家里不只豢养了很多二栖、匍匐和甲壳动物,而且还时常会处置一些动物的尸身动作专物收躲。
因此,这位擅长标原创造的爬宠豢养嗜佳者,也时常会收到一些匍匐径物“尸身”动作标原素材。
不久前,#@いほやきゅ便收到了一条曾经牺牲的日原蝮(Japanese Pit Viper “Mamushi”,Gloydius blomhoffii)。
这种在日原分散较广的蝮蛇体型娇小,所以怎么样处置这种典范的食材...(呃,创造标原的素材)闭于于骨骼标原创造嗜佳者,也算是一种新的感受。
其他,日原蝮在本地也简直是一种甘旨的食材,然而是野生逮捉的个别常常会有体内寄生虫等问题,所以并不推举食用。
从照片来瞅,通过处置的日原蝮肌肉被完备的保持,可睹#@いほやきゅ创造标原的刀工了得,不干厨师而成为生物学家还真是痛惜了。
在标原创造历程中#@いほやきゅ曾经产生了实足的“财产链”,他本人只须要骨骼干成标原收躲,而蛇皮则会给原地的鱼皮匠人举行处置,制成其他物件。
日原蝮三角形的头部与天然分手的下颚,产生了被扒皮“青蛙”的既视感。
#@いほやきゅ
头部和尾巴的过时很容易撕裂,因此须要特殊留神地。
然而是,因为日原蝮不手脚,因此身材上的皮肤不妨容易剥离。
蛇皮的质感很佳,而皮革上的图案也令人愉悦,身材泛着粉赤色格外美丽。
到暂时为止,创造历程仍旧很容易的,接下来才是骨骼创造的难点。
尔后,剔骨的历程瞅上去简直更为搀杂和精致,然而是从这条日原蝮的体长来瞅该当是条亚成体。
身材上剔出来的肉,该当还不足塞牙缝的...
然而,这些被处置得格外清洁利索的内脏,却不料的成为了蛇类解刨学很佳的熏陶材料。
#@いほやきゅ
风趣的是,日原蝮惟有一个功效健康的肺,而左肺却曾经蜕化,而且瞅起来格外小,因为这是依据蛇的修长体形进化而来的截止。
其他,图中左上方的二个“家伙”是半阴茎,而右下方的二个圆形是眼球。
其他的是它肚子里的内脏。
然而,接下来闭于日原蝮和其他蛇类下颚的功效引睹,大概是你从未领会的信息。
#@いほやきゅ
不只是日原蝮,很多蛇类下颚的顶端是离启的,它们相互由韧戴对接。
因此,纵然是庞大的猎物,也不妨展启嘴巴侵吞下它,在此历程中离启的下颚接替挪动。
因此,蛇类无需手脚的协帮,便能将猎物送进本人喉咙的后方,这也是蛇类特殊而迷人的进化演变。
切除了脸部肌肉的日原蝮,不妨很佳的瞅到它们毒牙“运作”的机理。
阅历了差不多2周的处置时候,日原蝮的头骨也曾经初睹雏形。
#@いほやきゅ
暂时,头骨曾经完毕!这是一个相闭于简略的头部构造,骨头又薄又坚。
因为日原蝮会在毒死猎物后吞下它,所以不需要具有坚忍的骨骼维护头部免受猎物的还打。
差异,有毒的尖牙却很兴盛,而且还陪有很多瞅起来过剩的小型尖牙在成长,而在去除头部肌肉和韧戴构造的历程中也很容易丧失,因此要特殊留神。
再瞅瞅日原蝮头部在处置前和处置后的闭于比,也能瞅出在创造历程中简直须要耗费不少心情和时候。
#@いほやきゅ
毒蛇的有毒牙有着相似稻草一般的构造,毒液会从中央流出。
在上述照片中不妨瞅到,日原蝮头部骨骼标原中前排最右侧虚化的有毒牙。
固然,中央和左侧的尖牙都是备用的,然而是这些备用尖牙中空的“稻草构造”则更为显著。
末尾,来一弛日原蝮头部骨骼收躲制品的特写,尔后续该怎么样处置更为搀杂的身材和尾部骨骼呢?
