn)化具有重要意義。

真正地陸生動物爬行動物在兩棲類動物的基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)化,出現(xiàn)了重要的由殼保護(hù)的羊膜卵,并且在路上發(fā)育成成體,使脊椎動物完全脫離了在繁殖發(fā)育過程中對水環(huán)境的依賴。

第三階段高等的脊椎動物出現(xiàn),鳥類、哺乳類成為高等恒溫脊椎動物,鳥類身體流線型,具表皮角質(zhì)層衍生物(鱗片、羽毛),前肢化為翼,產(chǎn)大型羊膜卵,向空中飛翔方向發(fā)展。哺乳類胎生哺乳,表皮角質(zhì)鞘,產(chǎn)生哺乳動物特有的3塊聽小骨和膈肌,具有高度發(fā)達(dá)的神經(jīng)系統(tǒng),可以很好地適應(yīng)環(huán)境,哺乳動物中的靈長類最終進(jìn)化成有思維能力,直立行走的人類。對于哺乳動物的起源,生物學(xué)家們證實(shí)哺乳動物的祖先早在1億到8500萬年就存在了,不過現(xiàn)存的哺乳動物的祖先經(jīng)歷了相當(dāng)長一段時(shí)間才分化開的原因現(xiàn)在還不得而知。

進(jìn)化在自然界中具有十分重要的意義,動物經(jīng)過漫長的時(shí)代,經(jīng)過環(huán)境選擇,逐漸演化到今天的地位,雖然中間仍有許多未知,但人類對于起源與進(jìn)化的研究從未停止,隨著自然科學(xué)的不斷前進(jìn)發(fā)展,生物進(jìn)化理論一定會越來越明確,出現(xiàn)一個歷史性的統(tǒng)一。

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篇3

【關(guān)鍵詞】高中生物;細(xì)胞;功能;結(jié)構(gòu)

相信大家對于生物都不陌生,因?yàn)樯锱c人們的生活息息相關(guān),人本身就是一種動物,存在于生物研究的領(lǐng)域,生物從最為基本的結(jié)構(gòu),最基礎(chǔ)的生命物質(zhì)細(xì)胞開始研究,讓人們清楚的了解現(xiàn)在的世界上的生命組成的物質(zhì),更加透徹的了解自己,了解世界,這就是生物的學(xué)習(xí)存在的意義。

生命之中充滿無窮的奧秘,而生物的探索就為我們大家揭開了這些神秘的面紗,讓我們能夠看清生命的本質(zhì),了解花草樹木,魚蟲,甚至是人類生命的意義。人是由無數(shù)個分工明確的細(xì)胞組成的,這些細(xì)胞無時(shí)無刻不在為人類的活動而運(yùn)轉(zhuǎn),就算是人在睡覺的時(shí)候,還有很多的細(xì)胞都在不停的運(yùn)轉(zhuǎn),有些細(xì)胞會在人死了之后停止運(yùn)轉(zhuǎn),而有些細(xì)胞就算是失去了供養(yǎng),還是能夠繼續(xù)生存下去。

生物根據(jù)細(xì)胞的多少可以分為單細(xì)胞,多細(xì)胞。單細(xì)胞生物一般都是結(jié)構(gòu)極其的簡單,憑著一個細(xì)胞就能夠進(jìn)行攝食,排泄,運(yùn)動等活動,最為普遍的就是草履蟲,草履蟲是一種簡單的單細(xì)胞生物,主要是生活在水中,現(xiàn)代生物學(xué)中經(jīng)常通過研究草履蟲來研究單細(xì)胞生物的特性。人是多細(xì)胞的生物,那人的細(xì)胞每天都在做什么,又是怎樣分工明確的來讓人實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí),工作,吃飯等事情的。筆者結(jié)合高中生物的教材,為大家進(jìn)行詳細(xì),通俗易懂的解答。

一、細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位,一切生命活動都離不開細(xì)胞

如果大家有高中生物的教材,打開目錄的第一章就會看到這句話。細(xì)胞在生命中起著不可缺少的作用,生物體結(jié)構(gòu)和功能都離不開細(xì)胞的實(shí)現(xiàn),生命的活動更加不能夠離開細(xì)胞。沒有細(xì)胞就沒有生命,而那些不具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒,也要依賴于宿主細(xì)胞才能夠生存,可想而知,細(xì)胞對于生命的活動是多么的重要。

一個細(xì)胞就可以構(gòu)成一種簡單的生物體。在上億萬年前,據(jù)說地球上都是海洋的時(shí)候,人類還沒有存在在這個世界上,那時(shí)地球上唯一的生命物質(zhì)就是最簡單的單細(xì)胞,現(xiàn)在在各大博物館都可以找尋這些地球祖先的身影,雖然她們已經(jīng)在地球的舞臺上失去了身影,但是對于人們對細(xì)胞的研究有不可或缺的價(jià)值,她們是現(xiàn)代生命的基礎(chǔ),是想要了解細(xì)胞的科學(xué)家們的研究對象,而這些簡單的細(xì)胞對于地球的發(fā)展,人們的出現(xiàn)和進(jìn)步都有極其重要的作用。

二、細(xì)胞的組成,動物細(xì)胞植物細(xì)胞的區(qū)別

經(jīng)過了上億年的發(fā)展,地球上的恐龍滅絕了,活躍在地球上面的是具有高智商的人類。曾經(jīng)的地球上都是海洋,存在的也只有海洋里面極為簡單的單細(xì)胞生物,但是如今,地球仍是被海洋覆蓋,但是幾塊陸地上面物種豐富,動物和植物都有千百萬種,構(gòu)成各種動物和植物的細(xì)胞也存在差異,但是因?yàn)榫哂邢嗤钠鹪?,動物?xì)胞和植物細(xì)胞的差異也就不是很大。

動物細(xì)胞和植物細(xì)胞的主要區(qū)別在于植物細(xì)胞含有細(xì)胞壁,而動物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁,只有細(xì)胞膜,另外動物細(xì)胞中多了很多的細(xì)胞器,這些細(xì)胞器的存在是為了讓動物能夠更好的進(jìn)行生活,而植物細(xì)胞的細(xì)胞構(gòu)造相對簡單,植物的生活就是進(jìn)行光合作用和呼吸作用,因此植物細(xì)胞存在高爾基體,內(nèi)質(zhì)網(wǎng),線粒體等為光合作用和呼吸作用而存在的細(xì)胞器。

而動物細(xì)胞則因種類不同,相對構(gòu)造也就存在差別,比如說是動物紅細(xì)胞,動物紅細(xì)胞在動物的生命中起著不可或缺的作用,紅細(xì)胞會根據(jù)動物體內(nèi)進(jìn)行自己的調(diào)節(jié),這都是通過細(xì)胞器才能夠?qū)崿F(xiàn)的,因此動物細(xì)胞中含有不同的細(xì)胞器,但是無論是動物細(xì)胞還是植物細(xì)胞都含有固定的結(jié)構(gòu),比如說是細(xì)胞質(zhì),細(xì)胞膜,中心體等。

三、細(xì)胞構(gòu)成的大世界

生命的結(jié)構(gòu)層次是從細(xì)胞開始了,接下來是組織,器官,系統(tǒng),進(jìn)而到了個體,個體之后又是種群,多個種群生活在一起形成群落,群落組成生態(tài)系統(tǒng),最后形成生物圈。細(xì)胞是最為基礎(chǔ)的物質(zhì),單細(xì)胞的生物既可以說是細(xì)胞這個生命系統(tǒng)的,又可以說是個體這個系統(tǒng)。

生物中存在很多不可思議的現(xiàn)象,而人們?nèi)绻煌ㄟ^研究,僅憑主觀臆斷的話,就會出現(xiàn)很多的錯誤,比如說血液其實(shí)是屬于組織的這個層次,很多的同學(xué)都喜歡把血液歸為系統(tǒng),而皮膚是器官,這也是同學(xué)們經(jīng)常會犯錯誤的地方,皮膚是由組織構(gòu)成的器官,而不是一個系統(tǒng)。種群的概念也是極易混淆,種群是一定區(qū)域內(nèi),同種生物個體的總和,而很多時(shí)候,人們總是會以為,在不同區(qū)域的同一種生物也是一個種群,因?yàn)樯畹沫h(huán)境不同,所以物種產(chǎn)生的變異也就不同,就算是基因相同,形狀也會發(fā)生詫異,因此就不可以再說是同一個種群了。

群落中包含了更多的物種,在一個群落之中,微生物也是屬于這個群落,因此如果說一個池塘中的所有生物的話,就不能說是一個池塘中的所有的魚,因?yàn)槌靥林械纳镞€有微生物,懸浮生物,還有很多的小蝦米之類的,這些都算是池塘中的生物,都含有在池塘這個群落之中。

四、人由無窮細(xì)胞構(gòu)成

人是高等的生物,由無數(shù)個分工明確的細(xì)胞共同組成,這些細(xì)胞協(xié)調(diào)工作,構(gòu)成了人的思考,學(xué)習(xí),工作,娛樂等多項(xiàng)技能。而人所區(qū)別于其他的低等生物最為顯著的特征就是人類有語言,人類可以憑借語言,憑借文字進(jìn)行溝通,而其他的動物就不會出現(xiàn)這個特征,就算是和人比較接近的猿猴等,多無法寫字。

篇4

論文摘要:多細(xì)胞生物中存在細(xì)胞競爭的行為早在1888年就已經(jīng)提出,但直到1975年才被實(shí)驗(yàn)首次證實(shí)。最近對果繩進(jìn)行的遺傳分析,揭示了調(diào)節(jié)細(xì)胞競爭行為的基因 網(wǎng)絡(luò) ,并提出了程序性細(xì)胞競爭作為群體水平的細(xì)胞選擇機(jī)制。細(xì)胞競爭對早期腫瘤形成的促進(jìn)作用和對千細(xì)胞自我更新的重大意義,可為今后對器官功能退化、衰老及腫瘤的 治療 和千細(xì)胞替代療法的改進(jìn)提供全新的實(shí)踐模型。

0引言

    多細(xì)胞生物中存在細(xì)胞競爭行為的可能性,爭論了100多年。雖然首次實(shí)驗(yàn)證實(shí)在1975年就已實(shí)現(xiàn),但直到最近完成的果蠅遺傳分析中,才開始揭示調(diào)節(jié)細(xì)胞競爭行為的基因網(wǎng)絡(luò)的存在,并提出了程序性細(xì)胞競爭作為群體水平的細(xì)胞選擇機(jī)制,對組織器官質(zhì)量和適合度的維持起到了重要的作用。超級競爭者的發(fā)現(xiàn),使人們認(rèn)識到細(xì)胞競爭可能對早期腫瘤的形成和干細(xì)胞的自我更新具有積極促進(jìn)作用。

1細(xì)胞競爭理論的形成

    早在1888年,wilhelm roux根據(jù)病理過程中經(jīng)常觀察到的一種組織的細(xì)胞人侵到其他組織的現(xiàn)象,引用達(dá)爾文的“適者生存”的理論,首次提出了細(xì)胞在個體發(fā)生中存在著為生存而斗爭的觀點(diǎn)。但他的觀點(diǎn)遭到了大多數(shù) 科學(xué) 家的反對,他們認(rèn)為,多細(xì)胞生物是個和諧的機(jī)體,不同類型的細(xì)胞應(yīng)該彼此合作,而不是劇烈的競爭。20年后,ilya mechnikov在研究細(xì)胞吞噬作用中,也提出了細(xì)胞為了生存而進(jìn)行持續(xù)斗爭的可能性。santiago ramony cajal在研究神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)時(shí)明確提出:不同神經(jīng)元在神經(jīng)發(fā)生過程中,為了爭奪空間和營養(yǎng),必然存在細(xì)胞競爭的行為。隨著20世紀(jì)50年代初神經(jīng)營養(yǎng)因子的發(fā)現(xiàn),神經(jīng)元細(xì)胞在選擇神經(jīng)軸突生長路徑的過程中存在細(xì)胞競爭的觀點(diǎn)逐漸得到科學(xué)界的公認(rèn)。

    但是細(xì)胞競爭的觀點(diǎn)一直很難得到實(shí)驗(yàn)證實(shí),因?yàn)橐獜膶?shí)驗(yàn)上區(qū)別一個細(xì)胞是競爭失敗導(dǎo)致的死亡還是被動的非競爭性死亡甚至自殺死亡是很困難的。作為細(xì)胞競爭的實(shí)驗(yàn)條件,必須對兩組實(shí)驗(yàn)細(xì)胞進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和比較,而且要證明一組細(xì)胞群體的減少是由于另一群細(xì)胞的存在而直接導(dǎo)致,只要給予足夠長的混合培養(yǎng)時(shí)間,竟?fàn)巸?yōu)勢的細(xì)胞群最終會全部取代弱勢群體。

