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遺傳與環(huán)境在生物進(jìn)化中的關(guān)系研究

2017-07-10 02:40夏衣瑪爾當(dāng)·玉山
科技風(fēng) 2017年7期
關(guān)鍵詞:遺傳環(huán)境

摘 要:生物進(jìn)化過(guò)程受到了遺傳和環(huán)境的雙重影響,因此,深入 研究遺傳與環(huán)境在生物進(jìn)化中的關(guān)系,可以更為有效地探明生物進(jìn)化的內(nèi)涵。本文主要分析生物進(jìn)化過(guò)程中,遺傳與環(huán)境之間的關(guān)系。從實(shí)際情況可知,生物進(jìn)化在遺傳這一內(nèi)因催使下展開(kāi),而環(huán)境則是重要的外部因素,其對(duì)遺傳物質(zhì)的變異有一定的誘發(fā)因素,而生物在進(jìn)化完成后,反而會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定的反作用。本文就對(duì)這種遺傳與環(huán)境在生物進(jìn)化中的關(guān)系進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞:生物進(jìn)化;遺傳;環(huán)境

對(duì)于生物進(jìn)化來(lái)講,其無(wú)疑是一個(gè)長(zhǎng)期而又十分復(fù)雜的過(guò)程,在進(jìn)化的過(guò)程中,生物和環(huán)境二者是相互影響、相互作用的關(guān)系,且在這種互相作用的背景下實(shí)現(xiàn)了促進(jìn)進(jìn)化的目的。更深入來(lái)講,生物和環(huán)境間的這種相互作用是基于遺傳物質(zhì)有效連接起來(lái)的。隨著生物學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展完善,人類(lèi)開(kāi)始進(jìn)一步加深關(guān)于遺傳和環(huán)境在生物進(jìn)化中關(guān)系的研究,本文就對(duì)此進(jìn)行分析。

一、相關(guān)概念分析

(一)遺傳

所謂遺傳,就是親子之間以及子代個(gè)體間性狀存在的相似性,從這一點(diǎn)來(lái)講,性狀能夠從親代傳遞到子代。從目前來(lái)看,地球上現(xiàn)存的生命基本上都是基于DNA來(lái)作為遺傳物質(zhì)的。而除了遺傳這一因素外,環(huán)境因素也能夠在很大程度上影響生物的特征,并且遺傳會(huì)和環(huán)境二者相關(guān)作用,相互影響,從而實(shí)現(xiàn)生物的有效進(jìn)化。

(二)環(huán)境

從客觀(guān)情況來(lái)看,環(huán)境是一個(gè)宏觀(guān)的體系,其包含多種元素,如大氣、水、土壤、職務(wù)、動(dòng)物等物質(zhì)。除此之外,其還包括觀(guān)念、制度、行為準(zhǔn)則等非物質(zhì)因素。也就是說(shuō),環(huán)境既包括有自然因素,也包括有社會(huì)因素,既有生命體形式,也有非生命體形式。而對(duì)于環(huán)境而言,其是在某一個(gè)主體的基礎(chǔ)上所講的,也正因?yàn)槿绱?,主體如果不同,環(huán)境的定義和范圍也就不同,環(huán)境涉及的內(nèi)容也就不同。本次研究主要探討的是生命體環(huán)境。

(三)生物進(jìn)化

所謂生物進(jìn)化,其詞語(yǔ)來(lái)源于拉丁文evolution,原義為“展開(kāi)”,其指的是一切生命形態(tài)發(fā)生和發(fā)展的重要演變的過(guò)程中,一般用以指事物的逐漸變化、發(fā)展,由一種狀態(tài)過(guò)渡到另一種狀態(tài)。1762年,瑞士學(xué)者邦尼特最先將此詞應(yīng)用于生物學(xué)中。從自然科學(xué)角度來(lái)看,世間的生物都是在基于進(jìn)化而不斷發(fā)展完善的,是處于不斷發(fā)展和變化中的,而這也成為了重要的生物進(jìn)化思想,成為了眾多研究的基礎(chǔ)性理論。