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杀死稀有动物制作标本,题目
动物标本制作
步骤
1.取材 新鲜的小型脊椎动物,如鱼、蛙等,长度在 10~20 厘米,以活体为 好。 2.固定 材料洗干净。如果是鱼,应该先去鳞,再洗净。然后,放入 95%乙醇中固 定 1~2 天。如果材料已经用 5~10%甲醛液保存过,则要用清水漂洗后再浸在 95%乙醇中,使它充分固定。 3.去皮 用解剖器剥去小动物的外皮。 4.脱脂 把去皮后的标本用绳缚在玻璃片上,整理好姿势,浸在 3%重铬酸钾溶液中 几天,除去材料表面的脏物和脂肪粒块。当溶液变混浊时,更换新液,直到溶液 不混浊为止。取出标本,用清水洗干净,再浸入 95%乙醇中脱脂一周左右。 5.透明 标本转入 20%氢氧化钾溶液中。一周左右,见肌肉呈半透明状态,
里面骨骼隐约可见,即终止透明。 6.染色 把透明后的标本浸入 0.01%茜素红染液中 2~3 天,到骨骼染上红色 为止。 7.褪色 先把标本放入 2%氢氧化钾溶液中浸 1 天,然后转入褪色液中 10 天 左右,到肌肉上的颜色褪至淡粉红为止。 8.漂白 用稀过氧化氢溶液,浸至肌肉完全透明,骨骼呈紫红色为止。 9.保存 先用注射器抽去标本内的气泡,再放入纯甘油中保存。
蛇类标本制作
生物标本是研究和探讨生物的形态结构,生态特性的重要依据和基本资料。 它形态真实,结构完整,栩栩如生。可以永久保存。所以长期以来,不单被生物 学家们用于科学研究,也被人们用于欣赏和珍藏,被誉为人类发展史上的“活文 物”和古董。有些珍稀动植物的生物标本面临绝迹,已无法衡量它们的价值,成 为人们研究和收藏的稀世之物。 从开展标本制作的兴趣看,学生们对此有浓厚 的兴趣。但在脊椎动物标本制作时,如果按传统方法,那么皮肤剥离和防腐处理 对学生困难较大,为此,可做几点改进。 在皮肤剥离时,传统的方法是在腹部开一条口子,先往后把后肢尾部的皮肤 与肌肉分离,再向前分离前肢和头部的皮肤和肌肉至鼻孔处,保留头骨,在枕骨 大孔处截断, 把肌体从腹部的开口处取出。 由于整个肌体较大, 而开口不宜过大, 因此在剥离过程中操作很困难,特别是对学生而言,很容易把皮肤弄破,把开口 扩大。这样就会直接影响开口的缝合和标本的美观。在此,我们采取分节剥离的 方法:在腹部开一道口子后,先把腹部和背部的皮肤与肌肉分离,再把肌体从腹 部剪断分成两节。然后再分别向前后剥离。这样操作大大简化,特别是较大较长 的动物,如蛇,蜥蜴。 另外在防腐处理时,传统的防腐剂一般都是用砒霜和一些防腐药品配制而 成,例如; 砒霜(2 份)+明矾粉(7 份)+樟脑粉(1 份)+甘油(少许) 但砒霜有剧毒,在操作过程中较危险,特别是对学生而言。因此我们可配制 一种无毒性的防腐剂: 硼酸粉(130 份)+明矾粉(7 份)+樟脑粉(60 份)+甘油(少许)这种防 腐剂防腐作用较大,无毒性,操作安全。适合工艺,标本制作,家庭摆设,特别 适合学生标本制作使用。 学生利用以上改进的方法制作标本时,就更加容易和安全了。同时在制作中 有些细节,我们可以根据制作不同的标本而定。我们以制作牛蛙标本为例来进行 具体分析。 首先对牛蛙进行处死:可采取气注法和窒息法,以窒息法为佳。
接着剥离,可按分节剥离法,四肢在踝骨外截断,保留趾骨(趾骨上的肌肉 应去干净) 。头部从枕骨大孔处截断(头部的肌肉应去干净) 。另外,应把颅腔内 的脑组织去掉(用铁丝做作成一个弯勾状,从枕骨大孔伸入颅腔把脑组织捣碎勾 出) 。 剥离完后,不要立即防腐,填充。应先放在 75%的酒精中浸泡 1--2 天。因 为牛蛙皮肤上有大量粘液和油脂,日后容易腐难。放在酒精中浸泡可以去脂(像 青蛙、蜥蜴等一些两栖动物和爬行动物都可以这样处理) 。1--2 天后,从酒精中 取出,在皮肤内侧涂上无毒的防腐剂(配法见前面) 。用铁丝做好支架,放入牛 蛙体内固定,前端固定在枕骨大孔处(铁丝做成勾状放入颅腔内,用涂有防腐剂 的棉花把颅腔塞满,有利于固定和防腐) 。四肢的铁丝支架从掌处穿出,以便固 定。 用棉花填充时,注意围绕支架填充,把支架包裹在中间, 。边填充边整形, 作成牛蛙的自然形状。 最后,把牛蛙固定在台板上,装上艺眼。一件精致的牛 蛙标本就做成了。
帮我解释一下什么是能量守恒、转化定律、细胞学说、生物进化论?