    第一次細(xì)胞競爭的實(shí)驗(yàn)證實(shí)來自于1975年gine’ s morata和pedro ripon的果蠅突變體實(shí)驗(yàn)0他們巧妙的運(yùn)用核糖體蛋白基因minutes的突變體,該基因的純合子果蠅由于不能形成有功能的核糖體,造成蛋白合成停滯而導(dǎo)致個體死亡。雜合子果蠅能夠存活,并且發(fā)育成正常的大小,但是它的發(fā)育時(shí)間延長了好幾天,原因在于其缺乏完全有活性的核糖體。接著,他們把mi-nutes雜合子細(xì)胞和野生型細(xì)胞兩群細(xì)胞進(jìn)行混合培養(yǎng),原先預(yù)計(jì)兩群細(xì)胞不會以不同的增殖速率水平進(jìn)行增殖。結(jié)果大大出乎意料,minutes雜合子細(xì)胞不僅以較慢的增殖速率進(jìn)行倍增,而且在翅盤區(qū),雜合子細(xì)胞逐漸死亡。后來證實(shí)是由于周圍高增殖率野生型細(xì)胞的存在,雜合子細(xì)胞競爭失敗而死亡擴(kuò)現(xiàn)在,人們在果蠅上皮組織的發(fā)育中發(fā)現(xiàn)了許多的細(xì)胞競爭現(xiàn)象,并在其他動物如鳥類、爬行類、哺乳類的胚胎發(fā)生過程中也發(fā)現(xiàn)了類似現(xiàn)象。

2細(xì)胞競爭的群體選擇模型

    細(xì)胞竟?fàn)幾鳛槿后w水平的細(xì)胞選擇機(jī)制,目前的主要竟?fàn)庍x擇模型如下:川(i)細(xì)胞群體中,當(dāng)生長和存活因子數(shù)量有限時(shí),只有那些攝取的生長因子信號水平在闌值以上的細(xì)胞才能獲得生存,稱為“w inner-takes-it-all",該機(jī)制保證了亞最佳閉水平的細(xì)胞能夠生存。(2)細(xì)胞群體中,當(dāng)生長和存活因子數(shù)量無限時(shí),群體中的所有細(xì)胞都能得到足夠的存活信號水平。但是,不是所有的細(xì)胞都是實(shí)力均等的競爭者。細(xì)胞之間通過交流,進(jìn)行各自存活信號水平的比較,對于低競爭力的細(xì)胞,會收到一個“you lose”的信號,結(jié)果是該細(xì)胞啟動凋亡程序而最終死亡。該機(jī)制稱為“you lose",保證了最佳闌水平的細(xì)胞取代其他弱勢細(xì)胞而獲得生存。

    最近,boris i. shraiman提出了一個全新的模型,他們建立了單層組織細(xì)胞不均一生長的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)模型分析了其中的物理涵義,認(rèn)為生長更快或更慢的細(xì)胞克隆經(jīng)受一定的物理壓力,局部壓力對細(xì)胞的增殖速率產(chǎn)生一個積分反饋,致使低增殖率的細(xì)胞發(fā)生凋亡,從而穩(wěn)定組織的均一性生長特性。

3細(xì)胞競爭的基因調(diào)節(jié) 網(wǎng)絡(luò)

    目前,細(xì)胞競爭的基因調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)部分形成。在果蠅中,decapentaplegic ( dpp)作為調(diào)節(jié)或決定細(xì)胞競爭的生長因子和存活因子,是骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bmp )的同源類似物,屬于轉(zhuǎn)化因子日超家族。dpp不僅控制著細(xì)胞竟?fàn)幮袨椋瑫r(shí)也是最主要的組織和器官發(fā)育空間模式和大小的決定者。dpp作為配體首先與11型絲氨酸/蘇氨酸受體激酶punt結(jié)合,隨后i型受體tkv再結(jié)合到該復(fù)合體中,tkv發(fā)生磷酸化,活化的tkv激活受體調(diào)節(jié)的smad蛋白:mothers against dpp( mad),磷酸化后的mad與輔助smad蛋白結(jié)合,形成信號中介體,從細(xì)胞質(zhì)直接移位到細(xì)胞核中,與相應(yīng)的組織特異性的靶基因中的效應(yīng)元件結(jié)合,并與其他一些dna結(jié)合蛋白相互作用,從而調(diào)節(jié)靶基因的表達(dá)強(qiáng)度和豐度。

    其中與細(xì)胞競爭行為直接相關(guān)聯(lián)的靶基因之一為brinker( brk ),它作為外來dpp信號的內(nèi)部執(zhí)行者。當(dāng)細(xì)胞攝取dpp信號水平高時(shí),brk的表達(dá)就被抑制;而當(dāng)dpp信號水平不足時(shí),brk的表達(dá)水平就上升,進(jìn)而激活c-jun氨基端蛋白激酶jnk , jnk激活c-jun和其它靶基因,最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡?!ぜ?xì)胞攝取的dpp信號的水平受dpp合成分泌速率、細(xì)胞外基質(zhì)對自由配基的鰲合度、細(xì)胞數(shù)目的變化及配基在胞吞轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的命運(yùn)(降解或再循環(huán))等因素影響。

    目前在大多數(shù)類型的細(xì)胞中,解釋細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制有兩種:一種為外部途徑,又稱為受體途徑,主要是由腫瘤壞死因子超家族受體介導(dǎo);另一種為內(nèi)部途徑,又稱為線粒體途徑,主要由線粒體膜通透性發(fā)生改變,致使細(xì)胞色素c釋放進(jìn)人細(xì)胞質(zhì)所致。兩條途徑最終都激活凋亡執(zhí)行者半朧天冬蛋白酶3/6/7,進(jìn)行細(xì)胞降解過程。對于細(xì)胞竟?fàn)幨≌甙l(fā)生細(xì)胞凋亡的具體分子機(jī)制仍不清楚,但越來越多的實(shí)驗(yàn)結(jié)果傾向于內(nèi)部途徑。

4超級競爭與腫瘤干細(xì)胞

    細(xì)胞竟?fàn)幙梢赃x擇最佳質(zhì)量的細(xì)胞,并可使組織的適合度達(dá)到最大化。最近在研究細(xì)胞竟?fàn)幍倪^程中意外地發(fā)現(xiàn)了dmyc可以誘導(dǎo)細(xì)胞成為“超級竟?fàn)幷摺?,并以其周圍正常?xì)胞凋亡的方式進(jìn)行擴(kuò)張、取代其位置,而細(xì)胞總數(shù)不會發(fā)生變化。可能是由于dmyc水平的升高,增強(qiáng)了細(xì)胞的翻譯能力,使細(xì)胞更有能力主動攝取胞外生長和存活因子,從而獲得競爭優(yōu)勢。

    該現(xiàn)象很類似于早期癌的演變。在上皮細(xì)胞群中,一個原癌基因myc的復(fù)制、易位、過表達(dá)等事件均可使最初的轉(zhuǎn)化細(xì)胞成功確立其生長優(yōu)勢,在一個局部的營養(yǎng)腔隙中,對生長和存活因子的競爭優(yōu)勢可以幫助前癌細(xì)胞群體擴(kuò)大,而此時(shí)組織形態(tài)未見任何改變。超級競爭者遺傳背景中發(fā)生的第二次突變(原癌基因或抑癌基因突變)很可能就啟始了腫瘤的形成。

    對超級競爭現(xiàn)象的研究,使人們對其在腫瘤干細(xì)胞中的作用產(chǎn)生了濃厚興趣。目前,腫瘤干細(xì)胞在腫瘤起源中的肯定作用越來越受到重視。如果癌基因如myc誘導(dǎo)的細(xì)胞竟?fàn)幙梢栽诟杉?xì)胞小生境中發(fā)生,那么,細(xì)胞競爭對高質(zhì)量干細(xì)胞群體水平的維持將起到關(guān)鍵作用,最終會影響特異組織的修復(fù)和再生。

篇5

關(guān)鍵詞:生命起源 無中生有 十二相屬 龍

自從人類誕生的那天起,就一直面臨著幾個基本的問題:人類及生命是如何誕生的?人類生存的地球及宇宙是如何誕生的?人類賴以生存的宇宙怎樣才能變得更加適合人類生存?雖然完備的答案是不會有的,然而探索者卻注定要永遠(yuǎn)為之焦心和求索。

一.生命進(jìn)化的歷程及方向

生命起源被認(rèn)為是二十一世紀(jì)人類面對的十大科技難題之一,達(dá)爾文創(chuàng)立的進(jìn)化論,雖然今天已被人們普遍認(rèn)識,然而進(jìn)化論卻并沒能回答出比如象每類物種最初是如何產(chǎn)生的這樣的問題。任何事物的發(fā)展由量變到質(zhì)變,都有其深刻的哲學(xué)意義,在生命的進(jìn)化歷程中,同樣體現(xiàn)著這種內(nèi)涵。這一點(diǎn)在中國傳統(tǒng)哲學(xué)思想中早已給出了答案,就是“無中生有”。用老子的話表達(dá)自然界進(jìn)化的歷程,即“道生一,一生二,二生三,三生萬物”。生物在自然界的進(jìn)化是以化學(xué)反應(yīng)到單細(xì)胞的形成開始的。自然界被認(rèn)為是原始大氣加紫外線加閃電火花生成構(gòu)成生命的基本物質(zhì)氨基酸等,這一點(diǎn)1953年已被芝加哥大學(xué)尤里米勒實(shí)驗(yàn)證明。單細(xì)胞的產(chǎn)生,用老子的話,即“道生一”。從單細(xì)胞生物進(jìn)化為多細(xì)胞聯(lián)體,生物體為孢子繁殖、分裂繁殖,相似于“一生二”階段。從聯(lián)體到細(xì)胞分工,生物體進(jìn)化到雌雄異體的有性繁殖,相似于“二生三”階段。生物體在細(xì)胞分工到逐步形成器官雛形基礎(chǔ)上進(jìn)化為正式器官,動物體的構(gòu)造發(fā)生了重大的進(jìn)化,其生理構(gòu)成產(chǎn)生了更為重大的飛躍。這一時(shí)期動物尚存至今的種類最多,相似于“三生萬物”階段。

以生理與功能的完善到智能時(shí)期,這時(shí)期的生物,由低級向高級進(jìn)化。是從原始有頭類、脊索動物,經(jīng)魚類、兩棲類、爬行類、哺乳類等層次進(jìn)而進(jìn)化為人類的過程。從古生物學(xué)來看,每一類生物在地球上從產(chǎn)生到自然滅絕要有一億到一億五千萬年之久,而人類祖先在地球上的出現(xiàn)至今才兩百五十萬年。從生物形態(tài),內(nèi)臟結(jié)構(gòu),功能來看,每進(jìn)化高一層次,都相應(yīng)有明顯的變化。最重要的表現(xiàn)是有新的器官或組織產(chǎn)生。首先,從魚類進(jìn)化為兩棲類,兩鰭轉(zhuǎn)化為四只小腿。增加了脾、胃等器官,可以長時(shí)間離開水生活。兩棲類進(jìn)化為爬行類,頭和身軀有明顯的區(qū)分,由可轉(zhuǎn)動的頸部相連,四只小腿進(jìn)一步發(fā)展變長。增加了肺、大腸等器官,轉(zhuǎn)為陸上生活,有較快的爬行速度。爬行類進(jìn)化為哺乳類,除從卵生轉(zhuǎn)為胎生并哺乳喂養(yǎng)外,四只小腿爬行轉(zhuǎn)為四只腿支撐軀體完全離開地面。增加了腎、膀胱等器官,有較快的速度和較高的靈活性,出現(xiàn)了跑、跳、撲等功能。但從哺乳類進(jìn)化為人類,除直立行走、思維與用手勞動等一些進(jìn)化外,關(guān)鍵是還未演生出新的腑臟器官,在速度和靈活性等功能上,還處在哺乳動物之下。既然作為進(jìn)化演生的新一類物種,應(yīng)在各方面遠(yuǎn)勝于前一代才對。

在考查動物的進(jìn)化史中,我們也許會得出這樣的結(jié)論:人類應(yīng)該產(chǎn)生出新的器官,使自身的功能產(chǎn)生質(zhì)的飛躍,才能稱之為成熟的人類,才算“真正的人”,即道家所謂的“真人”。然而萬物之靈的人類,宇宙完成的體形結(jié)構(gòu)是如此完美和協(xié)調(diào),不可能再出現(xiàn)類似其他種群進(jìn)化中所產(chǎn)生的普通意義上的有形器官,那究竟應(yīng)該是怎么樣的結(jié)構(gòu)呢?很值得我們?nèi)ド钊氲匮芯亢吞接憽?/p>

