生物进化的基本原理
生物进化理论必须解决的问题。生物进化的理论就是要去探索,基因形成与变异的来龙去脉,这是生物进化理论必须要解决的问题。只是为了解释生物的进化现象建立的学说,那不是真正的生物进化理论。要揭开生物进化的神秘面纱,并构建起生命科学核心问题的理论体系;如果不能在生物进化的基本原理上取得重大突破,构建生命科学核心问题的理论体系,就会成为一句空话。自从达尔文发现生物进化现象,已经过去一百六十多年,生物进化理论的研究一直徘徊不前,主要就是这个原因。
原始生命必须具备的基本特征。生命的最基本特征是自我复制与适应环境,不能自我复制生命就无法延续,不能适应环境就生存不下去。因此,这是最原始生命体必须具有的基本特征。现在公认的说法是,最原始的生命体为一小团RNA。实现生命两个基本特征的遗传信息应该至少包含有两个基因,自我复制的基因与适应环境的基因。自我复制RNA就能完成,适应环境需要RNA合成蛋白质来完成。原始生命具备了这两个基本特,就能够向前进化了。进化总的方向是由简单到复杂由低级到高级,生物进化的规律是“生物努力的方向决定生物进化的方向”,生物进化的动力是更好地适应环境。
性状改变的生物进化原理。生物进化现象是性状改变的定向积累,关于这个结论,只要稍微留心观察认真分析生物进化的表面现象,就能得到这个结论;然而一百六十多年过去了,这一结论才被概括归纳出来。依据这一结论,稍微进行逻辑推理就能得到生物进化的规律。生物的努力能够引起生物性状的改变,这种性状的改变能够形成遗传信息;生物进化是生物努力性状改变的定向积累,生物的遗传信息是记录生物进化过程的载体,并通过胚胎发育过程再现生物进化的历程。因此可以说,生物进化规律既是对生物进化现象的概括归纳,也是生物进化原理的具体表现形式。
生物进化规律的实现,依赖于生物进化规律的物质基础与底层逻辑。生物能够进化依赖生物进化规律的物质基础,构建生物进化理论依赖于生物进化规律的底层逻辑。
分子层面的生物进化原理。这个原理主要依赖于生物进化规律的物质基础与底层逻辑。蛋白质是生命的存在形式,蛋白质的生化特性使物质具有了生命特征。我们知道生物依据环境做出的努力会引起性状的改变,性状的改变由蛋白质组成结构的改变来体现;蛋白质组成结构的改变就意味着蛋白质携带遗传信息的改变,蛋白质携带的遗传信息一旦发生改变,就会启动逆翻译功能;这样改变了遗传信息,就会沿着蛋白质合成遗传信息传递的反方向,将改变了的遗传信息传递到DNA上形成遗传。这样就使中心法则成为既完整又完美的中心法则。因此完全可以这样说,如果不是蛋白质的生化特性,生物就无法获得进化需要的遗传信息。这就是发生在分子层面的生物进化过程。
随机基因突变促进生物进化存在自相矛盾。如果是随机基因突变引起生物的进化,那生物的进化方向就会具有随机性;既然进化具有随机性,那进化的方向就不确定,只要能够生存下来,生物就会朝着不同的方向进化;而且也会朝着进化的反方向返回原来的简单生命体,因为这样也是能够适应环境继续生存下去的。如果是这样,不但不能形成稳定的物种,而且还会使生物进化发生倒退。而实际上这些现象并没有发生,这是因为生物的进化方向不具有随机性,而与生物努力的方向有关。
生物进化规律对实践的指导。理论的重要意义在于对实践的指导,这是理论的实用价值。依据生物进化的基本原理,就能够设计实验检验细胞膜的形成过程,也可以检验生物某些性状(如细菌耐药性)的形成过程。
有了生物进化的基本原理,生命科学核心问题理论体系的框架,就能够搭建起来了,这样就能够建立起生命科学核心问题的理论体系。
21世纪是生命科学与人工智能高度融合的时代,如何科学地进行高度融合需要在跨学科方面取得重大突破;一旦在这方面取得重大突破,将会得到一系列的重大发现。因此,这是当前科学研究的重点与方向。
提示:参阅生物进化规律的物质基础与底层逻辑。
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