1)生命的起源
一、米勒的实验:
米勒在他的实验中假设在生命起源之初大气层中只有氰气,氨气和水蒸气等物,其中并没有氧气等,当他把这些气体放入模拟的大气层中并通电引爆后,发现其中产生了些蛋白质,而蛋白质是生命存在的形式,因此他认为生命是从无到有的理论将可确立了。证明生命是进化而来的。
但米勒的实验也有很多的疑点,例如所使用的能量大小,不同气体的配合等 虽然都产生了氨基酸、醣类等物质,但仍不能证明这就是生命的起源。因为他所假设的大气层不能证明是原始的大气层,所得的结果就是不确定的。米勒本身也承认他的实验与自然界生命起源相距仍很遥远。并且现代科学发现在火星上有氧气存在却没有生命,那么米勒假设大气层中没有氧气存在故没有生命之说就不成立,因此无法证明生命起源是由单细胞进化而来的。
二、DNA的形成:
在1953年科学家发现了DNA双螺旋结构之后,解开了遗传基因的秘密。因为基因正是DNA中的一环,由DNA转化为RNA再衍变为氨基酸,而蛋白质即由氨基酸所构成,因此知道这DNA的不同组合产生不同的物质。这转换的过程中又需要很多蛋白质的配合,所以我们可以知道若要DNA自己组合形成一个细胞的可能性微乎其微。
生命的基本特性需具有新陈代谢与繁衍的功能,因此更可以确定地说,无机物不可能转变成有机物。一个生命的细胞不可能从无变有。这一定是由神创造而开始的。
三、化石中找不到生命进化的证据:
如果达尔文的进化论是可信的,一切生命是由无机物到有机物,是由单细胞变为多细胞,进而由低等动物进化到高等动物的话,那么在化石中应可以找到证据,但事实却不是这样。
在寒武纪之前也就是大约六亿年之前,地层理根本找不到任何化石,而在寒武纪初期,又发现了很多的化石,这被称为寒武纪生命大爆炸。这一发现是无法以进化论来解释的。因为所有发现的动物化石都没有进化的次序可循。
1984年在中国的澄江渠发现的一批化石群更是证实了在寒武纪之前没有任何生命的迹象,并且这群化石也再次证实了这些生物没有所谓的进化痕迹。
四、地球的生命来自外星球?
一连串的生物化石证明虽然强而有力地证实了达尔文进化论的不确定性,但仍有一群科学家不愿意接受神创造宇宙的信仰,而提出地球的生命是由外星球而来的,可能由陨石带来生命的细胞以致发展到整个地球生命的存在。
1996年美国太空总署发表一篇报告说,他们在南极的一颗陨石上发现了一些迹象,显示这陨石来自火星,并在火星可能有生命存在。但是很多科学家也提出疑问:〔1〕这块陨石落在南极已有一万叁千年之久,这陨石上的生命迹象是直接来自火星,还是在落到地球之后的一万叁千年之中的地球上的生物化石呢?〔2〕以目前的研究发现,火星上没有适合生命生存的生态环境。
并且,目前科学研究也发现在太阳系的行星中只有地球有适合生命生存的环境。因此,说地球生命是由外星球而来的理论,在目前不能被证实。若在将来即使证实了地球的生命来自外星球,那么外星球的生命又从何而来呢?所以,从根本解释,一切的生命都是来自神的创造,这是不可置疑的。
2)宇宙的起源
一、宇宙不是永恒的:
从上一课热力学的第一、第二定律,我们知道了宇宙不是永恒的,它是有始有终的。宇宙不能自己开始,乃要有一个超自然的力量使它开始,那就是自有永有的神。神创造了宇宙。
二、大爆炸理论:
所谓大爆炸理论,简单地说就是宇宙开始的时候是由一个火球爆炸而形成的。近代科学研究发现宇宙不是永恒的,而是在不断的膨胀中。宇宙的不平衡现象最早是由一位德国的医生发现的。他在夜空观查星星时发现,每个星球间的距离并没有因为万有引力的关系而彼此靠近。那么,在星球之间必定存在另一种力量抵消了它们彼此之间的万有引力。他就把这现象假设为宇宙在不断地膨胀。
