一提到進化論，很多朋友第一印象就是“猴子”變成人，人是“猴子”來的。其實進化論不是單說人類起源，這是非常深奧的科學(xué)理論，進化論不能確切地告訴我們生命是如何在地球上起源的，但是它可以幫助我們理解生命，從起源開始是如何多樣化的，也就是說進化論能幫助我們，從世界各地的化石中了解古代生物是如何一步一步走到現(xiàn)在的。
地球上的生命，從單細胞變形蟲到海豚，再到人類，所有健康的動物和植物都可以繁殖。我們能擁有自己的后代，而后代其實就是自己的副本，我們通過復(fù)制自己的DNA并將該DNA傳給后代來做到這一點，這是生命繁衍的本質(zhì)。DNA是儲存在每個細胞內(nèi)的鏈，它可以告訴生物的后代如何生長，而海豚中的DNA信息不同于人類DNA，這就是為什么我們和海豚有著根本區(qū)別的原因。
DNA復(fù)制或DNA合成其實就是復(fù)制雙鏈DNA分子的過程，這一過程對所有生命都至關(guān)重要
世界上沒有完美的事物，DNA復(fù)制過程從本質(zhì)上講也不是完美的，有些錯誤會修改DNA的性質(zhì)，這就是我們所說的DNA突變。這些突變完全是在偶然情況下發(fā)生的，利用科學(xué)干預(yù)手段，我們可以制造生物的基因突變，但是正常過程的DNA突變是非常難以捉摸的。而一個物種的突變，經(jīng)過漫長時間，長期反應(yīng)下來將會影響所有的后代。
進化論是基因?qū)W，遺傳學(xué)，生物學(xué)，胚胎學(xué)，種群生物學(xué)，解剖學(xué)和生理學(xué)等學(xué)科得出來的重要觀點，進化論是一種科學(xué)理論，它的本意是說物種會隨著時間而變化。物種的變化有許多不同的方式，但大多數(shù)都可以用自然選擇的概念來描述。自然選擇是進化論的關(guān)鍵理論之一，自然選擇的研究方向就是把生物隨時間變化的證據(jù)以及原因結(jié)合在一起進行討論和研究。
地球上所有生命都有一個共同的祖先，被稱為LUCA，它生活在38億年前，2016年7月，科學(xué)家們報告從LUCA中鑒定出地球上所有生物的355個基因。在地球生命的進化歷史中，新物種的正常改變或者說突變，還有物種滅絕都可以通過共同的形態(tài)和生化特征集，或者說共享的DNA序列得到證明
從古希臘哲學(xué)家的時代起，人類就一直認為特征是由父母傳給后代的。在18世紀中期，Carolus Linnaeus提出了他的分類學(xué)命名系統(tǒng)，該系統(tǒng)將相似的物種組合在一起，暗示著同一組內(nèi)的物種存在著某種進化聯(lián)系。18世紀末，達爾文的祖父伊拉斯謨斯·達爾文提出物種會隨著時間的推移而變化，但在當時，達爾文和他的祖父都無法解釋它們是如何或為什么發(fā)生變化的。
后來，約翰·巴普蒂斯特·拉馬克成為了第一個公開聲明物種隨時間變化的人，雖然他的部分理論是錯誤的，比如當時拉馬克提出，后天獲得的性狀會遺傳給后代。而且當時拉馬克相信災(zāi)難論，他說進化是跟隨自然界的突然變化或者天災(zāi)進行的，之后詹姆斯·赫頓和查爾斯·萊爾用統(tǒng)一主義觀點反駁了拉馬克的論點。
圖片中的是類似馬動物的化石，已經(jīng)滅絕的動物梅里基普斯和普利奧希普斯與現(xiàn)在的馬有許多相似之處，所以科學(xué)家們認為它們是同一家族的成員。從骨骼化石可以看出，它們雖然也是馬，但是比現(xiàn)在大多數(shù)馬小得多，而且它們的腿和腳和現(xiàn)在的馬也有很大區(qū)別
世界上有許多證據(jù)支持進化論，而當時的達爾文則是依靠物種相似的解剖結(jié)構(gòu)將它們聯(lián)系起來，他還有一些化石證據(jù)，表明該物種的身體結(jié)構(gòu)會隨時間變化。當然，化石記錄是不完整的，但是這些化石也具有某種缺失的聯(lián)系。