二.中華龍之謎及生命起源的新設(shè)想

自然界生命的進(jìn)化反映著宇宙的演化過程,同樣天文學(xué)家觀察到宇宙是處于不停的運(yùn)動之中的。今天,大部分的宇宙學(xué)家認(rèn)為,宇宙大約是在100億年之前,經(jīng)過一次極為激烈的后逐漸形成的。今天的宇宙是由曾經(jīng)歷遙遠(yuǎn)的過去和走向無限的未來中,在反復(fù)進(jìn)行誕生與老化的過程中形成的。雖然新的宇宙是由已消亡的宇宙剩下之混沌元素所構(gòu)成,但是新的宇宙無論在質(zhì)量和能量方面都比舊的宇宙要優(yōu)良,是屬于更為凈化的宇宙。每次經(jīng)過改良的宇宙,更適合于更進(jìn)化的類群。地球的演化及各類生物種群的進(jìn)化正反映了這樣的情況。在已有的生物知識中,我們可以明顯地看出每類生物都可以在其他種群中發(fā)現(xiàn)相似的部分,相差的級別越近,這種相似的影子便越清晰。觀察一下脊椎動物的胚胎發(fā)育,他們初成形的一周,你簡直難以分清那一個胚胎是魚,那一個胚胎是人。人類的胎兒在母體中經(jīng)歷了整個自然界生命幾十億年的進(jìn)化歷程,這已成為人們的基本認(rèn)識。生命的產(chǎn)生本身就是一個奇跡,如果用數(shù)學(xué)概率去計(jì)算的話,宇宙間產(chǎn)生生命的比率幾乎是零,然而這種幾乎不可能的事卻在地球上發(fā)生了。如此豐富多彩的生命現(xiàn)象,令人迷惑的是,他們最初是如何形成的。達(dá)爾文創(chuàng)立了進(jìn)化學(xué)說,卻無力回答,最后一個(能變成人的)猴子是怎樣變成第一個人的。如果我們相信,宇宙在不斷的消亡與誕生中更為優(yōu)良的話,地球上新生命的誕生亦正是如此。東方的圣賢已給出了答案,這便是“無中生有”的含義。這里的“無”,概念上并非是一無所有,而是所有有形物體的基礎(chǔ),是一切生命的源泉。現(xiàn)代的柯萊因照相技術(shù)已科學(xué)地驗(yàn)證,樹葉在萌芽時(shí)就已形成了它在虛境中的成熟構(gòu)形,這正是中華傳統(tǒng)哲學(xué)中“無中生有”的深刻含義。中國古代把這種構(gòu)形現(xiàn)象稱作“擰保它表示生命力或賦予宇宙以生機(jī)的活力。作為中醫(yī)基礎(chǔ)的經(jīng)絡(luò),就是人體內(nèi)氣的通道,人體中這種無形的經(jīng)絡(luò)的存在,是不爭的事實(shí)。攀且恢窒”〉?、无法直桨b兄的物質(zhì)形式,它存在于空間的每一處,并且可以凝聚成有形的物體。新儒學(xué)家張載說:“啪墼蚶朊韉檬┒有形,挪瘓墼蚶朊韃壞檬┒無形。方其聚也,安得不謂之客?方其散也,安得邃謂之無?”我們翻開《圣經(jīng)》就會發(fā)現(xiàn),在《創(chuàng)世紀(jì)》中用神話的形式寫著:“耶和華神用地上的塵土造人,將生氣吹進(jìn)他的鼻孔里,他就成了有靈的活人?!边@里“生氣”的含義即與“無”相同。印度古經(jīng)典《唱贊奧義書》中亦有相似的說法:“太初唯是‘非有’,由‘非有’而‘有’生焉”。人類的產(chǎn)生是宇宙的驕傲,關(guān)于起源,現(xiàn)在我們可以這樣大膽地設(shè)想:混沌狀態(tài)的宇宙,在漫長的演化中,氣聚則成形為濁為陰,氣散則成無形為清為陽,用中醫(yī)經(jīng)典〈皇帝內(nèi)經(jīng)〉的話,即陽化氣,陰成形。形成了有形的眾多星體與無限的空間。幸運(yùn)的地球在誕生的過程中,伴隨著大量的水生成[天文學(xué)家最新發(fā)現(xiàn),地球上的水,一部分可能來自宇宙空間]。水是生命的搖籃,由于地球的自轉(zhuǎn)與地磁場的作用,在它的周圍空間,不斷產(chǎn)生著構(gòu)成基本生命物質(zhì)的虛境構(gòu)形――正象樹葉萌芽前的虛境構(gòu)形一樣,經(jīng)過漫長的演變,“氣聚而有形”,產(chǎn)生構(gòu)成生命的基本物質(zhì)。不論植物、動物都經(jīng)歷了由低級到高級的進(jìn)化發(fā)展。而每一類新生命的誕生,首先是在虛境中完成其更進(jìn)化的最優(yōu)良的組合構(gòu)形。在宇宙、自然漫長的演化過程中,幸運(yùn)的人類虛境構(gòu)形產(chǎn)生了,它自然集中了當(dāng)時(shí)已有生物中最優(yōu)秀的部分。中華民族自稱是龍的傳人,而龍又被描繪成具有多種動物最優(yōu)秀部分的組合。起初,這個形象是變化的,直到漢代以后才固定下來,演變成了今天這種以馬頭、鹿角、蛇身、鷹爪、魚尾等組合成的具體形象。無論西方人心中的上帝,還是中國人的圣物――龍、麒麟等,盡管形象千變?nèi)f化,如果我們拋開一直探尋它們具體形象的迷局,就會發(fā)現(xiàn)它們只有形式上的差別,沒有本質(zhì)上的不同。有經(jīng)驗(yàn)的歷史研究者知道,神話與傳說常常是詩話了的歷史。是不是我們可以這樣設(shè)想,生命的起源不正是這樣一個“無中生有”的過程嗎?

三.十二生肖之謎

人體被認(rèn)為是包涵在宇宙這個超巨系統(tǒng)中的開放復(fù)雜巨系統(tǒng)〈錢學(xué)森語〉。只要生命存在,它就在不斷發(fā)射和吸收與自身相吻合的能量信息。人體作為開放之巨系統(tǒng),除了繼承父系和母系這兩大基本遺傳信息外,還直接接收宇宙間大量的信息。人體的這種狀態(tài)保持一生,并在出生時(shí)為最大。這種現(xiàn)象在神話和民間傳說中,被描繪成孕婦在臨產(chǎn)時(shí)等待神靈或星宿降世投胎后,嬰兒才會出世。在民間至今人們相信“逢生“的現(xiàn)象。嬰兒在離開母體的同時(shí),也失去了作為保護(hù)與篩選信息屏障的母體。出生后,在突然呈開放的狀態(tài)下,會大量接收新的能量信息,嬰兒的一些習(xí)性會與最初接觸的非家族成員的習(xí)性有許多相似點(diǎn)。正象民間所說:“生的不像看的像”。這是因?yàn)閶雰罕倔w完全具有與自己有血緣關(guān)系人群的信息,故而會大量接收另一族系的新的能量信息。

由于人類的進(jìn)化經(jīng)歷了整個自然界生命的進(jìn)化歷程,生命的誕生又是宇宙演化的結(jié)果。故而,人類有著相當(dāng)寬的頻譜帶,能廣泛吸收各種能量信息。它包括了無生命的自然與天體的信息,及有生命的動植物信息。這些信息能量籍由地球的自轉(zhuǎn),及磁場的螺旋狀運(yùn)動,形成了環(huán)繞地球旋轉(zhuǎn)的信息海洋。一切生命的誕生,由于自身所保持的開放狀態(tài),都會被這無所不在的場所影響。所謂“龍生九子,其性不一”,說明人的誕生并沒有因遺傳的因素,使同胞兄弟姊妹具有完全一樣的性格和智慧。正因?yàn)槿绱?,才使得大自然如此豐富多彩,人類和整個自然界才能不斷進(jìn)化、繁榮和發(fā)展。

篇6

關(guān)鍵詞 生物進(jìn)化 活動教學(xué) 教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

1 教材分析

“生物進(jìn)化的歷程”是魯科版《生物》八年級下冊第八單元“生物圈中生命的延續(xù)和發(fā)展”的第二節(jié)。是在探索生命的起源以后,繼續(xù)探索生物進(jìn)化的證據(jù)、歷程。本節(jié)內(nèi)容對于培養(yǎng)學(xué)生形成進(jìn)化的基本觀點(diǎn)和比較、歸納、推測等科學(xué)研究方法的學(xué)習(xí)和學(xué)科素養(yǎng)的形成上具有重要意義。本節(jié)課重點(diǎn)包括“生物進(jìn)化的主要證據(jù)”“科學(xué)方法――比較法”“生物進(jìn)化的歷程”等。教學(xué)中,教師需要拓展內(nèi)容的信息量大、知識點(diǎn)多,還涉及到學(xué)過的各種動植物分類知識。如何把本節(jié)抽象的知識變得生動有趣,讓學(xué)生積極主動地投入課堂中,如何既能落實(shí)好課堂“雙基”,又能夠培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)呢?筆者在教學(xué)中采用活動教學(xué)法,通過設(shè)計(jì)多種教學(xué)活動以激發(fā)學(xué)生的求知欲,讓學(xué)生在活動中高效掌握知識。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識目標(biāo)

舉例說出生物進(jìn)化的主要證據(jù)――化石;概述生物進(jìn)化的主要?dú)v程。

2.2 能力目標(biāo)

通過觀察、比較和分析法,培養(yǎng)分析、解決問題的能力;通過“拼圖”游戲,鍛煉小組合作和探究能力。

2.3 情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

通過對科學(xué)價(jià)值的認(rèn)識,激發(fā)探索古生物學(xué)的興趣;通過進(jìn)化樹的學(xué)習(xí),進(jìn)一步認(rèn)同生物進(jìn)化的觀點(diǎn)。

3 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

生物進(jìn)化的各種證據(jù);掌握科學(xué)方法比較法的應(yīng)用,訓(xùn)練邏輯思維能力。

4 教具準(zhǔn)備

“生物進(jìn)化的歷程”科教視頻、“三葉蟲”和“魚類”化石標(biāo)本各12套、地層自制教具模型12套、古生物化石圖片和空白地層圖各12份、“生物進(jìn)化樹”貼圖12套、孔子鳥復(fù)原圖和爬行動物、現(xiàn)代鳥類相關(guān)知識小資料12份。

5 教學(xué)過程

5.1 視頻激趣,導(dǎo)入新課

師:原始的生命在地球上誕生以后,大約經(jīng)歷35億年的漫長時(shí)間才發(fā)展成為現(xiàn)在多姿多彩的生物界?原始的生命是如何進(jìn)化發(fā)展的呢?在現(xiàn)實(shí)中能找到哪些證據(jù)呢?

教師播放科普類視頻“生命進(jìn)化的歷程”,進(jìn)而引導(dǎo)進(jìn)入本節(jié)課――生物進(jìn)化的歷程。

教師用精彩、震撼的視頻導(dǎo)入,激發(fā)學(xué)生的求知欲、探究欲望和學(xué)習(xí)熱情。

5.2 設(shè)問導(dǎo)學(xué),尋找證據(jù)

學(xué)生閱讀教材,根據(jù)課件展示的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行自主學(xué)習(xí),完成導(dǎo)學(xué)案自學(xué)反饋部分:① 什么是化石?化石在地層中有何分布規(guī)律?② 孔子鳥與爬行動物及現(xiàn)代鳥類在身體結(jié)構(gòu)上有哪些相似點(diǎn)?③ 5種哺乳動物的前肢在骨的組成和排列上非常相似能說明什么?為何在形態(tài)和功能上又出現(xiàn)了差異?

學(xué)生在充分自學(xué)的基礎(chǔ)上,能夠獨(dú)立完成部分導(dǎo)學(xué)案中的內(nèi)容,但是對部分抽象知識點(diǎn)還存在很多疑惑。自學(xué)過程中,學(xué)生對整節(jié)知識有了大致的了解,同時(shí)對于個人有疑問的地方也埋下伏筆,激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探究意識。

5.3 生成反饋,發(fā)現(xiàn)線索

小組成員交流后,由小組代表展示答案:化石是古生物在地層中的遺體、遺物或者遺跡。

教師追問:化石存在哪里?從而引導(dǎo)出地層的概念和形成過程。教師展示地層相關(guān)圖片,進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生思考:地層的形成有何規(guī)律?

活動1:演示地層形成過程。小組交流并利用自制教具演示地層形成的過程。小組展示,教師再引導(dǎo)評價(jià)。

學(xué)生通過簡單的教具演示活動,輕松突破抽象的知識,并得出結(jié)論:越古老的地層越分布在地底層,越年輕的地層越靠近表層。而化石正是隨著巖石等沉積物形成于相應(yīng)地質(zhì)年代的地層中。最后,教師再引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)地層中脊椎動物化石的分布圖找出分布規(guī)律,進(jìn)而推測出脊椎動物的進(jìn)化順序:古代魚類古代兩棲類古代爬行類古代哺乳類。

活動2:模擬考古――幫化石找“家”。教師發(fā)放古生物化石圖片,學(xué)生扮演考古學(xué)家,小組交流各化石的特征并推測他們在地層中的順序,并粘貼在相應(yīng)的地層中。學(xué)生以“科考匯報(bào)”的形式進(jìn)行展示匯報(bào)。

以上兩個教學(xué)活動,一個讓學(xué)生生成“地層”的概念,體驗(yàn)“地層”形成的過程;另一個讓學(xué)生根據(jù)化石的特征推測它們位于哪個地層,再通過對地層中化石分布的順序,進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生得出脊椎動物的大致進(jìn)化順序。

活動3:資料分析,縱向比^。小組發(fā)放閱讀資料,教師引導(dǎo)學(xué)生比較孔子鳥、遠(yuǎn)古爬行類和鳥類,回答問題:通過比較,孔子鳥化石為鳥類的起源提供了哪些線索呢?學(xué)生討論思考得出:孔子鳥是古代爬行動物向古代鳥類進(jìn)化的中間過渡類型?,F(xiàn)代鳥類是由古代爬行動物中的一支進(jìn)化來。

這個小活動既能解決學(xué)生對于鳥類起源的疑惑,又進(jìn)一步完善了脊柱動物的進(jìn)化歷程;同時(shí)也鍛煉了學(xué)生觀察、比較和邏輯推斷能力,激發(fā)了學(xué)生學(xué)有所獲的成就感。