后来科学家们又发现了红移现象,就是远距离星球射向地球的光以红光为多,近距离的则以紫光为主。这说明了星球在远离地球。接着爱因斯坦提出了广义相对论,他提出加速度不等于零的理论,其中即包含了宇宙膨胀的学说。1931年,美国天文学家以先进的天文望远镜发现,在银河系外仍有很多银河系,并且在不断地膨胀,这才使得宇宙膨胀的理论得到证实。
到了40年代,科学家们预测宇宙是由大爆炸产生的,那么它爆炸之后必定会有残馀物质留在太空之中。这遗留的物质就是电子波〔辐射波〕,其所代表的温度约为零下273度。这假设在当时并没被证实。在60年代时,贝尔实验室的科学家为电讯研究架起天线时发现一直听到噪音,而这噪音所代表的温度为零下260度左右。在此同时普林斯顿大学的物理学家们也在凭理论找寻大爆炸后的馀波,后来这两组工作研究联合表示,这天线所收到的噪音即为大爆炸后的馀波,其温度约为零下270度,这一发表证实了大爆炸的理论。
以大爆作为宇宙开始的说法仍需进一步的求证,因为宇宙在大爆炸后如何能维持这么的有次序是没有人能解释的。我们目前只能证实说,宇宙是由创造而来的,不是由进化而来的。宇宙是在不断的膨胀中,其它的学说则仍有待证实。
三、大爆炸理论的超然性质:
由于大爆炸理论可以解释宇宙的膨胀,并且各样研究的数据都与实际情况相符合,因此大爆炸理论为世人所接受。这理论的观点、推理等包含了许多超自然规律的性质,我们列举如下:
1. 宇宙从无变有不符合热力学定律:
科学家认为在大爆炸前宇宙是没有物质、能量、时间、空间的,一切都是从无变有的。这不符合热力学的第一定律,因为第一定律是说物质或能量只能由一种形式转换为另一种形式,它不可能从无变有。
2. 原始火球熵质最高不符合热力学的第二律:
热力学第二定律指出,一个过程的进行在自然情况下是由熵度低的向熵度高的方向发展,即由一个不均衡的状态进入一个均衡的状态,而大爆炸理论是由一个熵度极高的均衡状态发展成不均衡状态,与热力学定律完全相反。
3. 宇宙膨胀的速度应保持均衡:
因为如果膨胀的速度太慢,万有引力等定律就不能成立 若膨胀得太快,则星球不能存在。科学家们计算出宇宙的膨胀速度应保持在(1/10)的56次方之精确度,并且指出膨胀速度是远超过光速的。根据爱因斯坦的相对论,我们知道光速是一个物质的极限。又根据质能互变原理,当一个物体的速度达到跟光速一样时,它的质能则为无穷大,这是一件不可能的事。并且发现在大爆炸的瞬间宇宙温度为10的32次方摄氏度,在这样的温度下,所有的物质都会被熔解,不可能存在,这些都是在自然情况下无法解释的。
4. 大爆炸遗留的微波辐射高度均匀:
1992年,美国的太空卫星收集到遗留的微波,发现它们之间的辐射高度是相当均匀的,那么对大爆炸后所产生的元素、物质甚至整个宇宙的不均匀现象无法解释。
由上四点,我们已能证明出宇宙有一个开始,且是超自然的开始,这一切是进化论模式所无法解释的。但若用创造论模式则很明显易懂:宇宙是由神所创造,他用他的大能、超自然的大能托住整个宇宙。
四、宇宙的起源与科学家的信仰:
1. 爱因斯坦理论的反应:当红移现象最早产生的时候,科学家发现了宇宙膨胀理论。进而爱因斯坦的相对论也证实了宇宙膨胀的理论,但爱因斯坦起初不愿承认,而设立了一个宇宙常数。最后他公开承认了宇宙膨胀理论的失误。
2. 宇宙衡态论:当宇宙膨胀理论被确定之后,仍有一批科学家提出了宇宙衡态论,即认为宇宙膨胀之后,随时有物质加入,如氧气等,以填补宇宙因膨胀产生的空间,使宇宙的密度不变。他们以此解释宇宙没有一个开始,这是科学家们不愿接受宇宙创造论的辩词。
3. 循环论的假说:即一群科学家提出他们接受宇宙膨胀的理论,但他们假设当宇宙膨胀到一个限度时,因万有引力的关系,宇宙又开始收缩,使密度温度升高到原始火球形态,又产生大爆炸,如此不断地重复。因此他们假说宇宙仍是没有开始的。这些假说在热力学中都不能被承认。
