問題探討
達爾文(C. R. Darwin,1809—1882)在《物種起源》一書中明確提出,地球上的當今生物都是由共同祖先進化來的,人和猿有共同的祖先。這一論斷給當時佔統治地位的“神創論”帶來了巨大沖擊,有人在漫畫中把達爾文畫成半人半猴的形象,以此發洩對達爾文的不滿。直到今天,仍有人對“共同由來學說”“人猿共祖說”持排斥態度。
1. 反對共同由來學說的人能拿出有說服力的證據嗎?
【提示】不能。反對共同由來學說的人主要包括支援神創論、物種不變論的人,也有人認為,進化論只是一種假說,不是科學事實。反對的人可能會拿出這些說法來進行反駁,但這些都不是有說服力的證據。
2. 你能說出什麼證據來支援達爾文的觀點?
【提示】學生在初中已學習了化石、同源器官、基因、蛋白質等方面的證據,可能會說出這些證據,但學生的理解還不夠深入。
1.圖6-2所示資料支援達爾文的共同由來學說嗎?
【提示】圖6-2所示資料支援達爾文的共同由來學說。不同地層的形成年代不同,越早形成的地層中首次出現的生物越低等,生物特徵越簡單;越晚形成的地層中首次出現的生物越高等,生物特徵越複雜。例如,21億年前的地層中首次出現單細胞真核生物,7億年前的地層中出現了多細胞生物,這說明多細胞生物出現的時間晚於單細胞真核生物,可判斷多細胞生物是由單細胞真核生物進化來的。同理,根據圖6-2可判斷地球上所有的生物都是由原始的共同祖先進化來的。
2. 2009年,我國科學家在遼寧省建昌縣發現了完整的赫氏近鳥龍化石,其身體骨架與恐龍非常接近,但其骨架周圍有清晰的羽毛印痕,顯示其後肢和尾部都有飛羽;後肢發達,顯示其善跑不善飛。科學家認為這一化石為鳥類起源於恐龍的假說提供了有力證據,這是為什麼?
【提示】基於化石證據可判斷赫氏近鳥龍既具有恐龍的特徵,也具有鳥類的特徵,屬於恐龍和鳥類的過渡型別,這說明鳥類很可能是由恐龍進化來的。
3. 在東非大裂谷地帶,科學家發現了許多早期古人類化石,其中有318萬年前的少女露西的骨骼化石,其上肢骨的結構與黑猩猩的相似,適於攀緣,下肢骨與現代人類接近,適於直立行走。這一證據支援人猿共祖說嗎?
【提示】露西既有智人的特徵,也有黑猩猩的特徵,說明人和黑猩猩可能有共同的祖先,都起源於一類森林古猿。
1.這四種前(上)肢骨落是否都有肽骨、燒骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨?其種類有一致性嗎?
【答案】都有肱骨、橈骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨,其種類有一致性。
2.從上到下看這四種前(上)肢骨骼,這些骨的排列順序一致嗎?
【答案】排列順序一致。
3.這四種前(上)肢骨骼的功能退異,外形差別也很大,其內部結構模式為什麼如此一致?
【提示】這四種前(上)肢骨骼有相同的起源,說明它們可能是由共同的祖先進化來的。
在漫長的進化過程中,因為適應不同的環境,逐漸出現了形態和功能的不同。
4.人與蝙蝠、鯨和貓的骨路結構還有哪些共同點?哺乳動物與魚在骨骼結構上有哪些共同點?這是否支援現有的脊椎動物有著共同的原始祖先?
【提示】人與蝙蝠、鯨、貓的骨骼結構十分發達,脊柱、肋骨、胸骨等形成支架起到支撐身體、保護內部器官的作用;頭骨骨塊減少或癒合,使頭骨堅硬,起到保護作用,等等。哺乳動物和魚都具有頭骨、脊柱、肋骨及附肢骨骼等。此外,一些具體的骨也有共同點,如哺乳類中耳的3塊聽小骨鏡骨、砧骨、錘骨分別與魚類的舌頜骨、方骨、關節骨有共同的起源。
不同類群動物的骨骼結構具有許多共同點,支援現有的脊椎動物有著原始的共同祖先。
1. 當今生物的細胞在結構上與古細菌有哪些共同點?這說明了什麼?