活動4:圖片觀察,橫向比較。學(xué)生觀察5種哺乳類動物上肢(圖2),思考:它們?yōu)楹涡螒B(tài)不一,但在骨的排列和組成卻如此相似?教師引導(dǎo)學(xué)生思考并推測:哺乳類動物具有著共同的原始祖先。在進(jìn)化過程中,這些動物適應(yīng)了不同的生活環(huán)境,這些同源器官逐漸出現(xiàn)了形態(tài)和功能上的改變。

活動5:列表比較、判斷生物間親緣關(guān)系遠(yuǎn)近。教師出示表1,引導(dǎo)學(xué)生分析人類與其他生物細(xì)胞色素C在氨基酸排列順序的差異,并找出規(guī)律。學(xué)生交流展示,教師引導(dǎo):和人類親緣關(guān)系越近的生物,它們細(xì)胞色素c和人類的差別越小。反之,親緣關(guān)系越遠(yuǎn),細(xì)胞色素c和人類差別越大。

活動6:“考考你――幫動物找‘親戚’”。教師設(shè)置情景:科學(xué)家在一個與外界隔絕的山谷中發(fā)現(xiàn)一種未知的神秘動物。為了確定它的進(jìn)化位置,科學(xué)家比較了這種動物與幾種不同的生物的核酸序列。學(xué)生分析、比較表格中的數(shù)據(jù)后得出答案。

活動4和活動5分別運(yùn)用圖片和表格進(jìn)一步豐富了生物進(jìn)化的其他證據(jù)?;顒?用哺乳類動物的上肢骨進(jìn)行比較分析,引導(dǎo)出核心概念――同源器官,進(jìn)而推斷出:哺乳類擁有共同祖先?;顒?則通過表格引導(dǎo)學(xué)生分析、比較數(shù)據(jù),從而引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會判斷生物間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近?;顒?通過情景設(shè)置,鍛煉學(xué)生分析、比較技能和實(shí)際應(yīng)用能力。

5.4 小結(jié)線索,生成方法

教師帶領(lǐng)學(xué)生梳理以上獲得的種種線索:通過地層中化石的縱向比較,推測出脊椎動物的進(jìn)化過程:古代魚類古代兩棲類古代爬行類古代鳥類和哺乳類。通過對哺乳類動物解剖生理學(xué)的橫向比較,推測出哺乳類動物具有共同祖先,同時(shí)適應(yīng)不同的環(huán)境,也發(fā)生著不同的進(jìn)化。通過不同生物在大分子蛋白或者核酸的分子生物學(xué)上的比較,推測出生物之間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近和進(jìn)化位置。

在這些過程中,學(xué)生也獲得了科學(xué)方法――比較法的學(xué)習(xí)。利用比較法,可以把握事物之間的內(nèi)在聯(lián)系,認(rèn)識事物的本質(zhì)。

通過以上種種證據(jù)線索和比較法的運(yùn)用,教師結(jié)合學(xué)生學(xué)過的動植物類群的特征,啟發(fā)學(xué)生推測生物進(jìn)化的大體歷程。

5.5 合作交流,推測歷程

“貼圖競賽”活動(圖3):活動前,教師對各小組提前作出要求:① 將各種生物類群的名字剪下來,由組長組織組員討論,并嘗試結(jié)合各種生物的特點(diǎn),按照它們的進(jìn)化順序粘在“進(jìn)化樹”上。② 仔細(xì)閱讀、討論進(jìn)化樹,小組復(fù)述動物、植物的主要進(jìn)化歷程。③ 進(jìn)一步討論,歸納出生物進(jìn)化總體趨勢。

活動中,教師參與小組討論,引導(dǎo)、點(diǎn)撥、激勵小組進(jìn)行充分思考,選擇優(yōu)秀小組代表進(jìn)行投影展示,并扮演“小小解說家”進(jìn)行講解,再由其他同學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充、評價(jià)。

最后,教師匯總學(xué)生的推測成果:從形態(tài)結(jié)構(gòu)分析生物進(jìn)化趨勢由單細(xì)胞到多細(xì)胞;從生活環(huán)境分析生物進(jìn)化趨勢由水生到陸生;從進(jìn)化等級分析生物進(jìn)化趨勢由低等到高等。

本h節(jié)中學(xué)生不僅僅回憶了各種動植物的特征,而且也鍛煉學(xué)會使用科學(xué)比較法,討論交流并歸納,推測出生物進(jìn)化的歷程。此過程同時(shí)也鍛煉了學(xué)生的理性思維能力和科學(xué)探究能力。

5.6 知識梳理,構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)

學(xué)生暢談本節(jié)課的收獲,教師做出評價(jià)和總結(jié):我們不僅獲得了很多進(jìn)化相關(guān)的證據(jù):化石證據(jù)、解剖生物學(xué)、分子生物學(xué)等;并通過科學(xué)研究方法――比較法的應(yīng)用,再運(yùn)用比較、歸納,最終推測出了生物進(jìn)化的大致歷程和生物進(jìn)化的大體趨勢。

情感教育:對待生物共同生活的環(huán)境的態(tài)度:生物要適應(yīng)環(huán)境、更要保護(hù)環(huán)境;對待地球上有共同起源的生物:人類要尊重生命,與他們和諧共處!

5.7 板書設(shè)計(jì)(圖4)

5.8 堂清檢測,紅筆糾錯

學(xué)生完成部分精選習(xí)題,優(yōu)秀學(xué)生充當(dāng)“小老師”,批改小組其他同學(xué)習(xí)題。針對有疑問的題目,小組代表展示,教師評價(jià)、引導(dǎo),并得出正確答案。

5.9 拓展延伸,技能訓(xùn)練

教師播放恐龍滅絕的視頻資料,展示兩種滅絕的假說。學(xué)生從教材中列好的證據(jù)中,判斷哪些證據(jù)支持假說A或者假說B。教師評價(jià)并激發(fā)學(xué)生立志做一名科學(xué)探索者,為自己贊同的假說尋找更多證據(jù),為古生物學(xué)研究,做出自己貢獻(xiàn)。

技能訓(xùn)練不僅能夠讓學(xué)生學(xué)會區(qū)分“假說”和“事實(shí)”兩個概念,而且對于學(xué)生科學(xué)研究素養(yǎng)的形成具有很好的鍛煉作用。

6 教學(xué)反思

6.1 思路清晰,環(huán)環(huán)相扣

筆者采用“先學(xué)而后教,以學(xué)定教”的教學(xué)策略,在教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)上環(huán)環(huán)相扣,包括“設(shè)問導(dǎo)學(xué)”“生成反饋”“合作交流”“知識梳理”“堂清檢測”“拓展延伸”等,環(huán)節(jié)中再加以“小組合作”“小結(jié)線索”等形式突破重難點(diǎn)。同時(shí),筆者按照發(fā)現(xiàn)證據(jù)、分析證據(jù)、歸納推測的教學(xué)思路,引導(dǎo)學(xué)生作為“考古學(xué)家”“古生物研究專家”“未來的科學(xué)家”等不同角色參與多種教學(xué)活動,非常高效地完成本堂課的教學(xué)任務(wù)。

篇7

關(guān)鍵詞 文化哲學(xué)細(xì)胞分裂有性生殖

中國古老的文化哲學(xué)典籍《老子》中就有關(guān)于生命規(guī)律的論述,《老子》又名《道德經(jīng)》、《德道經(jīng)》,是講述關(guān)于天道和人道的玄妙至理?!兜赖陆?jīng)》第四十二章說:“道生一,一生二,二生三,三生萬物,萬物負(fù)陰而抱陽,沖氣以為和?!盵1]講的是天道至理,可以看做是萬物生命演化繁衍的至理。

一、“道生一”的規(guī)律

何謂道?道在哲學(xué)上可看做是“無”和“規(guī)律”。宇宙間沒有出現(xiàn)的事物是“無”,但在這無中蘊(yùn)含著“有”的規(guī)律?!兑捉?jīng)》中說:“形而上者謂之道,形而下者謂之器?!毙味显谡軐W(xué)中指的是那些無形或未成形的東西,形而下指的是有形或已經(jīng)成形的東西,道是形而上的無形的規(guī)律,器是形而下的有形的事物。

“一”是事物的最初形式,是“有”,但其發(fā)展并沒有固定的方向,只是在外界條件成熟下的一種“萌芽”,是一個開始。相當(dāng)于《易經(jīng)》中的“太極”,由無極而太極,是由無到有的過程。太極之理最為玄妙,最簡單的一個初始本源卻蘊(yùn)含著整個宇宙蒼生的諸多規(guī)律。北宋哲學(xué)家邵雍說:“一者,數(shù)之始而非數(shù)也。”(《皇極經(jīng)世書?觀物外篇上》)“一”并不是一個數(shù)字,而是數(shù)字的開始,萬物的開始。邵雍之子邵伯溫解釋“一”說:“天地萬物莫不以一為本,原于一而衍之為萬,窮天下之?dāng)?shù)復(fù)歸于一。一者何也?天地之心也,造化之原也?!保ā端卧獙W(xué)案?百源學(xué)案》)最稚嫩、最單純、最簡單的一個雛形,卻擁有著巨大的能量,在生物中就相當(dāng)于干細(xì)胞。

道生一的規(guī)律就可以看做是生命出現(xiàn)的最原始方式,當(dāng)外界條件滿足于生命形成的條件后,這一規(guī)律便呈現(xiàn)出來,進(jìn)而出現(xiàn)了原始的單細(xì)胞生物。地球之初,天地混沌,沒有生命。但隨著時(shí)間的推移,地球環(huán)境發(fā)生了變化,出現(xiàn)了符合生命形成的條件,特別是蛋白質(zhì)形成之后,最原始的生命形成了,這就是一個從無到有的過程。不管是厭氧型細(xì)菌,還是單細(xì)胞生物,不管是陸上的還是水中的,所有的生命的遠(yuǎn)祖都曾經(jīng)歷了一次從無到有的過程。原始大氣中生命的最初原料,在太陽的紫外線、放射線、火山活動、隕石沖擊、雷電等自然能源的長期作用下,大氣中的甲烷、氨、二氧化碳、氫、水等生成了氨基酸、嘌呤、嘧啶、核糖等有機(jī)小分子。這些有機(jī)小分子是形成原始生命的基本粒子。經(jīng)過長時(shí)間的演變,產(chǎn)生了生物大分子――蛋白質(zhì)和核酸。然后隨著地球上自然條件的演變,生物大分子進(jìn)一步演變成能進(jìn)行自我復(fù)制、可以新陳代謝的原始生命。

生物化學(xué)家米勒模擬原始地球條件,把地球原始大氣的主要成分甲烷、氨、氫和水蒸氣混合并進(jìn)行放電實(shí)驗(yàn),結(jié)果產(chǎn)生了氨基酸、脂肪酸、糖、尿素、嘌呤、嘧啶等簡單有機(jī)分子的生命物質(zhì)。這是生命起源研究的一次重大突破,通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)地球生命起源的一個假說:在早期地球環(huán)境中,原始大氣中的無機(jī)物可以形成有機(jī)物,有機(jī)物可以發(fā)展為生物大分子。

后來,科學(xué)家們仿效米勒的模擬實(shí)驗(yàn),合成出大量與生命有關(guān)的有機(jī)分子。如嘌呤、嘧啶、核糖核苷酸、脫氧核糖核苷酸、脂肪酸等多種重要的生物大分子。越來越多的實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持化學(xué)進(jìn)化論:地球上的生命是由非生命物質(zhì)經(jīng)過長期演化而來。

二、“一生二”的規(guī)律

《易經(jīng)?系辭上》中說:“易有太極,是生兩儀,兩儀生四象,四象生八卦?!盵2]太極在這里就相當(dāng)于“一”的位置,而《易經(jīng)》中的這種成卦規(guī)律,是一種二分方法,符合萬事萬物“一生二”的規(guī)律。

“一”在這里是初始的意思,是一個獨(dú)立體,是一個最原始的生命,是萬物的開端,沒有數(shù)字意義。而“二”則是兩個互為對應(yīng)的本體,兩者有著相對、相近、相同的特征,具備了數(shù)字的內(nèi)涵。周敦頤《太極圖說》:“無極而太極,太極動而生陽,動極而靜,靜而生陰,靜極復(fù)動,一動一靜,互為其根,分陰分陽,兩儀立焉?!本褪钦f由無到有,有后成性,性動而變陰陽,陰陽是萬事萬物相對的兩面,相互轉(zhuǎn)化,由一而生。邵雍說:太極一也,不動,生二,二則神也。“二”由“一”而生,一中蘊(yùn)含著二,經(jīng)過外在環(huán)境的變化,適時(shí)蛻變?yōu)槎堓d在《正蒙?參兩》中說:“一物兩體,氣也;一故神,(自注:兩在故不測)兩故化,(自注:推行于一)此天之所以參也?!边@里的“兩體”指陰陽兩個對立面,前一個“一”是一個物體,后一個“一”指對立面的統(tǒng)一;“神”指氣化運(yùn)動的潛能,“兩”指對立面,“化”指陰陽相互作用引起的變化?!耙还噬瘛笔钦f有對立面的統(tǒng)一,才有運(yùn)動的性能;“兩在故不測”是說,由于統(tǒng)一體中存在著對立面,所以其運(yùn)動的性能神秘莫測。“兩故化”是說有對立面才有運(yùn)動變化的過程,其自注“推行于一”是說,對立面的相互作用存在于統(tǒng)一體中。所以,因二存在于一中,而生出二。這一哲學(xué),在生物學(xué)中更是隨處可見。