进化论有三大经典证据:比较解剖学、古生物学和胚胎发育重演律。
一、达尔文之前
生物进化论,甚至可以说整个生物科学,开始于1859年11月24日。在那一天,在经过二十年小心谨慎的准备之后,达尔文出版了《物种起源》。第一版印了一千二百五十本,在一天之内销售一空。一门崭新的学科从此诞生了!
但是,一门新的学科不会从天而降。在1859年,科学界已经有了大量的进化证据,做好了准备迎接进化论的诞生。这时候的进化证据归纳起来有动植物培养、化石记录、解剖比较、退化器官、胚胎发育和生物地理分布这几类。
动物家养和植物栽培已经有了几千年的历史,人们由此已经知道同一物种往往有着差别极大的形态。这些形态是可以被改变的,通过精心的选择,可以得到新的品种。这种经由达尔文所谓的“人工选择”而获得的品种,其彼此之间的差别,有时比野外物种之间的差别还要大。如果我们在野外见到狼狗和哈巴狗的话,完全可能把它们当成象狼和狐狸那样两个截然不同的物种。动植物培养提供了“生物是可变的”感性而直观的材料。
那时候,科学界早已知道化石乃是生物体的遗迹,而且,许多从前的物种现在已经不存在、灭绝了,也就是说,生物界的组成并不是从古到今一成不变的。许多种类在化石记录中显示了随着地理时间的推移而逐渐发生变化的趋势,有时在两个类群之间还可以发现处于过渡形态的化石。各个主要生物类群在化石记录中并不是同时出现的,而是有先有后,很有顺序,而且这个顺序与从现存生物的比较得到的顺序相符。比如,从形态结构(例如心脏结构)和生理特点(例如呼吸系统)的比较,我们可以推测脊椎动物从“低级”到“高级”的顺序是鱼类、两栖类、爬行类和哺乳类,而在化石记录中,我们也发现鱼类化石的确先在较早的地层开始出现,其次是两栖类、爬行类,而以哺乳类化石出现得最晚。化石记录所展示的从“低级”到“高级”的顺序,是生物进化的一个有力证据。
早在十六世纪,就有科学家发现人和鸟虽然外表很不相同,骨骼组成和排列却非常相似。到了十九世纪,研究不同生物种类的形态结构的比较解剖学已相当发达,各生物种类在内部结构的同源性也越来越明显。正如达尔文所指出的:用于抓握的人手,用于挖掘的鼹鼠前肢,用于奔跑的马腿,用于游泳的海豚鳍状肢和用于飞翔的蝙蝠的翼手,它们的外形是如此的迥异,功能是如此的不同,但是剔除皮毛、肌肉之后,呈现在我们眼前的骨架却又是如此相似!对此最合理的解释就是它们都是从同一祖先进化而来的,因为适应环境具有了不同的功能和不同的外形,但是骨子里却没能变多少。如果它们是被分别创造出来的,根本没必要让有不同功能和不同外形的器官有着相似的构造,因为这样的构造设计,就其功能和外形而言,有时显得不是那么合理。如果让一个工程师来设计这些前肢,他完全可以去除一些对其它物种必需,对这个物种却是个累赘、退化得只剩一点痕迹的骨头.
而且,比较解剖学使我们认识到许多生物体都有一些退化了的器官,它们是生物进化的令人信服的证据。比如鲸,它的后肢已经消失了,但它的后肢骨并没有消失,我们还可以在它的尾部找到已不起作用的盆骨和股骨。甚至在一些蛇类中,我们也可以找到盆骨和股骨的残余。这使我们相信,鲸是由陆地四足动物进化来的,蛇是由蜥蜴进化来的。我们人类,已完全退化了的器官也不少,尾骨、转耳肌、阑尾、瞬膜(第三眼睑)等等都是完全退化、不起作用的器官,它们除了让我们记住我们的祖先曾经象猴一样有尾巴,象兔子一样转动耳朵,象草食动物一样有发达的盲肠,象青蛙一样眨眼睛,还能有别的什么合理解释吗?