【提示】都有細胞壁、細胞膜、細胞質、核糖體和DNA。地球上現存的古細菌與最古老的古細菌有相同的細胞結構模式,說明二者有共同的祖先。
2. 舉例說出當今生物的細胞在代謝上的共同點。
【提示】都有呼吸作用,代謝中的酶類非常相似,都有相同的能量“貨幣”——ATP,綠色植物能進行光合作用,等等。
3.人和類人猿在DNA的鹼基序列或基因組方面高度接近說明了什麼?
【提示】說明人和猩猩、長臂猿、黑猩猩等類人猿可能有共同的祖先。
4. 關於人與其他生物的親緣關係,從細胞色素c的相關資料可以得出什麼結論?這些資料是否支援生物有著共同的起源?
【提示】人和其他生物的細胞中普遍含有細胞色素c,說明這些生物都有共同的祖先。細胞色素c的氨基酸序列差異的大小揭示了不同生物之間親緣關係的遠近,差異越小,表明親緣關係越近。
練習與應用
一、概念檢測
1. 關於生物的進化,只能靠運用證據和邏輯來推測。判斷以下有關生物進化證據和結論的說法是否合理。
(1)透過化石可以瞭解已經絕滅的生物的形態結構特點,推測其行為特點。 (√)
(2 )人和魚的胚胎髮育經歷了有鰓裂及有尾的階段,這可以用人與魚有共同祖先來解釋。(√)
(3)比較解剖學發現,不同種類的哺乳動物的前肢在形態上差別很大,這說明這些哺乳動物不是由共同祖先進化來的。(×)
2. 生物進化的證據是多方面的,其中能作為直接證據的是(A)
A.化石證據
B.胚胎學證據
C.比較解剖學證據
D.分子生物學證據
3. 生物都有共同的祖先,下列各項不能作為支援這一論點的證據的是 (D)
A.所有生物共用一套遺傳密碼
B.所有生物都由ATP直接供能
C.各種生物的細胞具有基本相同的結構
D.所有生物的生命活動都是靠能量驅動的
二、拓展應用
1.如果有人堅持認為生物是自古以來就如此的,你認為能夠反駁他的最有效的證據是什麼?為什麼?當你提供了你認為最有效的證據後,他還可能如何辯解?你又如何進一步反駁?
【提示】可以舉出本節教材中的各種證據,如不同地質年代中相繼出現的生物類群,已經絕滅的物種,物種大爆發事件,地殼劇烈運動、氣候劇烈變化和小行星碰撞地球等事件對生物的影響;也可以引用達爾文論證生物進化論時列舉的大量證據,如在加拉帕戈斯群島所發現的大量物種形成的事實。需要注意的是,你要從所選擇的證據出發,釐清與所反駁的觀點之間的邏輯關係,進行有針對性的論述。
2. 我國地域遼闊,古生物化石種類繁多,在生物進化的研究中起著非常重要的作用。下面是我國發現的一些著名的化石群:澄江生物化石群、熱河生物化石群、山旺生物化石群、和政生物化石群、關嶺生物化石群等。請任選一個化石群或當地已發現的化石群,查詢相關資料,向全班同 學介紹該化石群中主要的化石,以及該化石群的發現在研究生物進化中的重要意義。
【提示】以澄江生物化石群為例,說明該化石群的發現在研究生物進化中的重要意義。澄江生物化石群分佈在中國雲南省澄江縣,儲存了大量具軟軀體或弱礦化外殼的後生動物化石,展示了5.3億年前的海洋生態系統,是研究寒武紀大爆發事件最重要的化石寶庫之一。澄江生物化石群的科學意義在於:(1)在前寒武紀到早寒武紀的生命演進過程中,填補了從埃迪卡拉生物化石群(發現於澳大利亞的前寒武紀晚期地層)到布林吉斯頁岩生物化石群(發現於加拿大的中寒武紀地層)之間長達數千萬年的古生物資料空白;(2)呈現出一個前所未有的僅在二三百萬年的“瞬間時空”裡生物(特別是動物)大規模湧現的突發生物事件,是寒武紀生命大爆發的最好例證。