首先,分裂生長。細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立,打破了動植物之間的界限,植物和動物都擁有相同的基本組織結(jié)構(gòu)細(xì)胞,而生命體的成長壯大也是因?yàn)榧?xì)胞具有分裂功能,由一個細(xì)胞分裂成兩個,不斷重復(fù)的細(xì)胞分裂,使生命體不斷壯大,最后形成各式各樣不同功能和性狀的生命體征。細(xì)胞的分裂生長模式是一種最為典型的“一生二”的生長方式。

其次,分離再生。分離再生主要指一些動物和植物,生命體具有再生能力,即一部分從母體脫落后,母體與脫落體都能獨(dú)自繼續(xù)生長,最后成長為與母體一樣的體征。在動物界,低等動物有些是靠無性生殖來繁殖的,還有些動物雌雄共體,也具有很強(qiáng)的再生能力,如蚯蚓、水螅或渦蟲被橫切為兩段,可分別再生,成為兩個獨(dú)立個體。植物在繁殖中更鮮明地體現(xiàn)分離繁殖的特征,植物的枝條與母體分離后仍具有獨(dú)立生長的能力,如:分離繁殖、壓條繁殖、插桿繁殖、嫁接繁殖都可以看做是一種“一生二”的繁殖方式。

再次,分裂繁殖。指生物體在正常情況下,由生命本體分裂出來的個體,脫落于母體后形成的新生命。出芽生殖,酵母菌在母體的一個部位上長出芽體,芽體長大后從母體脫落,成為與母體一樣的新個體。孢子生殖,真菌和一些植物,產(chǎn)生無性生殖的細(xì)胞――孢子,在適宜的環(huán)境下,孢子萌發(fā)長出新個體。如:青霉、曲霉、衣藻、苔蘚。營養(yǎng)生殖,馬鈴薯的塊莖、草莓的匍匐莖等植物體的營養(yǎng)器官(根、莖、葉)的一部分,從母體脫落后,能夠發(fā)育成為一個新的個體。

三、“二生三”的規(guī)律

“二”是一個數(shù)詞,代表兩個,是增多的含義,在量上有一個增進(jìn);同時(shí)也是一個代詞,指相對的兩個或兩方面,兩者相互運(yùn)動、沖撞、相交、矛盾,而這種運(yùn)動之后,就產(chǎn)生了“三”。張載說:“兩體者,虛實(shí)也,動靜也,聚散也,清濁也,其究一而已。”任何事物都是“一”與“二”的矛盾統(tǒng)一體,對立和統(tǒng)一是不可分割的,統(tǒng)一體中具有對立面,對立面又存在統(tǒng)一體之中?!叭辈皇菙?shù)量三的本意,其有兩層含義,第一是新生事物,由二而生成的不同于“一生二”的新個體。第二是多的意思,是萬事萬物的高級繁殖方式,含有發(fā)展的含義。如果說“一生二”是量變,那么“二生三”是質(zhì)變。如果說“一生二”是無性生殖,那么“二生三”就是有性生殖。

“三”代表著一種新的子代,也代表著所有的各式各樣的子代。在“道生一,一生二,二生三,三生萬物,萬物負(fù)陰而抱陽,沖氣以為和”中,萬物附陰而抱陽,即闡釋“道生一,一生二”之理,任何一個事物或生命,都含有陰陽兩個方面,也能分化出陰和陽兩個個體。而“沖氣以為和”則是闡釋“二生三,三生萬物”的道理,二生三之理便是沖氣以為和,也就是陰陽相交,產(chǎn)生的平衡和發(fā)展。在生物學(xué)中可以理解為有性生殖,產(chǎn)生的子代就是“三”。

在動物界,高級動物幾乎都是通過有性生殖來繁衍后代的,通過雄性和雌性的合體,來達(dá)到受精,產(chǎn)生下一代。有性生殖是通過生殖細(xì)胞的結(jié)合而產(chǎn)生新生命的生殖方式。通常生物的生長過程中包括二倍體時(shí)期與單倍體時(shí)期的交替。二倍體細(xì)胞通過減數(shù)分裂來產(chǎn)生單倍體細(xì)胞,可稱為雌雄配子或卵細(xì)胞和;單倍體細(xì)胞通過受精形成新的二倍體細(xì)胞。

接合生殖是一種低級生物的有性生殖。多細(xì)胞生物及單細(xì)胞生物群體由特化的單倍體細(xì)胞“配子”進(jìn)行融合生殖。細(xì)菌的接合生殖是兩個菌體通過暫時(shí)形成的原生質(zhì)橋單向地轉(zhuǎn)移遺傳信息:供體(雄體)部分染色體可以轉(zhuǎn)移到受體(雌體)的細(xì)胞中并進(jìn)行基因重組,這種連接是最原始的接合生殖。原生動物的接合生殖多見于纖毛蟲類,按接合子的形態(tài)又分為兩類:第一,同配接合,接合子的形態(tài)相同。接合時(shí)雙方暫時(shí)融合,小核在減數(shù)分裂后進(jìn)行交換,相互受精后分開,如尾草履蟲。第二,異配接合,在進(jìn)行接合生殖前,蟲體先有一次不均等分裂,分成大接合子和小接合子,大接合子固著,小接合子自由游泳,小接合子找到大接合子后就牢固地附著在上面并開始接合,小接合子被大接合子吸收。異配生殖有兩種類型:第一,生理異配生殖,參加結(jié)合的配子型不同,但形態(tài)上并無區(qū)別,相同型的配子間不發(fā)生結(jié)合,不同型的配子相互結(jié)合,如衣藻中的少數(shù)種類,這種異配生殖是最原始類型。第二,形態(tài)異配生殖,參加結(jié)合的配子大小和性表現(xiàn)不同。大的不活潑是雌配子,小的活潑是雄配子,有了性別在形態(tài)上的分化。在原生動物和單細(xì)胞植物等低級生物中,所有個體或營養(yǎng)細(xì)胞都可能直接轉(zhuǎn)變?yōu)榕渥踊虍a(chǎn)生配子,而在高等動物中,生殖細(xì)胞是由動物的性腺生長產(chǎn)生的。另外還存在一種特殊生物的配子可不經(jīng)融合而單獨(dú)發(fā)育為新個體,為單性生殖,如蜜蜂、螞蟻的雄性是未經(jīng)受精的卵細(xì)胞長成的,屬于“一生二”的范疇了。

四、三生萬物

“三”除了表示不同于“二”的量變特征外,另一層含義是“多”。道生一,一生二,二生三的所有結(jié)果都屬于“三”的范疇。三是各類成熟的個體的總和,有這個“三”就可以產(chǎn)生萬事萬物了。三為簡約穩(wěn)固之?dāng)?shù),沖氣之后的狀態(tài),如生活中的三角形、三足鼎等。同時(shí)“三”又是一個簡約變數(shù),沖氣之后形成的新的初始,也就是三,含有運(yùn)化萬物的道理,如生活中的口號:1、2、3開始。1和2是不動的,3則變動?!耙弧焙汀叭钡膮^(qū)別是,“一”是一種抽象的萬物初始,“三”是一種具象的萬物綜合。“一動一靜,天地之妙歟?一動一靜之間,天地之至妙歟?一動一靜之間者,非動非靜,而主乎動靜,所謂太極也?!保ā端卧獙W(xué)案?百源學(xué)案》)太極就是有極,就是“一”,這種動靜之間而產(chǎn)生的至妙之理,由“一”而主,歸于“三”終。“三生萬物”是玄而又玄,眾妙之門。尤其高級動物的生命演化,即便是現(xiàn)在仍能找到進(jìn)化的痕跡。

萬物演化都屬于三生萬物的規(guī)律,其包羅萬象,復(fù)雜而神秘,現(xiàn)僅以幾種動物和人的生命從胚胎的形成過程為例,做一個管窺探討。胎兒的形成與其他動物的形成區(qū)別不大,不管是魚類、鳥類、爬行類,還是哺乳類,在胚胎形成發(fā)育過程中,都有相通之處,但有各自不同。18世紀(jì)晚期,歐洲政府和醫(yī)學(xué)界將健康和數(shù)量眾多的人口看做是一個社會井然有序、頗具競爭力的國度所必不可少的,于是,新建醫(yī)院會向未婚先孕的女性提供各方面的照顧。這些機(jī)構(gòu)增加了解剖學(xué)家接觸胚胎和胎兒標(biāo)本的機(jī)會,最終令他們制作出諸如此類的圖像。來自于赫克爾后來編寫的一本書,描寫了從魚到人的脊椎動物胚胎在三個發(fā)育階段的進(jìn)程,用以說明人和動物胚胎的相似之處。

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參考文獻(xiàn)

[1] 邱進(jìn)之.道法自然.成都:四川教育出版社,1996.

篇8

近十年來,以導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的基因產(chǎn)物作為靶分子而設(shè)計(jì)、篩選出的新的治療用藥物,稱之為靶分子藥物(Molecular Targeting Drugs),逐漸用于腫瘤的治療。從臨床應(yīng)用的角度,應(yīng)該說到了上世紀(jì)90年代末期才取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展,癌癥的基礎(chǔ)生物學(xué)研究現(xiàn)在已經(jīng)被有效地應(yīng)用到了臨床治療上。近年來在臨床治療方面取得的令人鼓舞人心的結(jié)果,為以病因機(jī)制為基礎(chǔ)的腫瘤治療帶來了曙光。這些靶分子藥物在臨床上的成功應(yīng)用在癌癥的治療歷史上具有里程碑的意義。

鑒于癌癥的靶分子治療涉及到分子生物學(xué),免疫學(xué),藥物化學(xué),生物化學(xué)等多學(xué)科的有機(jī)聯(lián)系,其內(nèi)容龐雜,難以在此一一詳述,所以本文以近年來被美國FDA批準(zhǔn)上市的新抗癌藥為主線,主要概述抗體或配體導(dǎo)向的靶向治療新進(jìn)展。

一、抗癌藥物的研究概況

據(jù)估計(jì),到2005年整個抗癌藥的市場總額將達(dá)到320億美元。盡管市場的需求很大,但是涉及法律和技術(shù)等諸多因素仍然影響著抗癌藥的進(jìn)展。目前,在美國總共有90多個抗癌藥已被批準(zhǔn)用于臨床,涵蓋了從1949年到2005年被批準(zhǔn)的抗癌藥。在1991年有126個抗癌藥物在研發(fā)階段,而2001年有513個抗癌藥化合物處于開發(fā)階段。處于試驗(yàn)階段的藥物中,有40%的化合物是針對新的靶點(diǎn)或機(jī)制;有70%的靶點(diǎn)是全新的抗癌藥物靶分子。在1996-2001年期間,被批準(zhǔn)的抗癌藥中僅有9個新的靶分子用于抗癌藥的新靶點(diǎn)。在2003年,處于臨床Ⅲ期試驗(yàn)的抗癌藥中,有15個新的靶分子被作為抗癌藥的新靶點(diǎn)。按照作用靶點(diǎn)和作用機(jī)制,上市的抗腫瘤藥主要針對下列靶分子:

1、以細(xì)胞表面分子為靶分子的配體靶向治療(Ligand-Targeted Therapeutics in Anticancer Therapy, LTTs)

2、 針對信號傳導(dǎo)分子而設(shè)計(jì)的抗癌藥

3、 轉(zhuǎn)錄因子(Transcription factor)作為抗癌藥的靶分子

4、 以抗炎癥為機(jī)制的抗腫瘤藥(Anti-cancer therapeutics based on anti-inflammatory)

5、 以抗血管增生為機(jī)制的抗腫瘤藥(anti-tumor therapeutics based on anti-agiogenesis)

6、 以細(xì)胞骨架蛋白為靶點(diǎn)的抗腫瘤藥物

7、 以DNA拓?fù)涿福═opoisomerase)為靶點(diǎn)的抗腫瘤藥

8、 其它,如基因外療法藥物等,隨著研究的進(jìn)展,將有新的作用靶點(diǎn)的抗癌藥用于臨床治療。

鑒于篇幅的限制,本文主要概述抗體或配體導(dǎo)向的腫瘤靶向治療新進(jìn)展。

二、抗體或配體導(dǎo)向的腫瘤靶向治療新進(jìn)展

腫瘤細(xì)胞起源于不同的組織類型,所以和正常組織在許多方面難以區(qū)分。理想的抗腫瘤藥物應(yīng)當(dāng)特異地殺傷腫瘤細(xì)胞而對正常組織細(xì)胞的毒性很低。許多細(xì)胞表面受體或分子選擇性地高表達(dá)在某些特定組織類型的癌細(xì)胞表面。有些受體與相應(yīng)的自然配體結(jié)合后,其受體被激活并啟動一系列與癌細(xì)胞增殖有關(guān)的信號傳導(dǎo)反應(yīng)。針對此類分子,一方面可應(yīng)用針對自然配體的抗體來中和自然配體并阻斷其與受體的結(jié)合,另一方面也可用受體的抗體阻斷其與自然配體的結(jié)合,從而有效抑制癌細(xì)胞的增值。這些針對表面受體或自然配體的抗體統(tǒng)稱為導(dǎo)向配體。有些導(dǎo)向配體也可選用重組蛋白,其氨基酸序列和自然配體相似但不能激活其表面受體或激活后其信號傳導(dǎo)反應(yīng)和癌細(xì)胞的增殖無關(guān)。我們可以在此類導(dǎo)向配體上標(biāo)記有腫瘤殺傷作用的同位素或免疫毒素等,或者把表達(dá)免疫毒素的基因和配體重組蛋白的基因連接產(chǎn)生一個包含有能和受體結(jié)合的配體序列和免疫毒素蛋白序列的重組蛋白,從而特異的殺傷癌細(xì)胞。除此之外,有些細(xì)胞表面分子并沒有相應(yīng)的自然配體但和特定的腫瘤組織類型相關(guān),如癌細(xì)胞表面相關(guān)抗原或血液/淋巴系統(tǒng)癌細(xì)胞表面的CD分子等,我們可應(yīng)用標(biāo)記有同位素或免疫毒素的相應(yīng)抗體,從而選擇性的殺傷腫瘤細(xì)胞。