早在十八世纪,动物学家就已经发现,在动物胚胎发育的过程中,会经过一系列与较低等的动物很相似的时期。比如说人,在胚胎发育的早期出现了鳃裂,不仅外形象鱼,而且内脏也象鱼:有动脉弓,心脏只有两腔等等。对这个现象的唯一合理的解释,就是人是由鱼进化来的,祖先的特征在胚胎发育过程中重演了。事实上,爬行类、鸟类和哺乳类在胚胎发育的早期都跟鱼类相似,而且有些时期几乎不可能区别开来,这是所有的脊椎动物都有共同祖先的一个证据。
自从十六世纪以来,随着西方航海业的发达,特别是美洲和澳洲的发现,博物学家们见识到无数新奇的物种。许多的物种,甚至整个属、科、目,只在某个地理区域被发现。当博物学家在澳洲和南美见到袋鼠、袋狼、袋熊、袋鼬、袋貂、袋獾等等闻所未闻的动物,就不免奇怪为什么上帝只在这里创造出有袋类哺乳动物。这并非那里的环境是为有袋类而设的,因为当移民们给这些地方带去高等哺乳动物后,许多有袋类因为竞争不过高等哺乳类而数量锐减甚至灭绝了。显然更合理的解释是,由于这些地区与别的隔绝,而有了独特的进化途径。即使是一个群岛,也往往有在别的地方找不到的特有物种。做为神学院的毕业生的达尔文最初对神创论产生了怀疑,就是因为在加拉帕格斯群岛见到了那些岛与岛之间都不同种的巨龟,见到了在别的地方都找不到的多达十三种的“达尔文雀”,而不由得发生疑问:为什么上帝要在这个小小的角落炫耀他的创造才能,专门为这里创造出如此多的“只此一家,别无分店”的特有物种?合理的解释是,这些物种的祖先都是从别的地方来的,几万年几十万年后发生了变化,从而产生了形形色色的特有物种。
总之,在达尔文之前,生物进化已是铁证如山了,一些敢于冲破宗教信仰的束缚的科学家也开始正视这个事实。早在十八世纪中叶,法国博物学家布封就已认为生物物种是可变的,并大胆地推测所有的动物都来自同一种祖先。他并且认为地球的年龄要比《圣经》所记载的几千年要古老得多,并把生物物种的变化和地球环境的变化联系起来。但是在社会的压力下,布封宣布放弃这些离经叛道的观点,因此未能产生什么影响。
比布封稍后的另一位法国博物学家拉马克则要固执得多,影响也要大得多。他是第一个系统地研究生物进化的人。他对生物进化的理解,跟现在并不相同。在他看来,生物界是一个从最简单、最原始的微生物按次序上升到最复杂、最高等的人类的阶梯,而所谓生物进化,就是从非生物自然产生微生物,微生物进化成低等生物,低等生物进化成高等生物,直到进化的过程。他认为,这个进化过程是不断在重复,至今仍在进行着的。也就是说,在今天,聪明的猩猩仍在尽力进化。拉马克也是试图解释进化现象的第一人,他给出了第一个进化的理论。这个理论主要有两点:第一,生物体本身有着越变越复杂、向更高级形态进化的内在;第二,生活环境能够改变生物体的形态结构,而后天获得的性状能够遗传,简言之,“用进废退”。在著名的长颈鹿例子中,拉马克是这么解释长颈鹿的长颈由来的:长颈鹿的祖先经常伸长了脖子去吃树高处的叶子,脖子受到了锻炼,变长了,而这一点可以遗传,因此其后代就要比父母的脖子长一些,一代又一代,脖子就越来越长。
拉马克的这套理论,并不能说服当时的科学家接受进化论。这固然有宗教的原因,但也有科学上的怀疑。比如,拉马克的进化论认为非生物能自然产生微生物,但是当时虽然巴斯德还未做否定自然发生论的著名实验,科学界却已普遍认为有足够的证据表明自然发生论是不正确的。因此拉马克虽然影响很大,却是往往被当做反面教材来嘲笑和批驳。生物学界迫切需要有一个象牛顿一样的科学巨人,能够无可置疑地证明生物进化的事实,并且给出合理的解释。这个巨人,就是达尔文。
二、达尔文