二、遺傳與環(huán)境在生物進(jìn)化中的關(guān)系分析

(一)遺傳是生物進(jìn)化的重要內(nèi)部推動(dòng)力

遺傳是生物進(jìn)化的重要內(nèi)部推動(dòng)力,在遺傳過(guò)程中,通過(guò)生物基因的突變以及染色體的畸變。一些研究認(rèn)為,基因會(huì)在正常情況下出現(xiàn)中性的突變。而對(duì)于編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因來(lái)講,如果三聯(lián)體密碼中1個(gè)核苷酸發(fā)生了置換的話(huà),其并不會(huì)讓氨基酸的類(lèi)型發(fā)生變化。同時(shí),蛋白質(zhì)的保守性替換模式在展開(kāi)過(guò)程中,雖然會(huì)對(duì)個(gè)別的氨基酸殘基產(chǎn)生一定的改變,但是從實(shí)際情況來(lái)看,這一殘基在控制在可變的區(qū)域內(nèi)的,因此,該改變并不會(huì)對(duì)生命體的生存價(jià)值產(chǎn)生影響。不僅如此,對(duì)于整個(gè)DNA來(lái)講,結(jié)構(gòu)基因僅僅占一小部分,在實(shí)際中還存在非常多的不編碼的蛋白質(zhì)序列。在這種情況下,在生物進(jìn)化過(guò)程中,往往是既不會(huì)產(chǎn)生害處,也不會(huì)產(chǎn)生好處的基因發(fā)生作用。在生物學(xué)研究中發(fā)現(xiàn),調(diào)節(jié)基因、重復(fù)基因、假基因等基因并不會(huì)直接對(duì)蛋白質(zhì)的合成起到指導(dǎo)作用。但是,在自然環(huán)境中,其會(huì)同環(huán)境發(fā)生作用然后進(jìn)行一系列的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄和翻譯作用??傊谏镞M(jìn)化過(guò)程中,調(diào)節(jié)基因起到了有效的作用。此外,還有一種觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為,結(jié)構(gòu)基因也會(huì)對(duì)生物基因內(nèi)部的內(nèi)含子序列產(chǎn)生影響,實(shí)現(xiàn)重組,將外顯子有效聚集在一起,也就是說(shuō),內(nèi)含子是元初基因重新組合之后,產(chǎn)生的殘留物。而一些單個(gè)的核苷酸如果發(fā)生了置換,其就能夠通過(guò)化學(xué)鍵實(shí)現(xiàn)對(duì)鄰近核苷酸產(chǎn)生影響,讓其置換率發(fā)生極大的改變。而從染色體畸變的角度來(lái)講,畸變包括染色體結(jié)構(gòu)的變化,以及染色體數(shù)量的變化。在畸變過(guò)程中,染色體會(huì)造成DNA分子發(fā)生改變,讓基因間的連鎖和交換行為發(fā)生較大的改變,進(jìn)而在一定程度上改變基因表達(dá)的方式,進(jìn)而造成生物的物種分化??梢?jiàn),遺傳能夠在很大程度上決定生物進(jìn)化的方向和方法。另外,基因重組也會(huì)造成生物進(jìn)化行為的推進(jìn)。通過(guò)基因的有效重組,可以讓諸如病毒或者微生物進(jìn)化發(fā)生改變。而在高等生物進(jìn)化過(guò)程中,在攝入食物、微生物介導(dǎo)等方式的影響下,其也能夠獲取外源核酸,進(jìn)而有效支撐基因重組活動(dòng)的開(kāi)展。在基因重組過(guò)程中,微生物會(huì)感染一種生物,然后隨身攜帶遺傳物質(zhì),再經(jīng)過(guò)感染行為,實(shí)現(xiàn)遺傳物質(zhì)的再次轉(zhuǎn)移。在這種基因重組的方式下,生物可以在一定程度上得以進(jìn)化發(fā)展。

(二)環(huán)境對(duì)遺傳變異有重要的誘發(fā)作用

環(huán)境作為重要的外部因素,其在很大程度上能夠誘發(fā)遺傳變異行為,并能夠在一定情況下,對(duì)遺傳變異內(nèi)容進(jìn)行有效篩選。在環(huán)境中,生物無(wú)疑會(huì)吸收各種物質(zhì),然后通過(guò)發(fā)生各種分解和吸收的反應(yīng),將需要的營(yíng)養(yǎng)或物質(zhì)融入細(xì)胞中,而這些物質(zhì)在很大程度上會(huì)同遺傳物質(zhì)的組成物發(fā)生反應(yīng),也能夠在一定程度上改變遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu),進(jìn)而引發(fā)遺傳變異。而在此過(guò)程中,環(huán)境會(huì)對(duì)遺傳物質(zhì)進(jìn)行有效篩選。從生物學(xué)角度來(lái)看,DNA鏈條中的每一個(gè)位點(diǎn)都不是獨(dú)立存在的,如果一個(gè)點(diǎn)出現(xiàn)了變異的情況,其就會(huì)收到周?chē)渌虻募s束和干預(yù)。不僅如此,在此過(guò)程中,在細(xì)胞核內(nèi)環(huán)境中存在的化學(xué)物質(zhì)以及染色體上存在的組蛋白和非組蛋白,也會(huì)對(duì)此產(chǎn)生一定的調(diào)控影響??偟膩?lái)看,環(huán)境對(duì)于遺傳變異有非常重要的影響,可以誘發(fā)遺傳變異行為的出現(xiàn),同時(shí),也會(huì)在此過(guò)程中,對(duì)遺傳物質(zhì)進(jìn)行篩選。

(三)生物進(jìn)化對(duì)環(huán)境具有一定的反作用

從生物進(jìn)化情況來(lái)看,生物在不斷進(jìn)化的過(guò)程中,對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了一定的營(yíng)養(yǎng)。比如,一些藻類(lèi)在不斷進(jìn)化過(guò)程中,通過(guò)光合作用釋放出了一定數(shù)量的氧,然后這些氧元素便融入到大氣中,成為了大氣的重要組成部分。而大氣中氧分子的濃度不斷加大,也讓生物的代謝方式出現(xiàn)了改變。從這一點(diǎn)來(lái)講,生物在不斷進(jìn)化后,對(duì)環(huán)境有一定的反作用,可以在一定程度上改變環(huán)境條件。

三、結(jié)語(yǔ)

在生物進(jìn)化過(guò)程中,遺傳與環(huán)境作為內(nèi)因和外因,對(duì)于生物的進(jìn)化行為起到了非常重要的作用,而遺傳在一定程度上可以改變環(huán)境條件,環(huán)境則在一定程度上能夠誘發(fā)和篩選遺傳物質(zhì)??梢?jiàn),二者相互作用,缺一不可。

參考文獻(xiàn):

[1] 潘寶平.生物進(jìn)化理論的新進(jìn)展[J].生物學(xué)通報(bào),2002年02期.

[2] 常國(guó)斌.生物進(jìn)化的二因論[J].家畜生態(tài),2002年03期.

作者簡(jiǎn)介:夏衣瑪爾當(dāng)·玉山(1994-),維吾爾族,在讀本科,研究方向:生物科學(xué)。

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