配體導(dǎo)向(LTTs)策略有很多,包括放射免疫療法(Radioimmunotherapy)、免疫毒素療法(Immunotoxic)、免疫結(jié)合法(Immunoconjugates)、和免疫多聚體(Immunopolymers)等,本文在此不對其策略進(jìn)行一一描述。選用的導(dǎo)向配體仍然以抗體為主,包括單克隆抗體,雙抗 (2個Fab各針對一個特異的抗原),人-鼠嵌合抗體(Chemeric mAb),人源化抗體等等。后兩種抗體的Fc段用人抗體的Fc段取代鼠抗體的Fc段,可以極大的降低針對鼠抗Fc段的免疫反應(yīng)。在FDA批準(zhǔn)的以配體導(dǎo)向(LTTs)為策略的抗癌藥物中,目前有針對CD20的同位素標(biāo)記的兩個抗體藥物,一個針對CD33和免疫毒素結(jié)合的抗體藥物,一個含有白介素-2(IL-2)序列和白喉毒素序列的重組蛋白,和五個沒有任何標(biāo)記的人-鼠嵌合抗體(Chemeric mAb)即抗- CD20,抗-CD52,抗-VEGF, 抗-EGFR1和抗-Her2抗體。其中抗-VEGF, 抗-EGFR1和抗-Her2抗體將在后面的小節(jié)中敘述(見表1)。

表1:針對8個靶分子的9個配體導(dǎo)向藥物被批準(zhǔn)用于腫瘤的治療

1、抗CD20抗體: CD20是一個人B細(xì)胞分化抗原(B-lymphocyte-restricted differentiationantigen, Bp35)。CD20表達(dá)在未成熟與成熟的B淋巴細(xì)胞(pre-B and mature B lymphocytes)表面,但不表達(dá)在造血干細(xì)胞、正常漿細(xì)胞、pro-B 細(xì)胞和其他正常組織上。90% 多的B細(xì)胞非何杰金氏淋巴瘤(Non-Hodgkin’s Lymphoma, NHL)表達(dá)CD20, 所以與非何杰金氏淋巴瘤和其它B細(xì)胞分化性疾?。˙-cell Lymphoproliferative diseases)密切相關(guān)。

2、抗CD33抗體:CD33抗原是一種唾液酸依賴的黏附蛋白,在80%的急性白血病(acute myeloid leukemia, AML)病人的leukemic blasts上表達(dá)。CD33也表達(dá)在正常的和惡變的骨髓集落形成細(xì)胞(myeloid colony-forming cells),但不表達(dá)在多能干造血干細(xì)胞和非造血干細(xì)胞上。

和免疫毒素calicheamicin結(jié)合的抗CD33抗體(Gemtuzumab Ozogamicin,商標(biāo)名,Mylotarg)由Wyeth-Ayerst公司研制,于2000年5月由FDA批準(zhǔn)上市。 Mylotarg的抗體部分在細(xì)胞表面和CD33形成復(fù)合物,內(nèi)在化以后在溶酶體內(nèi)釋放calicheamicin。釋放的calicheamicin可結(jié)合到雙螺旋DNA的淺凹槽(minor groove),從而導(dǎo)致DNA的雙連斷裂和巴細(xì)胞死亡。Mylotarg 被批準(zhǔn)用于60歲以上的且CD33陽性的急性白血病(AML)患者或不適于其它細(xì)胞毒藥物的同類病人。

3、抗CD52抗體: CD52 廣泛的表達(dá)在T、B淋巴細(xì)胞表面,也在大多數(shù)單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和NK細(xì)胞表面表達(dá),但沒有發(fā)現(xiàn)在紅細(xì)胞和造血干細(xì)胞表面表達(dá)。

4、白介素-2(IL-2)和白喉毒素的重組蛋白(通用名Denileukin diftitox, 商品名Ontak):重組蛋白含有白喉毒素387個氨基酸和白介素-2(IL-2)133個氨基酸。重組蛋白在大腸桿菌中表達(dá),其分子量為58 kD。白介素-2(IL-2)能結(jié)合到白介素-2受體,使得Ontak中的白喉毒素部分特異的殺死表達(dá)白介素-2受體的細(xì)胞。Ontak由Seragren,Inc公司研制,于1999年2月被FDA批準(zhǔn)用于Cutaneous T-cell Lymphoma(皮膚性T-細(xì)胞淋巴瘤)的治療。皮膚性T-細(xì)胞淋巴瘤是一種罕見的腫瘤,它不但影響白細(xì)胞也導(dǎo)致皮膚的損害。

5、以表皮生長因子受體(EGFR)為靶分子的單克隆抗體

A. Erbitnx: 是針對EGFR1的人源化單抗,由Imclone Systems公司研制,于2004年2月由FDA批準(zhǔn)用于EGFR-表達(dá)的、發(fā)生轉(zhuǎn)移的結(jié)腸癌,特別是對Irinotecan產(chǎn)生抗藥性的結(jié)腸癌。

篇9

世界微循環(huán)研究領(lǐng)域的前緣正在向前推進(jìn),其范圍也以加速度向外擴(kuò)展,成為現(xiàn)代科學(xué)揭示生命系統(tǒng)分子水平奧秘的尖端學(xué)科,是基礎(chǔ)與應(yīng)用的生物醫(yī)學(xué)科學(xué)中不可缺少的一部分。使這一特殊領(lǐng)域得以進(jìn)一步輝煌的重要因素之一是來自基礎(chǔ)與臨床的研究者在自己的研究實(shí)踐中認(rèn)識到了微循環(huán)的重要性并正在積極投身其中,利用分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、化學(xué)、物理和工程學(xué)的大量工具和分析手段,由此入手而開始解開在過去被認(rèn)為非常復(fù)雜的難題。微循環(huán)信息獨(dú)特而豐富,它是任何動物活體組織不可缺少的組成部分,并且是活體細(xì)胞與外部環(huán)境之間獨(dú)特的物質(zhì)交流途徑。

世界微循環(huán)領(lǐng)域的起源可以追溯至幾百年前。Malpighi和Leuwenhock用簡易的顯微鏡進(jìn)行觀察,第一次描述了血液在相對纖細(xì)的毛細(xì)管中川流不息的情景。這些顯微鏡下看到的血管一開始被形容為類似一種田間灌溉的渠道。事實(shí)上,很長一段時(shí)間里科學(xué)家們還不能肯定它們是血管還是組織間隙。這些具有獨(dú)立功能呈樹枝狀分布的血管,其周圍的分枝當(dāng)時(shí)僅被認(rèn)為是微血管對局部損傷或發(fā)炎作出反應(yīng)時(shí)的產(chǎn)物。

兩種方法學(xué)的進(jìn)展促進(jìn)了對微循環(huán)血流動力學(xué)的了解。本世紀(jì)70和80年代應(yīng)用電子顯微鏡使人們清晰地觀察到這些小血管壁中的細(xì)胞(內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、周細(xì)胞)內(nèi)構(gòu)造和它們的細(xì)胞器。近一段時(shí)期,細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)和特殊的免疫學(xué)探針的發(fā)展為揭示生物化學(xué)和生物物理學(xué)與多細(xì)胞組織的關(guān)系及對生命結(jié)構(gòu)的選擇性自我改建開辟了廣闊前景。人體活體顯微鏡及計(jì)算機(jī)圖像檢測分析系列用最有力的證據(jù)證明了末梢血管床在大多數(shù)疾病及衰老過程中起著原動或從動的作用。

本世紀(jì)50年代首次統(tǒng)一了該領(lǐng)域使用的名詞——微循環(huán)(microcirculation)。早在1880年,Claude Bernard已經(jīng)認(rèn)識到對于多細(xì)胞組織的生理組成,其本質(zhì)的也是首要的問題是保持穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境。在這內(nèi)環(huán)境中實(shí)質(zhì)細(xì)胞得以完成它們的功能性活動,Walter B.Cannon在《人的智慧》一書中涉及到了一個最基本的問題,即神經(jīng)系統(tǒng)的自主性,并提出了“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定”(homeostasis)一詞,強(qiáng)調(diào)保護(hù)組織完整和內(nèi)平衡的絕對必要性。顯然,末梢血管床是完成這一重要功能的基本園地。某些類型的局部反饋是必需的,它不僅能保障穩(wěn)定的組織環(huán)境,而且是在人體代謝活動中重新調(diào)整血液、組織液的機(jī)理之所在。

有關(guān)血液與組織間液體交換的定性概念首先是由Ludwin于1861年提出,后來又經(jīng)Starling進(jìn)行了詳細(xì)說明。那時(shí),末梢血管床的行為引起病理學(xué)家們的興趣,有關(guān)組織中血液控制的細(xì)節(jié)與選擇性分配大多是推理性的。直到20世紀(jì)二三十年代August Krough所做的經(jīng)典性貢獻(xiàn)才將人們的注意力集中到組織灌注上來。

被應(yīng)用相關(guān)的基礎(chǔ)學(xué)科,如工程學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)的原理和工具進(jìn)行研究之后,微血管研究的方向和重點(diǎn)有過多次改變。然而,在能夠進(jìn)行動態(tài)測量微血管行為之前,只能根據(jù)疾病的早期現(xiàn)象和這些學(xué)科發(fā)生表面的相互聯(lián)系。

毛細(xì)血管(capillary)一詞由原意為頭狀的拉丁詞capilla衍生而來,一開始用來表示所有口徑特別細(xì)小的血管,這些構(gòu)成毛細(xì)血管網(wǎng)狀組織的狹窄通道樣排列看上去類似一系列灌溉渠道,靠動脈端血流閘門的閉合使之充滿血流。

電子顯微鏡的出現(xiàn)帶來了許多傳統(tǒng)顯微鏡無法得到的高分辨率信息,但它們對微血液動力學(xué)研究的意義仍然有限。近幾年分子生物學(xué)發(fā)展的選擇性免疫學(xué)探針和體外培養(yǎng)技術(shù)成為揭示微血管系統(tǒng)中細(xì)胞組織功能性活動的極好工具,今天我們綜合來自不同基本學(xué)科的豐富信息,將結(jié)構(gòu)與功能結(jié)合起來,就能把它們組織成一幅栩栩如生的、美麗的畫卷。

心血管系統(tǒng)的末端微血管在顯微鏡下可描述為互不關(guān)聯(lián)的有機(jī)單元,網(wǎng)絡(luò)是各種組織所需營養(yǎng)的送達(dá)地點(diǎn),是抵御外來不良作用的重要陣地,是保持體內(nèi)溫度的關(guān)鍵自然因子。它也緊密包含在受創(chuàng)傷組織的再生或重組中,它既是腦、肝、脾、腎和各類腺體處理各自特殊物質(zhì)的環(huán)境,也是循環(huán)系統(tǒng)的重要組成部分,通過與局部控制的對抗以達(dá)到中心控制的平衡。最后,它還能適應(yīng)并改建末梢毛細(xì)血管的自然結(jié)構(gòu),體現(xiàn)了人及動物集體應(yīng)激非常條件和抵御衰老及疾病挑戰(zhàn)的巨大潛在功能。

如果拿研究者60或70年前 討論的問題與現(xiàn)狀作個對比,不僅我們今天仍面臨同樣的課題,而且許多早先拋棄的概念仍具有挑戰(zhàn)性。

本世紀(jì)早些時(shí)期,科學(xué)家們的思路受August Krogh所做工作的支配。這位丹麥生理學(xué)家因他在該領(lǐng)域的創(chuàng)先性研究而獲諾貝爾獎。他的研究著重認(rèn)識到局部控制的重要性,并把他的概念建立在對組織供氧能力的調(diào)節(jié)需要上。他針對骨骼肌建立的Krogh柱面模型以毛細(xì)血管空間排列為基礎(chǔ),使交換物質(zhì)從血液向?qū)嵸|(zhì)組織細(xì)胞擴(kuò)散時(shí)呈最佳變化梯度。Krogh闡述的操作機(jī)理,在穩(wěn)態(tài)條件下機(jī)體能自動地有選擇性地減少開放的毛細(xì)血管數(shù)量,而在肌肉運(yùn)作時(shí)根據(jù)需要增加開放的毛細(xì)血管。

之后,法國胚胎學(xué)家Charles Rouget提出,毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)可以被認(rèn)為是血管系統(tǒng)中尚未完全成熟的一部分,在生命期間有進(jìn)一步完善的潛力,通過電子顯微鏡掃描已經(jīng)證實(shí)在大多數(shù)毛細(xì)血管基底膜中有多分支的周細(xì)胞存在,這種細(xì)胞可使毛細(xì)血管內(nèi)腔變形。