历史选择了达尔文做为生物科学的创始人,似乎纯属偶然。1809年2月12日出生于富裕的医生家庭的查尔斯·达尔文,在青少年时代是个游手好闲的纨绔子弟,而不象是肩负历史使命的天才。他的父亲有一次指责他说:“你除了打猎、玩狗、抓老鼠,别的什么都不管,你将会是你自己和整个家庭的耻辱。”固然,这时候他很热衷于收集矿石和昆虫标本,但这是在男孩子当中很普遍的一种爱好,并没有什么特殊之处,虽然我们现在可以认为他未来的科学研究乃是儿时兴趣的延续。1825年秋,老达尔文准备让儿子继承自己的衣钵,把他送进了爱丁堡医学院。可惜,小达尔文对医学毫无兴趣,更要命的是,他天性脆弱,不敢面对手术台上的淋漓鲜血。两年之后,只好从医学院退学了。医生是当不成了,当牧师也是个体面的职业,达尔文听从父命,进了剑桥学神学。虽然他对神学也没有什么兴趣,花在打猎和收集甲虫标本上的时间恐怕比花在学业上的要多得多,却也终于在1831年毕业,准备当个乡间牧师了此残生。
达尔文在晚年回顾他的一生时,认为他的所有这些所谓高等教育完全是一种浪费。他觉得正式的课程枯燥无味,也没能从课堂上学到什么。但是在这些年,他在课余结识了一批优秀的博物学家,从他们那里接受了科学训练。他在博物学上的天赋也得到了这些博物学家的赏识。1831年,当植物学家亨斯楼(J. S. Henslow)被要求推荐一名年轻的博物学家参加贝格尔号的环球航行时,他推荐了忘年交达尔文。达尔文的父亲竭力反对儿子参加航行,认为这会推迟儿子在神学职业上的发展。在达尔文的一再恳求下,老达尔文终于作出让步,表示他若能找到一个可敬的人支持他去,他就可以去。达尔文找到了舅舅、他未来的丈人来说服父亲,并侥幸通过了以苛刻著称的费兹洛伊(R. Fitzroy)船长的面试,于1831年底随贝格尔号扬帆起航,途经大西洋、南美洲和太平洋,沿途考察地质、植物和动物。一路上达尔文做了大量的观察笔记,采集了无数的标本运回英国,为他以后的研究提供了第一手的资料。五年之后,贝格尔号绕地球一圈回到了英国。
当达尔文蹋上贝格尔号的时候,他是个言必称《圣经》的神学毕业生、正统的教徒,他的虔诚常常被海员们取笑。但是当他返回英格兰时,在他看来《旧约》不过是一部“很显然是虚假的世界史”,其可靠性并不比印度教的圣书高。他完全抛弃了教信仰,并逐渐成为不相信上帝存在的怀疑论者或理性主义者,而其出发点,就是对“一切生物都是由上帝创造”的信条的怀疑。
在环球航行时,有三组事实使得达尔文无法接受神创论的说教:第一,生物种类的连续性。他在南美洲挖到了一些已灭绝的犰狳的化石,与当地仍存活的犰狳的骨架几乎一样,但是要大得多。在他看来,这可以认为现今的犰狳就是由这种已灭绝的大犰狳进化来的。第二,地方特有物种的存在。当他穿越南美大草原时,他注意到某种鸵鸟逐渐被另一种不同的、然而很相似的鸵鸟所取代。每个地区有着既不同又相似的特有物种,与其说这是上帝分别创造的结果,不如说是相同的祖先在处于地理隔绝状态分别进化的结果。第三,是来自海洋岛屿的证据。他比较了非洲佛得角群岛和南美加拉帕格斯群岛上的生物类群。这两个群岛的地理环境相似,如果生物是上帝创造出来的,在相似的地理环境下应该创造出相似的生物类群才是合理的,但是这两个群岛的生物类群却差别很大。事实上,佛得角群岛的生物类群更接近它附近的非洲,显然,应该认为岛上的生物来自非洲并逐渐发生了变化。这个进化过程在加拉帕格斯群岛上更加明显。达尔文发现,组成这个群岛的各个小岛虽然环境相似,却各有自己独特的海龟、蜥蜴和雀类。没有任何理由认为上帝故意在一个小岛上创造这些独特的物种,更合理地,应该认为这些特有物种都是同一祖先在地理隔绝条件下进化形成的。