利用當今的技術(shù)，還有許多其他類型的證據(jù)可以證明進化論，比如不同物種胚胎中的相似之處，也就是剛才我們說到的胚胎學(xué)，還有在所有物種中發(fā)現(xiàn)的相同DNA序列以及DNA突變在進化中所起的作用等等。進化論隨著時間的推移一直不斷發(fā)展，多年來科學(xué)家們的觀點一直在補充和糾正原有的進化論，但達爾文在1800年代提出的原則在今天仍然適用。
加拉帕戈斯雀是進化論中最著名的例子之一，達爾文在加拉帕戈斯群島上觀察到了四種雀科物種，它們的喙有很大不同。我們可以看到地面雀科的喙較厚，適合以松脆的種子和節(jié)肢動物為食，而鶯雀的喙則是細長的，以捕捉隱藏在樹葉之間的昆蟲，啄木鳥雀甚至可以用樹枝將節(jié)肢動物從樹洞中挖出來
達爾文當時觀察到，盡管一個物種中的個體具有相似之處，但是它們之間還存在著細微的差異。他當時還注意到自然界中的動物都在競爭，而優(yōu)勝者則常常是那些可以更快的適應(yīng)環(huán)境特征的動物，比如說它們比其他物種更強大，速度更快，更聰明或更具吸引力，這些生物更有可能繁殖并將其有用的特性傳給后代。適應(yīng)能力差的個體不太可能存活，其特征也不太可能被遺傳。
隨著時間的流逝，有助于生存的特征會變得越來越普遍，物種也會逐漸改變。如果有足夠的時間，這些小變化加起來就可以使一個新物種完全進化。1859年達爾文的《物種起源》一書中首次提出了自然選擇，書中闡述了生物由于可遺傳的DNA或行為特征變化的原因及過程。自然選擇理論是科學(xué)史上已經(jīng)被證實的最有價值的科學(xué)理論之一，得到了包括古生物學(xué)，地質(zhì)學(xué)，遺傳學(xué)和發(fā)育生物學(xué)在內(nèi)的多領(lǐng)域科學(xué)家的直接證據(jù)支持。
隨著工業(yè)革命時代的到來，城市內(nèi)的空氣充滿了煙塵，這使樹木和建筑物都被染成了黑色。所以較白的飛蛾比較深顏色的飛蛾更容易被發(fā)現(xiàn)，它們更容易被鳥類吃掉。隨著時間的流逝，環(huán)境的變化導(dǎo)致深色蛾變得越來越普遍
自然選擇理論也可被概括為適者生存，但是很多朋友沒搞清楚適者生存的“適”不是指物種個體擁有力量或某種能力，而是指整個群體的生存和繁殖的能力。當時達爾文不是太了解遺傳學(xué)，他觀察了進化的模式，但是他并不真正了解這種機制。隨后科學(xué)家們才發(fā)現(xiàn)了基因如何編碼，然后產(chǎn)生不同的生物突變或行為特征，以及基因如何從父母傳給后代，現(xiàn)代遺傳學(xué)已經(jīng)和達爾文的相關(guān)理論綜合起來，也被稱為現(xiàn)代遺傳學(xué)進化綜合論。
南方古猿化石樣本非常稀少，這張圖片中的化石遺骸名叫Lucy，這是南方古猿化石樣本中最著名的，其遺骸于1974年被發(fā)現(xiàn)，遺骸占她整個身體的40％，根據(jù)同位素測定法，該化石已經(jīng)有超過三百萬年的歷史
人類總以為自己是特殊的，所以人類起源和進化論在過去一直是主要問題，而現(xiàn)代DNA研究可幫助人類在地球生命中找到自己的位置?？茖W(xué)家們比較人類和其他動物的遺傳物質(zhì)后，發(fā)現(xiàn)人類和人類物種之間的DNA相差約0.1％，與黑猩猩的相差約1.2％，與大猩猩的相差約1.6％。然而非洲古猿的DNA和人類更相似，比黑猩猩和人類的DNA還要相似。當時達爾文預(yù)測，人類會從非洲其他猿類中分離出來，而現(xiàn)代研究也支持了他的假設(shè)。