Rouget的研究和推論建立了使微循環(huán)結(jié)構(gòu)得到進(jìn)一步發(fā)展的基本概念,并對大量衰老過程和血管生成的研究產(chǎn)生了影響。目前的研究已經(jīng)表明微循環(huán)網(wǎng)絡(luò)不單純以靜態(tài)的結(jié)構(gòu)存在,而且能為保持血管-組織的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定而做一連串的隨機(jī)改建,以應(yīng)激可能出現(xiàn)的破壞性變化的一種極具獨(dú)特活力的器官單位。美國那句古老的諺語“你和你的動脈一樣老”也許應(yīng)改為“你和你的微循環(huán)一樣老”。

活體顯微鏡方法學(xué)的不斷更新使科學(xué)家們能夠觀察到越來越多的哺乳動物的活體組織,并發(fā)現(xiàn)當(dāng)骨骼肌增大工作負(fù)荷時(shí),充滿血液流動的毛細(xì)血管數(shù)量確實(shí)增加了近10倍,從而進(jìn)一步證實(shí)了Krough的推理。

綜上所述,過去的研究已經(jīng)證明,微循環(huán)的主要功能之一是能夠?yàn)檫m應(yīng)組織中實(shí)質(zhì)細(xì)胞代謝活動的增加而增加血流量,這種調(diào)節(jié)意味著存在一些反饋活動來控制那些在兩種可能性連續(xù)影響下的血管,最接近末梢血管床的輸入枝血管,其功能意義介乎大循環(huán)(系統(tǒng)循環(huán))與微循環(huán)(局部循環(huán))之間。這兒要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是這一區(qū)域的動脈枝連續(xù)地受到系統(tǒng)和局部控制機(jī)制的影響。與大循環(huán)有關(guān)的調(diào)節(jié)作用受神經(jīng)系統(tǒng)支配,以保持中心血壓,而對于微循環(huán)系統(tǒng)則通過控制組織灌注來滿足代謝活動的需要。雖然兩種方式的作用匯于一身,其作用方向卻不盡相同,甚至在疾病狀態(tài)下是相互沖突的。

微循環(huán)系指大循環(huán)中的游離血管進(jìn)入每一器官之后的循環(huán)部分。它由微動脈、前毛細(xì)血管、真毛細(xì)血管網(wǎng)、后毛細(xì)血管及微靜脈組成。在微動脈壁上有較密布的平滑肌細(xì)胞,在前、后毛細(xì)血管中,平滑肌分布稀疏,呈束狀,環(huán)抱著它們,又稱前、后毛細(xì)血管括約肌,起閘門作用,在真毛細(xì)血管壁中卻沒有平滑肌細(xì)胞,其管壁僅由一層內(nèi)皮細(xì)胞構(gòu)筑。微血管平滑肌的基本特性之一是這些細(xì)胞保持在部分緊張或松弛狀態(tài),這種被部分激發(fā)的狀態(tài)可比喻成是肌肉的緊張度。這是一種變化著的動力,不僅決定著血流的導(dǎo)通或阻隔,而且決定著對其他物理化學(xué)刺激的反應(yīng)強(qiáng)度。神經(jīng)系統(tǒng)強(qiáng)加于供給動脈的緊張性是為了將系統(tǒng)血壓保持在一定范圍。另外,來自局部環(huán)境的因素直接作用于更末梢的小血管,或增強(qiáng)或減弱平滑肌細(xì)胞的反應(yīng)狀態(tài),這種一分為二的作用對調(diào)節(jié)效應(yīng)細(xì)胞反應(yīng)狀態(tài)的部分性介入甚至可以壓倒中樞刺激。

血液運(yùn)載物質(zhì)與組織間隙的物質(zhì)交換假設(shè)是一種被動過程,其中微血管壁內(nèi)皮屏障的作用像一個濾過器,使選擇性的交換物質(zhì)通過假設(shè)的眾多的“孔”或水性通道。這種功能反映內(nèi)皮細(xì)胞與其他細(xì)胞肯定有重要不同,或者存在其他特殊的結(jié)構(gòu)。

對隔開組織間隙與血流的屏障進(jìn)行詳細(xì)的超微結(jié)構(gòu)分析,揭示出幾種自然通道的存在,應(yīng)該加以區(qū)別對待。形成稱為內(nèi)皮膜的內(nèi)皮細(xì)胞鑲嵌體,排列在由一層糖蛋白組成的內(nèi)表面和由一層無定形的基底膜組成的外表面中,盡管已經(jīng)進(jìn)一步論證存在一些自然通道使物質(zhì)穿過內(nèi)皮細(xì)胞移動,內(nèi)皮交換的復(fù)雜性仍在隨著人們的目光變敏銳而增加。 轉(zhuǎn)貼于

早期對上皮膜可透性的大體研究提出了物質(zhì)從這些細(xì)胞鄰近的表面之間敏捷地移動穿過多細(xì)胞屏障的可能性。最近幾年通過電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn),表面上溶在一起的鄰近的內(nèi)皮細(xì)胞之間保持著50~100埃區(qū)域的間隔,足夠保證物質(zhì)分子的傳遞。

內(nèi)皮細(xì)胞的狀態(tài)是關(guān)鍵因素。毛細(xì)血管內(nèi)層和基底膜被內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)合起來,相鄰內(nèi)皮細(xì)胞之間的接觸或緊或松,很大程度上由這些細(xì)胞的調(diào)節(jié)來規(guī)定。有充分證據(jù)證明局部區(qū)域因素能以一種指定方式影響細(xì)胞間關(guān)系,并以此改變內(nèi)皮傳輸屏障的交換,這種反饋承擔(dān)著對機(jī)體受到嚴(yán)重干擾時(shí)的局部適應(yīng)任務(wù)。

最近對保持鄰近細(xì)胞表面胞間制約作用力的研究表明,這一特征可通過決定細(xì)胞形狀的F-肌纖蛋白的內(nèi)部細(xì)胞骨架的動因來改變。這一外觀與交換之間的相關(guān)性是由20年代Landis提出的,他研究了穿過單支毛細(xì)血管的液體移動,首次對血管壁液體通透性進(jìn)行了定量估算,并證實(shí)了Starling在1890年提出的關(guān)于在膠體滲透壓與靜水壓之間保持著一種平衡的假說。后來的研究者們則采用更精巧的途徑包括對整個附加物的連續(xù)稱重來測量液體的得與失,以及藉此了解流體靜水壓與膠體滲透壓的相互作用。

通過電子顯微鏡得到的數(shù)據(jù)還揭示,大量內(nèi)皮小泡是物質(zhì)傳遞潛在的交通工具,并已有研究證明經(jīng)這一結(jié)構(gòu)類型可完成大分子移動。然而,大量胞質(zhì)交通工具的分布使一些研究者提出這些90埃的鏈泡能排列成一個相當(dāng)大的毛孔系統(tǒng),對其傳遞的動態(tài)過程正在研究中。

沿著微循環(huán)發(fā)展史,我們把注意力轉(zhuǎn)向人體。大多數(shù)從動物實(shí)驗(yàn)得到的信息能用于探索人體的問題。與動物相比,人體微循環(huán)測量的障礙之一是能作為詳細(xì)研究的部位有限。

活體微循環(huán)顯微鏡作為研究人體微循環(huán)動態(tài)變化的實(shí)用工具在國外開始于30年代。皮膚、眼球結(jié)膜、手指的甲皺區(qū)域較薄且相對較透明是特別適合的觀察位置。在這些部位可以長時(shí)間觀察和記錄大量的真毛細(xì)血管回路和血流狀態(tài)。但在早期、微循環(huán)作為臨床工具的主要不利之處是受到技術(shù)上的限制,其各指標(biāo)在本質(zhì)上只是描述性的。David是這一研究的先驅(qū),他最先描述了高血壓患者甲皺微循環(huán)的變化特征。

我國最早的微循環(huán)研究開始于臨床,陸道培等于1961年首次報(bào)道了應(yīng)用毛細(xì)血管鏡對40例正常人及20例再生障礙性貧血患者甲皺微循環(huán)的研究,描述了毛細(xì)血管襻的輪廓、長短、密疏及形狀。陳文杰等1962年在對再生障礙性貧血出血機(jī)制的研究中,除對甲皺毛細(xì)血管襻進(jìn)行了形態(tài)的描述外,還對其機(jī)能(脆性、通透性)進(jìn)行了檢測。1964年,李志山,陳文杰首次系統(tǒng)地介紹了甲皺皮膚微循環(huán)的檢查方法,同時(shí)介紹了13項(xiàng)檢查指標(biāo)及其相對正常值。13項(xiàng)指標(biāo)是: ① 管襻一般外觀;② 管襻數(shù)目;③ 管襻長度;④ 管襻畸型;⑤ 管襻直徑;⑥ 襻頂寬度;⑦ 管襻周圍滲出點(diǎn);⑧ 毛細(xì)血管壓及指側(cè)小動脈壓;⑨ 管襻內(nèi)血流速度;⑩血流狀態(tài);管襻對針刺的反應(yīng);對束臂刺激反應(yīng);二次出血檢查。以上工作為我國臨床微循環(huán)的研究起了奠基作用。

1965年,在祝壽河、華光與閻田玉領(lǐng)導(dǎo)的搶救流腦患兒的合作項(xiàng)目中,修瑞娟應(yīng)用甲皺微循環(huán)研究方法日夜連續(xù)檢測了58例流行性腦脊髓膜炎患兒的甲皺微循環(huán)各指標(biāo)的動態(tài)變化,自患兒入院追蹤至患兒痊愈或死亡,同時(shí)由陳祥銀等測定這些患兒體內(nèi)生物胺的變化。發(fā)現(xiàn)患兒甲皺微循環(huán)的變化與生物胺的變化密切相關(guān),還發(fā)現(xiàn)不同臨床類型(普通型、腦型、皮膚型、肺型)患兒的甲皺微循環(huán)表現(xiàn)及變化也不同。該研究首次在世界上發(fā)現(xiàn)了微循環(huán)自律運(yùn)動的激活對改善人體各器官及組織急性缺血的重要作用并應(yīng)用微循環(huán)指標(biāo)協(xié)助臨床治療,取得了顯著的療效。1971年,修瑞娟在肺心病微循環(huán)障礙動物模型實(shí)驗(yàn)研究之先又將甲皺微循環(huán)的觀測指標(biāo)應(yīng)用到肺心病患者,在臨床觀測中設(shè)正常對照組和哮喘病、慢性支氣管炎、風(fēng)心病、冠心病對照組,發(fā)現(xiàn)肺心病患者微循環(huán)變化的特點(diǎn)是血流緩慢及管襻痙攣,對寒冷刺激特別敏感。這一階段對甲皺微循環(huán)的深入研究,一方面證明該指標(biāo)在不同疾病或同一疾病的不同階段具有不同的表現(xiàn)特點(diǎn),在判定病情、指導(dǎo)臨床治療和判斷預(yù)后方面具有重要的臨床價(jià)值。通過急性腦膜炎患兒甲皺微循環(huán)晝夜連續(xù)檢測、發(fā)現(xiàn)微血管自律運(yùn)動在病情轉(zhuǎn)化中的動態(tài)表現(xiàn)及其重要性。與此同時(shí),也發(fā)現(xiàn)甲皺微循環(huán)各項(xiàng)指標(biāo)的變化沒有嚴(yán)格的特異性,管徑的收縮和擴(kuò)張、流速的降低或血流淤滯、管襻形態(tài)的異常以及微栓子的形成等等,在許多疾病中都可以有類似的表現(xiàn),即使在正常人中甲皺微循環(huán)的各項(xiàng)指標(biāo)間也存在較大差異。在疾病的發(fā)病過程中以及疾病治療的前后進(jìn)行自身對照較異體對照更為有價(jià)值。從本質(zhì)上看,甲皺管襻只是微循環(huán)的真毛細(xì)血管網(wǎng)部分,而不是皮膚微循環(huán)的全部,也不是體內(nèi)其他器官功能的唯一代表。因此絕對不能單純依據(jù)某人某時(shí)刻的甲皺微循環(huán)檢測對其健康狀態(tài)下結(jié)論,甲皺微循環(huán)檢測只是一項(xiàng)輔助指標(biāo)。1980年至1982年,修瑞娟將上述臨床及實(shí)驗(yàn)研究在美國及歐洲進(jìn)行了報(bào)告,并發(fā)表在國際學(xué)術(shù)雜志上,首次將我國的臨床微循環(huán)研究介紹給了西方國家。

隨著宇航高科技的出現(xiàn)和發(fā)展,加州理工學(xué)院的Wayland等接觸了醫(yī)學(xué)的理工學(xué)者們決定將他們精細(xì)的專業(yè)知識應(yīng)用于探索人體功能。于是,微循環(huán)系統(tǒng)的研究被選為突破口。70年代初期電子細(xì)胞計(jì)數(shù)器、微血流流速測量儀、微血管管徑圖像剪切測量儀、微血管自律運(yùn)動的頻譜分析技術(shù)相繼出現(xiàn)。時(shí)代性的技術(shù)革新將微循環(huán)的研究推向蓬勃發(fā)展的新階段。我國廣大微循環(huán)研究工作者應(yīng)用微血液動力學(xué)、生物流變學(xué)和臨床血液流變學(xué)、活體微循環(huán)和大循環(huán)顯微電視同步檢測技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)及圖像處理技術(shù)、無創(chuàng)傷臨床研究和檢測系統(tǒng)等一系列方法,對微血管的正常功能及其障礙從臨床到實(shí)驗(yàn)室做了大量的研究,對休克、糖尿病、腦卒中、冠心病、高血壓、腫瘤等疾病發(fā)病機(jī)理和防治作了進(jìn)一步闡明。這些成績使我國的微循環(huán)研究在國際上獨(dú)樹一幟。