1837年,在贝格尔号之行结束一年后,达尔文开始秘密地研究进化论。他的第一堆笔记,是家养和自然环境下动植物的变异。他研究了所有可能到手的资料:个人观察和实验、别人的论文、与国内外生物学家的通讯、与园丁和饲养员的对话等等,很快得出结论,家养动植物的变异是人工精心选择造成的。但是自然环境下的变异又是怎么来的呢?他仍然不清楚。一年之后,他在休闲时读了马尔萨斯的《人口论》。马尔萨斯认为人口的增长必然快于生活资料的增长,因此必然导致贫困和对生活资料的争夺。达尔文突然意识到,马尔萨斯的理论也可以应用于生物界。所有的生物的繁殖速度都是以指数增长的,后代数目相当惊人,但是一个生物群的数目却相对稳定,这说明生物的后代只有少数能够存活,必然存在着争夺资源的生存竞争。达尔文进一步推导:任何物种的个体都各不相同,都存在着变异,这些变异可能是中性的,也可能会影响生存能力,导致个体的生存能力有强有弱。在生存竞争中,生存能力强的个体能产生较多的后代,种族得以繁衍,其遗传性状在数量上逐渐取得了优势,而生存能力弱的个体则逐渐被淘汰,即所谓“适者生存”,其结果,是使生物物种因适应环境而逐渐发生了变化。达尔文把这个过程称为自然选择。
因此,在达尔文看来,长颈鹿的由来,并不是用进废退的结果,而是因为长颈鹿的祖先当中本来就有长脖子的变异,在环境发生变化、食物稀少时,脖子长的因为能够吃到树高处的叶子而有了生存优势,一代又一代选择的结果,使得长脖子的性状在群体中扩散开来,进而产生了长颈鹿这个新的物种。
虽然达尔文在读了《人口论》之后就有了灵感,马上就有了自然选择的想法,但是要过了四年,在收集了大量的资料之后,他才开始把这个理论记录下来,并把手稿送给一些朋友征求意见。他太清楚一旦自己的理论发表将会对社会产生怎样的震撼了,而做为一个天性平和的人,这是他想要尽力避免的,因此他留下了一份遗嘱,他有关进化论的手稿只能在他死后发表。
但是在1858年夏天,达尔文收到了华莱士的信,迫使他不得不在生前发表自然选择理论。华莱士是一个年轻的生物地理学家,当时正在马来群岛考察。跟达尔文一样,他所观察到的生物的地理分布特点也促使他思考生物进化的问题。那一年的二月,他生了一场间歇热,在病中突然想到了马尔萨斯的《人口论》,并且也因此地发现了自然选择理论。他出身贫寒,又极其反对教,没有达尔文做为上层社会人士的种种顾虑,因此以一股初生牛犊不怕虎的劲头,用三个晚上就写成了一篇论证自然选择的论文,寄给达尔文征求意见。他并不知道达尔文此时已研究了二十年的进化论,之所以会找上达尔文,完全是由于达尔文在生物地理学学界的崇高地位;而这个地位,在达尔文完成贝格尔号之航后就确立了。
当达尔文读了华莱士的论文,见到他自己的理论出现在别人的笔下时,其震惊和沮丧可想而知。他的第一个念头,是压下自己的成果,而让华莱士独享殊荣。但是他的朋友、地理学家赖尔和植物学家虎克都早就读过他有关自然选择的手稿,在他们的建议下,达尔文把自己的手稿压缩成一篇论文,和华莱士的论文同时发表在1859年林耐学会的学报上。这两篇论文并没有引起多大的反响。也是在赖尔和虎克的催促下,达尔文在同一年发表了《物种起源》(篇幅只是他准备多年的手稿的三分之一左右),这才掀起了轩然大波,并征服了科学界。
由于《物种起源》的成功,也可能是被达尔文的人格和智慧所折服,虽然华莱士与达尔文同享发现自然选择理论的殊荣,他却总是把荣耀归功于达尔文一人,并把自然选择理论称为“达尔文主义”--这个称呼沿用至今。
如果达尔文知道奥地利遗传学家孟德尔的实验,就不会在遗传问题上陷入绝境了。孟德尔在1865年就已经发现了基因的分离定律和分配定律。生物遗传并不融合,而是以基因为单位分离地传递,随机地组合。因此,只要群体足够大,在没有外来因素(比如自然选择)的影响时,一个遗传性状就不会消失(肤色的融合是几对基因作用下的表面现象)。在自然选择的作用下,一个优良的基因能够增加其在群体中的频率,并逐渐扩散到整个群体。
很显然,孟德尔主义正是达尔文所需要的遗传理论。可惜,孟德尔的发现被当时的科学界完全忽视了。具有讽刺意味的是,当孟德尔主义在1900年被重新发现时,遗传学家们却认为它宣告了达尔文主义的死亡,在他们看来,随机的基因突变,而不是自然选择,才是生物进化的真正动力。只有一些在野外观察动植物行为的生物统计学家仍然信奉达尔文主义,因为他们所观察到的生物对环境的奇妙适应性,是无法用随机的突变来解释的。
