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主题:【原创系列】不好意思, 请学生物的网友们来给俺科普一下 -- 衲子

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  • 家园 【原创系列】不好意思, 请学生物的网友们来给俺科普一下

    1. 关于

    【文摘】进化论是科学理论

    链接出处

    的问题:

    今天的进化论者,不管他们对自然选择的重要性的看法是多么的不同,有一点是共同的

    自然选择不是进化的唯一动力(虽然是重要的,也许是最重要的动力)。也就是说,自然选择在局部已被否证

    "...被否证" 这是typo吗? 另,"自然选择不是进化的唯一动力", 现在是否已有实验证据暗示了别的进化动力?

    2. 关于拉马克的用进废退理论

    大约十年前, 我从"Journal of Theoretical Biology"上看到一篇文章(忘了标题与作者名了, 反正俺不是生物专业的, 看过就忘了), 它从化学反应平衡的角度(即: 所有化学反应都是双向的, 如 A+ B <=> C+ D)推断原有的理解 DNA->RNA->Protein是不完全的, 而应该是 DNA<->RNA<->Protein(这三者的两两之间都有双向箭头). 所以该文认为拉马克的"用进废退"机制很可能还是有作用的, 虽然其概率非常非常小, 但只要允许这样一种机制的存在, 那么生物进化的速度可以加快很多, 相比于完全随机的基因变异的情况.

    现在生物学上对这个问题的主流看法是怎样的?

    关键词(Tags): #进化论#用进废退
    • 家园 【将YY进行到底】RNA是决定最终所造出的蛋白质结构的唯一

      因素吗?

      纵然氨基酸的序列是由RNA精确地指定, 但是蛋白质的构象还可能会有多种稳定的选择. Prion子是一个例子, 它的特殊性在于它能使得别的蛋白质也采纳它的构象, 从而失去其原有的功能. 那么, 还有没有不那么dramatic的例子尚未被人所了解的呢? 我是说, 蛋白质的构象并不能相互传染, 但是是由某种别的微妙的信号调制的.

      不知者无畏, 所以俺敢于乱仍瓦片. 哈哈

      • 家园 哈哈,很像我做TA的课。。

        “蛋白质的构象并不能相互传染, 但是是由某种别的微妙的信号调制的.”

        应该这样说,蛋白质的构像变化是由各种信号调节的,prion的“传染”方式是其中非常特别而少见的一种。

        事实上,蛋白的功能是由他们的结构决定的,细胞间或细胞内的许多信号通过修饰,改变蛋白的结构而调控他们的功能。“不那么dramatic的例子”已经成千上万的被发现了,呵呵。

      • 家园 RNA不能决定最终的蛋白结构

        实际上蛋白在合成后的修饰是如此复杂,以致于它的功能态常常在知道了其序列后很多年都还不清楚。最直接的表现就是受体蛋白,在接触到靶蛋白后许多就会改变结构以将这个信号传递到细胞内。

    • 家园 【再请教】诸如眨眼反射、先天性恐高症是如何形成的?

      以下的理解符合自然选择原理吗?

      1.眨眼反射

      当有异物逼近眼睛时,如果该动物不保护性地闭上眼睛, 那么很有可能它的眼睛会受到损害,丧失功能, 于是该动物的生存亦难以为继, 于是它的基因被传给下一代的概率便减小。 所以现今存在的(高等)动物都具有眨眼反射。

      2. 先天性恐高

      若某个(不能飞行的)动物不恐高,那么它便不知避免诸如悬崖,高树梢等‘危险’的地方,于是它有更大概率摔死,于是其基因流传下来的概率减小。 所以现今的那些种类的动物有相当多数会先天地恐高。

      上述理解对吗?还有没有别的机制可以使那些有利于本种族生存的行为能保持下来? 我的担忧是:如果单纯依赖基因随机突变加自然选择,是否能在这个看起来非常大的参数空间[1]中找到一个‘粗壮’的解?

      --------------

      [1]参数空间 指(高等)生物的所有的行为所构成的空间。

      关键词(Tags): #自然选择
      • 家园 胡乱解释一下恐高

        恐高固然可以导致摔死的几率大减而造成遗传概率上升,但也可以导致另外的一些的问题,导致概率下降。

        比如说,地球上平整的地方并不多,而多是丘陵,山地等。不恐高的话,相对性可利用的食物的范围要大,这是个极大减少的恐高遗传概率的因素。因为摔死的概率不过千分之一,百分之一。而在食物紧张的环境压力下,采食范围大可以导致非常显著的影响,百分之几乃至百分之十几。

        另外从动物分布上来讲。在山地生活的动物不应该有恐高,否则无法生存,在平原地带的动物,由于环境压力很小,恐高分布应该是成一种单纯概率分布,也绝不可能发生争先恐后恐高的局面。