综合以上的科学证实,有一群科学家说人类不得不承认有神的存在,并称颂神的作为使宇宙一切都这么有次序地运行着。
3)生命的起源
地球在宇宙中形成以后,开始是没有生命的。经过了一段漫长的化学演化,就是说大气中的有机元素氢、碳、氮、氧、硫、磷等在自然界各种能源(如闪电、紫外线、宇宙线、火山喷发等等)的作用下,合成有机分子(如甲烷、二氧化碳、一氧化碳、水、硫化氢、氨、磷酸等等)。这些有机分子进一步合成,变成生物单体(如氨基酸、糖、腺甙和核甙酸等)。这些生物单体进一步聚合作用变成生物聚合物。如蛋白质、多糖、核酸等。这一段过程叫做化学演化。蛋白质出现后,最简单的生命也随着诞生了。这是发生在距今大约36亿多年前的一件大事。从此,地球上就开始有生命了。生命与非生命物质的最基本区别是:它能从环境中吸收自己生活过程中所需要的物质,排放出自己生活过程中不需要的物质。这种过程叫做新陈代谢,这是第一个区别。第二个区别是能繁殖后代。任何有生命的个体,不管他们的繁殖形式有如何的不同,他们都具有繁殖新个体的本领。第三个区别是有遗传的能力。能把上一代生命个体的特性传递给下一代,使下一代的新个体能够与上一代个体具有相同或者大致相同的特性。这个大致相同的现象最有意义,最值得我们注意。因为这说明它多少有一点与上一代不一样的特点,这种与上一代不一样的特点叫变异。这种变异的特性如果能够适应环境而生存,它就会一代又一代地把这种变异的特性加强并成为新个体所固有的特征。生物体不断地变异,不断地遗传,年长月久,周而复始,具有新特征的新个体也就不断地出现,使生物体不断地由简单变复杂,构成了生物体的系统演化。
地球上早期生命的形态与特性。地球上最早的生命形态很简单,一个细胞就是一个个体,它没有细胞核,我们叫它为原核生物。它是靠细胞表面直接吸收周围环境中的养料来维持生活的,这种生活方式我们叫做异养。当时它们的生活环境是缺乏氧气的,这种喜欢在缺乏氧气的环境中生活的叫做厌氧。因此最早的原核生物是异养厌氧的。它的形态最初是圆球形,后来变成椭圆形、弧形、江米条状的杆形进而变成螺旋状以及细长的丝状,等等。从形态变化的发展方向来看是增加身体与外界接触的表面积和增大自身的体积。现在生活在地球上的细菌和蓝藻都是属于原核生物。蓝藻的发生与发展,加速了地球上氧气含量的增加,从20多亿年前开始,不仅水中氧气含量已经很多,而且大气中氧气的含量也已经不少。细胞核的出现,是生物界演化过程中的重大事件。原核植物经过15亿多年的演变,原来均匀分散在它的细胞里面的核物质相对地集中以后,外面包裹了一层膜,这层膜叫做核膜。细胞的核膜把膜内的核物质与膜外的细胞质分开。细胞里面的细胞核就是这样形成的。有细胞核的生物我们把它称为真核生物。从此以后细胞在繁殖分裂时不再是简单的细胞质一分为二,而且里面的细胞核也要一分为二。真核生物(那时还没有动物,可以说实际上也只是真核植物)大约出现在20亿年前。性别的出现是在生物界演化过程中的又一个重大的事件,因为性别促进了生物的优生,加速生物向更复杂的方向发展。因此真核的单细胞植物出现以后没有几亿年就出现了真核多细胞植物。真核多细胞的植物出现没有多久就出现了植物体的分工,植物体中有一群细胞主要是起着固定植物体的功能,成了固着的器官,也就是现代藻类植物固着器的由来。从此以后开始出现器官分化,不同功能部分其内部细胞的形态也开始分化。由此可见,细胞核和性别出现以后,大大地加速了生物本身形态和功能的发展。
生命的起源
关于生命起源的问题,很早就有各种不同的解释。近几十年来,人们根据现代自然科学的新成 就,对于生命起源的问题进行了综合研究,取得了很大的进展。