四、伟大的综合
达尔文主义和孟德尔主义的开始融合,是在孟德尔定律被重新发现之后二十年的事。这一次不是一个科学巨人的孤身奋战,而是群星灿烂了。在这些伟大的科学家中,最重要的是英国人费歇(R. A. Fisher)、荷尔登(J.B.S.Haldne)和美国人莱特(S. Wright)。他们从理论上证明了,达尔文主义和孟德尔主义不仅不互相冲突,而且相辅相成。那些在野外做观察研究的生物统计学家所获得的进化论数据,都可以从遗传学原理推导出来。在孟德尔遗传学的基础上,自然选择可以完满地解释生物的适应性进化,根本不需要拉马克主义(拉马克主义这时候也已被证明是不可能的)。孟德尔遗传学正是达尔文梦寐以求的遗传学!这些理论研究工作,是在1918年开始,而在三十年代初基本完成的。1930年,费歇发表了《自然选择的遗传理论》;1931年,莱特发表了《孟德尔群体中的进化》;1932年,荷尔登发表了《进化的动力》。这三本经典著作,构成了现代进化论的理论基础。
但是这些理论研究,涉及到复杂的数学计算,不是一般的生物学家们所能理解的。而且只有理论没有实验,也很难被生物学家们所接受。因此,他们的研究工作,对当时的生物学界并没有产生太大的影响。直到生物学界出现了另一位伟大的科学家,他不仅有耐心去弄懂这些繁琐的数学计算,而且用实验来验证这些计算,他就是出身的美国遗传学家杜布赞斯基(T. Dobzhansky)。杜布赞斯基师从遗传学家契特维里科夫(S. Chetverikov)研究果蝇遗传学,1927年移民到美国(两年后他的老师被苏维埃逮捕,实验室被关闭)。他与莱特合作,以果蝇为实验材料证实了莱特的理论工作。1937年,杜布赞斯基发表了《遗传学和物种起源》。在这部继《物种起源》之后最为重要的进化论论著中,杜布赞斯基在理论上和实验上统一了自然选择学说和孟德尔遗传学,对博物学家和实验生物学家产生了巨大的影响,刺激了各个领域的生物学家都投身到进化论的研究当中来。
接下去的十年,是现代进化论硕果累累的十年。动物学家迈耶(E. Mayr) 把现代进化论应用于分类学研究,并提出了在地理变异和隔绝条件下新种产生的模型。古生物学家辛普森(G. G. Simpson)的研究表明现代进化论能够很好地被用于解释化石记录,而植物学家斯特宾斯(G. L. Stebbins) 则指出植物的进化同样能被现代进化论所解释。到本世纪四十年代,现代进化论已经被成功地应用于生物学的所有领域。1942年,朱利安·赫胥黎(进化论奠基人之一汤姆逊·赫胥黎之孙)发表《进化:现代综合》一书,综合了现代进化论在各个领域的研究成果,现代进化论也因此被称为“现代综合学说”,也即新达尔文主义。标志着这个伟大的综合过程的最终完成的,是1947年在普林斯顿成立了“遗传学、分类学和古生物学的共同问题委员会”。组成这个委员会的三十个学术权威代表着生物学的不同领域,但有着一个共同的观点:达尔文主义和孟德尔主义的综合。
五、没有止境的进化
1944年艾菲力(O. T. Avery)证明DNA是遗传物质,1953年华森和克里克提出DNA的双螺旋结构模型,生物学从此进入了分子时代。分子生物学的研究为生物进化这一科学事实补充了重要的新证据。它揭示了生物界在分子水平上的一致性,证明了进化论关于“所有的生物由同一祖先进化而来”的命题。同时,分子生物学为研究生物进化的过程和机理提供了强有力的工具。在以前,生物学家们只能通过古生物化石的研究和现存生物的形态结构比较确定各物种亲缘关系的亲疏,从而绘出种系发生树;现在,我们已完全可以在分子水平上,通过比较蛋白质的氨基酸序列或基因的核苷酸序列,不仅在总体上肯定了传统生物学的结果,而且使种系发生树的描绘更精确,达到了定量化的程度。