進化特征的凸顯是非常緩慢的，不用說100年的有生之年，就連5000年前的人類和現(xiàn)在的差距也不大，不過這不代表人類沒有進化，現(xiàn)代城市生活顯然也影響著人類的進化。在當今世界的許多地方，由于某些地區(qū)生活條件不足，結(jié)果在這些區(qū)域生活的人類比其他區(qū)域人類抵御疾病的能力更高?；蛘哒f在西藏高原地區(qū)生活的人們將更能適應(yīng)高原氣候，這其實是一個道理。
之前發(fā)表的一項研究顯示，人類生活在城市環(huán)境下，“自然選擇”可能會幫助消除當今人類基因組中有害的突變。研究人員在一個215000人的DNA數(shù)據(jù)庫中，對800萬個常見突變進行了梳理。他們發(fā)現(xiàn)只有兩個有害的突變，包括與老年癡呆癥相關(guān)的APOE基因突變和與男性大量吸煙相關(guān)的CHRNA3基因突變，這表明“自然選擇”已經(jīng)幫助人類剔除了許多其他麻煩的突變。
過去，人的腦容量一直隨時間增加，腦容量和牙排列模式都在變化，但是現(xiàn)代人類的腦容量卻在減少
其實還有很多例子可以證明人類目前正在進化當中，比如前段時間我們都看到一個新聞?wù)f人類體溫正在逐漸下降。科學(xué)家們分析了過去200年患者們的體溫記錄，他們發(fā)現(xiàn)，平均起來每十年，人類體溫會逐漸降低0.05華氏度。
那么人類體溫為什么降低呢？體溫降低是什么不好的事情嗎？科學(xué)家分析體溫降低很可能與人類炎癥疾病減少和生活水平提高有關(guān)，在19世紀，許多常見的傳染病就會引起慢性炎癥，進而燃燒卡路里并增加一個人的新陳代謝率，這會提高身體溫度。由于人們不再與這些簡單的疾病抗爭，所以這種變化反映在了體溫中。
這是黑猩猩和現(xiàn)代人類股骨和掌骨骨小梁結(jié)構(gòu)的二維切片及其相關(guān)的分數(shù)值，小梁骨密度是現(xiàn)代人類和黑猩猩的不同之一
另外，在2018年的一項研究中，智人的骨骼在12000年前就開始變?nèi)趿?，也就是說密度變低了，強度也低了。研究發(fā)現(xiàn)，人類股骨小梁骨的多孔海綿狀組織的厚度和體積都減小了，這大約發(fā)生在人們剛開始耕種的時候。隨著農(nóng)業(yè)定居模式的發(fā)展，我們的飲食發(fā)生了變化，定期遷移行為也發(fā)生了變化，反過來，我們的骨骼變得更輕，也更脆弱。更少的游牧狩獵和更加穩(wěn)定的牲畜飼養(yǎng)模式，意味著人類對強健骨骼的需求量減少了。現(xiàn)代人每天坐辦公桌，我想未來人類的骨密度還會發(fā)生各種變化。
如果大家覺得這些事例都不夠明顯，還有一個非常有趣的例子，大家現(xiàn)在可以將小拇指與大拇指捏合在一起，就照我的手勢，然后稍微彎曲，可以發(fā)現(xiàn)中間有一條肌腱，這是人類祖先攀爬所需要的結(jié)構(gòu)，但是現(xiàn)在已經(jīng)有10%到15%的人沒有這個結(jié)構(gòu)了。這就證明隨著我們生活方式的改變，曾經(jīng)至關(guān)重要的部分也成多余的了，這也是人體解剖學(xué)對進化論的一個直接支持。
這其實就是進化論，我們包括整個星球的生命在過去一直在不斷適應(yīng)環(huán)境條件而進化。不過沒有肌腱結(jié)構(gòu)不意味著我們的能力差了，我們的身體會進一步進化，比如我們的腦容量雖然變小，但是我們沒有變笨反而聰明了，這證明進化是潛移默化的，它可以平衡我們乃至整個星球物種的能力。
進化論一直在發(fā)展與進步，它可以幫助人類自身了解過去，也可以幫助人類了解整個星球上的生命。隨著化石證據(jù)和其他領(lǐng)域的研究越來越多，進化論是否為真已經(jīng)不是主要問題，進化論如何更好的發(fā)展才是關(guān)鍵所在。未來進化論的相關(guān)研究將繼續(xù)，人類將繼續(xù)探索生命進化的奧秘。
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