        究其根本,环境对一个表型的影响是多种多样的,单纯列举一个影响非常小的负因素是没有意义的。

        恐高是不是有遗传控制恐怕还不一定。更何况即便是和遗传有关,也极大可能是由多基因控制的,换句话说,一个恐高表现很可能和复杂的其他生理表现联系在一起。即便恐高为一个正性的影响也可能导致其他方面负性的影响。决定遗传向哪个方向运动,要看环境整体性的影响。

      • 家园 靠学习, 不必遗传

        眨眼反射于婴儿就很弱。

        异物逼近眼睛时, 引起神经冲动, 神经递质(5-HT)释放,引起眨眼反射. 也可能扩瞳,不眨眼。

        能够知道什么是“高”是一种认知行为。先天性恐高这种提法有问题。

        • 家园 &quot;经典条件&quot;的研究中常用的兔子瞬膜/眨眼条件反射应该是先天

          形成的吧, 既然这叫作"unconditional response".

          由吹气或音调刺激(CS)所引发的眨眼(CR)才是被learned.

          在您"光电机械化学刺激及机体感受经过神经系统即可构成一个学习过程"的贴子中, 我所不明白的是:这样的学习通常需要一个令人不舒服的刺激作为反馈, 而若是靠眼睛受损来作为该反馈刺激, 那么代价也太高昂了. 所以眨眼反射由先天(基因)因素决定才合理.

          • 家园 学习的定义不同, 所指发育阶段不同, 非条件反射一样需要学习

            打字太慢, 有疏漏处还请自行查资料。

            一般而言,神经系统的发育建立在学习(learning)的基础上。 还未分化出神经细胞时,细胞接受化学信号诱导(induction), 如钙离子流(Calcium influx), 产生生物电(~微伏级), 从自发放电(spontaneous firing)开始, 渐变为有规则放电, 而后能够被诱导放电, 行成神经回路(circuit)。而后, 光电机械化学刺激及机体感受对调整增强神经突触联结(synaptic connection)及回路均有影响。 这是业内所称神经系统学习。非条件反射回路一样需要经过如许过程。

            以视觉反应为例, 如剥夺(deprive)初生动物(neonatal animal)的受光(light reception)机会(辟如自然光), 动物长大后有视觉障碍(visual dysfunction), 严重至完全无视觉。 Hubel & Wiesel 以此题获1976年Nobel。

            非条件反射的建立也可用此方法阻断。“先天”两字得慎而用之。

            刺激本身强度不必高。 Hubel & Wiesel 当年的实验, 只是将初生猫方入一般暗室。 5~6年前, Binns & Salt 还考录到屏蔽红外光的影响,实验结果就有显著差异。 对上太阳, 闭上眼睛, 你一样有光感。

            可参见“科学美国人”1992或1993中译本第一期:脑的专辑。

          • 家园 做了一点research

            眨眼是非条件反射。

            非条件反射是动物生下来就具有的对刺激作用反应的能力。是不需要大脑皮层参考的,在大脑皮层下的中枢即可完成的反射。

            非条件反射和趋性相似的是通过刺激产生定向的反应行为。但非条件反射与趋性不同点是反射不是整个身体的定向运动,而是身体的某一部分对某项单一刺激的定向反应。通常一种反射的反应方式有其先天的基础,这种先天的基础不受既往经验和特殊刺激的影响。非条件反射包括许多保护性反射,如搔痒、擦拭和躲避反射,眨眼和瞳孔反射,喷嚏、咳嗽和呕吐反射,维护肌肉恒定长度的反射如膝跳反射、控制平衡及姿势的反射。反射必须通过神经系统完成,没有神经系统的原生动物对刺激作出的反应是通过原生质完成的,所以没有反射,原生动物对刺激作用的反应只能称为应激性。反射是应激性高度进化的产物。

            所以应该如你所说是先天的,有非条件反射的好处很明显,也如你所说“靠眼睛受损来作为该反馈刺激, 那么代价也太高昂了”,所以这个就只能反馈到对物种自然选择的层次,而不是个体的学习了。

        • 家园 同意。

          但也不是和遗传,进化一点关系也没有。可以说脑的出现和其功能的扩展肯定是在一定选择压力下被固定下来的。

          “还有没有别的机制可以使那些有利于本种族生存的行为能保持下来?”

          自从有了能学习的大脑和不需要遗传的信息(例如书籍)“有利于本种族生存的行为”就在很大程度上不必通过消灭不具备这些行为的个体而保持下来了。

        • 家园 我之所以问这两个例子就是因为我猜它们不能全靠后天学习

          "眨眼反射于婴儿就很弱."

          这可能是因为婴儿的各种神经回路发育尚不成熟吧, 并不一定意味着眨眼反射是后天学习的. 因为这不象学骑自行车或学打棒球, 若眼睛已经被异物伤害, 多半是不可逆的, 懊悔莫及, 没有第二次机会了.

          确实有许多人"天生"就恐高(当然有些人是因为幼年的创伤所致), 这似乎不是学习来的, 多半是基因或其它因素决定的.

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