當(dāng)前,細(xì)胞生物學(xué)及分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用使微血管功能的研究向縱深開拓。如從組織培養(yǎng)角度來研究大鼠主動脈環(huán)的新生末梢微血管在無血清培養(yǎng)基中的生長;應(yīng)用肝素、FGF和VEGF等生長因子來研究其對心臟側(cè)支微血管血液循環(huán)狀況的改善作用;從血管生理學(xué)角度,研究微血管內(nèi)皮源性的EDHF(內(nèi)皮源性超極化因子)作用于微血管平滑肌細(xì)胞產(chǎn)生超極化作用,促進(jìn)血管舒張、以減弱血管壁對一些縮血管活性物質(zhì)的反應(yīng)性;應(yīng)用顯微縮時(shí)錄像等技術(shù)從宏觀和微觀研究微血管的自律運(yùn)動的機(jī)制和微血管壁內(nèi)皮細(xì)胞的有絲分裂的動態(tài)過程。動脈粥樣硬化、冠心病患者體內(nèi)循環(huán)內(nèi)皮細(xì)胞及其凋亡機(jī)制也正在深入闡明。

篇10

關(guān)鍵詞:主動適應(yīng)被動適應(yīng)自然選擇社會選擇可持續(xù)發(fā)展

從1859年達(dá)爾文的《物種起源》出版至今,由于對進(jìn)化論的理解不深,因而出現(xiàn)了2種極端現(xiàn)象:一是生物進(jìn)化中的自然主義傾向,即忽視社會選擇的巨大作用,僅僅將生物進(jìn)化歸結(jié)為自然選擇作用的結(jié)果;二是絕對的人類中心主義傾向,過分夸大社會選擇的作用,而低估了自然選擇在生物進(jìn)化中的作用。

目前,全球生物多樣性的減少和生態(tài)環(huán)境的不斷惡化,使我們必須把大尺度上的生物進(jìn)化和小尺度上的人類可持續(xù)發(fā)展結(jié)合起來,才能把生物多樣性保護(hù)落實(shí)到人類的生產(chǎn)生活實(shí)踐活動中,保證人類的各種行為不偏離可持續(xù)發(fā)展的軌道,使人類走上真正的可持續(xù)發(fā)展之路。因此,筆者從一個全新的角度來探索生物的進(jìn)化和人類可持續(xù)發(fā)展的問題,旨在為生物進(jìn)化大背景下人類的可持續(xù)發(fā)展研究奠定基礎(chǔ)。

1生物進(jìn)化與生物的適應(yīng)

達(dá)爾文在《物種起源》中闡明了生命是進(jìn)化的產(chǎn)物,現(xiàn)代的生物是在長期進(jìn)化過程中發(fā)展起來的,給神創(chuàng)論以巨大打擊,使生物學(xué)擺脫了神學(xué)的羈絆…。達(dá)爾文認(rèn)為由于隨機(jī)變異的產(chǎn)生和自然選擇的作用,適應(yīng)的變異被保留了下來,而不適應(yīng)的變異則被淘汰。因此,自然選擇的過程,就是生存斗爭及適者生存的過程,適應(yīng)是生物進(jìn)化的最終結(jié)果。

進(jìn)化論及進(jìn)化生物學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)多細(xì)胞生物起源于單細(xì)胞生物,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的生命體總是源于結(jié)構(gòu)簡單的生命體。據(jù)此,部分學(xué)者認(rèn)為進(jìn)化就是指事物由低級到高級的變化發(fā)展過程。生物的進(jìn)化就是生物體由低級到高級、從簡單到復(fù)雜的前進(jìn)發(fā)展過程,其中存在著一個從低級到高級的方向性,這和達(dá)爾文對生物進(jìn)化這一基本問題的理解是相背的,這是人類中心說的判定標(biāo)準(zhǔn)在生物進(jìn)化論中的體現(xiàn)。即使現(xiàn)代的進(jìn)化觀也并未認(rèn)為“進(jìn)化就是革命性的進(jìn)步”,而把“進(jìn)化”定義為“進(jìn)化是生物適應(yīng)性的改變和生物群體多樣性的變化”,和達(dá)爾文的進(jìn)化理論一致,在進(jìn)化理論中堅(jiān)持了徹底的唯物主義,是達(dá)爾文整個進(jìn)化理論體系和現(xiàn)代進(jìn)化觀的奠基石。

適應(yīng)是生物進(jìn)化的最終結(jié)果。生物的進(jìn)化是生物物種的趨異化過程,是生物的隨機(jī)變異和自然選擇的過程。自然選擇是對隨機(jī)的多種變異的選擇,大自然為選擇者,而隨機(jī)的各種變異成為被選擇的對象,被大自然最終所選擇的那種變異就得以保存下來,而同一物種中的其他變異就被淘汰,得以保存的變異就是適應(yīng)大自然的??梢姡镂锓N產(chǎn)生的各種變異,無論是變異的程度上、方向上,還是變異范圍的大小、數(shù)目的多少上,都是隨機(jī)的、不定向的,但又是客觀存在的。而大自然的選擇相對于物種的變異來看,卻是有一定方向的。自然選擇的方向性和物種變異的隨機(jī)性,客觀上就決定了生物對自然的適應(yīng)是一種被動的過程,生物體在結(jié)構(gòu)、功能上對自然的適應(yīng)都是自然選擇的結(jié)果。生物對自然的適應(yīng)性總是滯后于自然對生物物種的選擇性,也就是說,生物物種對環(huán)境的適應(yīng)是相對的、暫時(shí)的、有條件的,而不適應(yīng)才是絕對的、永恒的。這就從根本上澄清了達(dá)爾文自然選擇理論和現(xiàn)代進(jìn)化論所基于的客觀事實(shí),在進(jìn)化論中堅(jiān)持了徹底的唯物主義,劃清了進(jìn)化論和神創(chuàng)論的界限。

2自然選擇與社會選擇

生存斗爭及適者生存的過程就是自然選擇的過程。除此之外,還有另外1種選擇——社會選擇也與生物的進(jìn)化密切相關(guān)。伴隨著人類社會工業(yè)文明的開始,現(xiàn)代工業(yè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的日新月異,市場經(jīng)濟(jì)和資源環(huán)境私有制的全球化浪潮的沖擊,加上當(dāng)代生物工程技術(shù)的飛速發(fā)展,人類對生物界的改造力度越來越大,表現(xiàn)在一些物種逐漸消失;一些物種數(shù)量急劇減少,成為瀕危物種;一些物種地理分布區(qū)域大幅度縮小;一些物種生活習(xí)性及部分性狀發(fā)生改變;不時(shí)有新品種出現(xiàn)等現(xiàn)象,表明人類的社會實(shí)踐活動對生物物種的演化具有不可低估的選擇作用,這種選擇稱為社會選擇。社會選擇是人類主動適應(yīng)自然環(huán)境的表現(xiàn)和手段,是人類為了求得自身的生存和發(fā)展,更好地適應(yīng)自然的一種必然。從本質(zhì)上說,人類的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)踐活動等都是人類自主選擇的結(jié)果,無論是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還是工業(yè)生產(chǎn)以及科學(xué)實(shí)踐活動等人類行為的發(fā)生發(fā)展和演化等各個方面都屬于社會選擇的范疇。

事實(shí)證明,現(xiàn)在人類社會選擇的力量的確是越來越強(qiáng)大,無論是對自然的改造力還是對自然的破壞力都超過了人類發(fā)展歷史上的任何一個時(shí)期。但是,人類、人類社會本身以及社會選擇等都是自然選擇的結(jié)果,都是在自然選擇的基礎(chǔ)上發(fā)揮效能的。在一定程度上,社會選擇是人類社會對自然選擇作用的一種應(yīng)答和反映,可以看作是生物與環(huán)境相互聯(lián)系、相互作用的一個典型。但社會選擇一經(jīng)發(fā)生后,便有其獨(dú)立作用的一面,可以和自然選擇作用一道共同作用于生物的進(jìn)化過程。

自然選擇和社會選擇的辯證關(guān)系表現(xiàn)在:一方面,當(dāng)二者一致時(shí),社會選擇對自然選擇起到了促進(jìn)和加速的正向作用,使自然選擇的力度、范圍、時(shí)效得以加強(qiáng),而自然選擇使社會選擇的目標(biāo)得以快速實(shí)現(xiàn),二者互相促進(jìn),共同加速生物物種的演化。另一方面,當(dāng)二者不一致時(shí),有3種情況:①當(dāng)自然選擇的力量大于社會選擇時(shí),生物物種的演化由自然選擇所控制,社會選擇在一定程度上被抑制,自然選擇成為了社會選擇的阻力。這種現(xiàn)象在人類的動植物新品種的選育過程中表現(xiàn)得最為明顯。②當(dāng)二者力量近于相等時(shí),自然選擇和社會選擇都在自己一定的范圍內(nèi)作用,社會選擇的目標(biāo)停留在研究成果階段,無法有效推廣和應(yīng)用,而自然選擇也以其自身的作用規(guī)律對生物進(jìn)行著選擇。③當(dāng)自然選擇的力量小于社會選擇時(shí),社會選擇的結(jié)果在自然界中得以快速體現(xiàn),自然所固有的一些平衡體系被打破,自然選擇的方向被改變,社會選擇在一定時(shí)空范圍內(nèi)控制著生物的演化。

2種選擇的相互作用是一個動態(tài)的過程。從人類社會誕生起,2種選擇過程都直接或間接地貫穿在每一個具體的物種的演化過程當(dāng)中。但是,社會選擇的對象、原始材料和最終歸宿都統(tǒng)一在自然界當(dāng)中,社會選擇無論多么強(qiáng)大。都必須以自然選擇為基礎(chǔ)。因此,正確的做法是在尊重自然和自然規(guī)律的前提下,充分發(fā)揮社會選擇對生物和環(huán)境的再創(chuàng)造作用,同時(shí)利用社會選擇來抑制或從根本上扭轉(zhuǎn)對人類或自然界(如物種多樣性及生態(tài)環(huán)境等)都不利的自然選擇,或減緩各種對物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)的平衡具有毀滅性打擊的自然災(zāi)害等,降低災(zāi)害對自然環(huán)境的破壞力,保護(hù)生物的多樣性。

3社會選擇與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系

可持續(xù)發(fā)展本質(zhì)上是人類的一種社會性選擇,是一種非常理智的自主性選擇,同時(shí)也是人類主動適應(yīng)不斷變化的自然環(huán)境的一種機(jī)制,是一種實(shí)現(xiàn)長期自我演化的策略和手段。可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施使人類的現(xiàn)代化工業(yè)和現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)以及現(xiàn)代科學(xué)實(shí)踐活動等各個方面的發(fā)展都有了正確的方向,把人類的社會選擇和人類對自然環(huán)境的主動適應(yīng)都有機(jī)地統(tǒng)一在可持續(xù)發(fā)展這個大框架下,使人類的社會選擇和主動適應(yīng)終于走上了“有法可依”和“有法必依”的道路,從而實(shí)現(xiàn)了人類在自己的演化歷史上第一次按自己所設(shè)計(jì)的演化模式去謀求自身的生存和發(fā)展。

人類的可持續(xù)發(fā)展問題本質(zhì)上轉(zhuǎn)化為人類的社會選擇和大自然的自然選擇二者間的關(guān)系問題,但這種相互關(guān)系無論是從時(shí)間、空間維度還是二者間力量強(qiáng)弱的對比情況來看,都是不對稱的。從生物進(jìn)化的時(shí)空尺度上來看,人類必須充分發(fā)揮自己所特有的主動適應(yīng)力來確保社會選擇在最大時(shí)空尺度上與大自然的自然選擇相適應(yīng),人類才可能實(shí)現(xiàn)自身的可持續(xù)發(fā)展以實(shí)現(xiàn)長期的自主演化。

從純生物學(xué)的觀點(diǎn)來看,自然和自然選擇都不會支持人類在社會經(jīng)濟(jì)文化等領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展水平的全方位提高,因?yàn)檫@意味著人類作為一個生物學(xué)種群,將占有越來越多的物質(zhì)和能量,因而會剝奪其他物種生存和演化的機(jī)會,這與生物界的演化趨勢相背離。因此,在生物進(jìn)化的大背景下,人類要實(shí)現(xiàn)自身的可持續(xù)發(fā)展還需要全人類長期的艱苦努力,還必須同時(shí)處理好進(jìn)化、適應(yīng)和選擇等重大問題,只有這樣人類的可持續(xù)發(fā)展才能落到實(shí)處。

綜上所述,生物的進(jìn)化、適應(yīng)和大自然的選擇以及人類的可持續(xù)發(fā)展,都統(tǒng)一在生命的演化過程中。進(jìn)化是生物適應(yīng)自然的結(jié)果,適應(yīng)是選擇的結(jié)果,而選擇是自然界所固有的屬性。換句話說,進(jìn)化、適應(yīng)和選擇都是自然界所固有的運(yùn)動規(guī)律在生物物種演化過程中的體現(xiàn),是物種演化過程中3個最重要的環(huán)節(jié)。人類的社會選擇和可持續(xù)發(fā)展必須以此為前提,才能正確地發(fā)揮作用,為人類造福。