分子生物学的发展也使进化论的研究面临新的问题。1968年,日本遗传学家木村资生提出中性学说,认为在分子水平上,生物进化不受自然选择的作用,而是按一定的速率随机地突变,对生物的生存没有好处也没有坏处。木村在当时是根据蛋白质序列提出这个学说的,八十年代以来,DNA序列大量测定所得的结果表明DNA序列的改变更符合中性学说。有关中性学说的正确性和适用范围目前仍然没有定论。
在从前,自然选择的结果往往被认为导致产生对生物物种或群体有好处的适应性,这就是所谓“群体选择”。六十年代以来,生物学家越来越倾向于认为,“群体选择”很可能并不存在,自然选择产生的只是对个体有益的适应性,生物个体不会因为为了物种或群体的利益而放弃传递属于自己的基因,这就是“个体选择”。实际上,达尔文本人就是一个个体选择论者(虽然在当时很少有生物学家认同他)。他认为,社会性昆虫如蜜蜂中丧失了繁殖力的工蜂并非真正地“利他”,而是利己,因为一个蜂窝都是一个蜂后的直接后代,实际上就是一个个体。在性选择的研究上,我们也遇到了类似的问题。一些生物学家更进而认为,自然选择的作用单位不是个体,而是比个体更基本的基因,这就是引起很大争议的“自私的基因”假说。这个假说,在八十年代发现自私的DNA及自私的基因之后被越来越多的人所接受。
生物进化可以分成三个层次:微进化(生物群体中基因频率的改变)、新种生成和大进化(从一个类型到另一个类型的跃变,比如从鱼类进化到两栖类)。现代综合学说完美地解释了微进化和新种生成,并认为由微进化和新种生成的研究所得的结果可以进一步推广到大进化。但是一些生物学家对这个推论表示怀疑,他们认为生物大进化可能有属于自己的机理。按照他们的观点,生物新类型的产生是在生物胚胎发育过程中基因突变的结果。胚胎发育时的微小突变可以导致成体的巨大变化。最近发育生物学的研究似乎证明了这一点:如果在胚胎发育过程中,某种基因的表达速度变慢,就会使鱼鳍变成肢足。可以预见,随着发育生物学的发展,越来越多的大进化难题将被解决。
什么是生物塑化技术
生物塑化技术是一种将高分子化合物和真空物理学与生物学相结合的技术,用于处理、保存和研究生物标本。
生物塑化是一种可以把组织保存得像活体一样的特殊技术。它通过一种真空过程,用硅橡胶、环氧树脂等活性高分子多聚物对生物标本进行渗透,所用多聚物的种类,决定了浸透了的标本的光学性能(透明或不透明)和机械性能(柔软和坚韧)。
塑化技术可以使标本的表面保持其原有的状态,并可在显微镜水平保存细胞的结构,塑化标本干燥、无味、耐用,可以长久保存,且易于学习。
生物塑化技术,就是将生物体内的脂质和水分用液体硅橡胶最终取代的过程。其原理是,采用液态高分子多聚化合物作为生物塑化剂,替代细胞内的水分和脂质,经过聚合硬化,使之成为具有一定硬度和弹性的塑化标本。
利用生物塑化技术制作的生物体标本,干燥、无毒、无味,摆脱了浸泡式标本强烈的刺激性气味和对人体的伤害。这种标本结构清楚,感观性状良好,真实感强,保存期较长。
应用领域
生物塑化技术广泛应用于解剖学,结构精细,可以在完全自然的状态下研究局部结构。主要用于教学,多聚化乳胶标本不透明而且坚硬,用于考古中的木制品和厚的躯体断层。
环氧树脂标本用于薄的躯体和器官的断层,标本透明而且不同组织的颜色也不同,聚酯树脂共聚体用于脑的断层标本,它可以将灰质和白质明显地区别开,塑化技术不仅适用于人体标本,也适用于动物、植物标本的制作。
由于多聚物的良好的理化特性。硅橡胶标本可以有其独特的解剖结构显示方法。可以应用于医学教学,医学科研和科普宣传中,生物塑化技术还可以应用于考古学,人类学和生物学等研究领域中,有效地保存考古资料,人类学资料和稀有动植物的原貌,这对于科学研究是非常有利的。