根据科学的推算,地球从诞生到现在,大约有46亿年的历史。早期的地球是炽热的,地球上的一切元素都呈气体状态,那时候是绝对不会有生命存在的。最初的生命是在地球温度下降以后,在极其漫长的时间内,由非生命物质经过极其复杂的化学过程,一步一步地演变而成的。目前,这种关于生命起源是通过化学进化过程的说法已经为广大学者所承认,并认为这个化学进化过程可以分为下列四个阶段。
从无机小分子物质生成有机小分子物质 根据推测,生命起源的化学进化过程是在原始地球条件下开始进行的。当时,地球表面温度已经降低,但内部温度仍然很高,火山活动极为频繁,从火山内部喷出的气体,形成了原始大气(下图)。一般认为,原始大气的主要成分有甲烷(CH4)、氨 原始地球的想象图
(左)原始大气(右)有机物形成
(NH3)、水蒸气(H2O)、氢(H2),此外还有硫化氢(H2S)和氰化氢(HCN)。这些气体在大自然不断产生的宇宙射线、紫外线、闪电等的作用下,就可能自然合成氨基酸、核苷酸、单糖等一系列比较简单的有机小分子物质。后来,地球的温度进一步降低,这些有机小分子物质又随着雨水,流经湖泊和河流,最后汇集在原始海洋中。
关于这方面的推测,已经得到了科学实验的证实。1935年,美国学者米勒等人,设计了一套密闭装置(下图)。他们将装置内的空气抽出,然后模拟原始地球上的大气成分,通入甲烷、氨、氢、水 米勒实验的装置
蒸气等气体,并模拟原始地球条件下的闪电,连续进行火花放电。最后,在U型管内检验出有氨基酸生成。氨基酸是组成蛋白质的基本单位,因此,探索氨基酸在地球上的产生是有重要意义的。
此外,还有一些学者模拟原始地球的大气成分,在实验室里制成了另一些有机物,如嘌识、嘧啶、核糖,脱氧核糖,脂肪酸等。这些研究表明:在生命的起源中,从无机物合成有机物的化学过程,是完全可能的。
从有机小分子物质形成的有机高分子物质 蛋白质、核酸等有机高分子物质,是怎样在原始地球条件下形成的呢?有些学者认为,在原始海洋中,氨基酸、核苷酸等有机小分子物质,经过长期积累,相互作用,在适当条件下(如吸附在粘土上),通过缩合作用或聚合作用,就形成了原始的蛋白质分子和核酸分子。
现在,已经有人模拟原始地球的条件,制造出了类似蛋白质和核酸的物质。虽然这些物质与现在的蛋白质和核酸相比,还有一定差别 ,并且原始地球上的蛋白质和核酸的形成过程是否如此,还不能肯定,但是,这已经为人们研究生命的起源提供了一些线索;在原始地球条件下,产生这些有机高分子的物质是可能的。
从有机高分子物质组成多分子体系 根据推测,蛋白质和核酸等有机高分子物质,在海洋里越积越多,浓度不断增加,由于种种原因(如水分的蒸发,粘土的吸附作用),这些有机高分子物质经过浓缩而分离出来,它们相互作用,凝聚成小滴。这些小滴漂浮在原始海洋中,外面包有最原始的界膜,与周围的原始海洋环境分隔开,从而构成一个独立的体系,即多分子体系。这种多分子体系已经能够与外界环境进行原始的物质交换活动了。
从多分子体系演变为原始生命 从多分子体系演变为原始生命,过是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段,它直接涉及到原始生命的发生。目前,人们还不能在实验室里验证这一过程。不过,我们可以推测,有些多分子体系经过长期不断地演变,特别是由于蛋白质和核酸这两大主要成分的相互作用,终于形成具有原始新陈代谢作用和能够进行繁殖的原始生命。以后,由生命起源的化学进化阶段进入到生命出现之后的生物进化阶段。
关于生命起源的化学进化过程的研究,虽然进行了大量的模拟实验,但是绝大多数实验只是集中在第一阶段,有些阶段还仅仅限于假说和推测。因此,在对于生命起源,问题还必须继续进行研究和探讨。
蛋白质和核酸是生物体内最重要的物质。没有蛋白质和核酸,就没有生命。1965年,我国科学工作者人工合成了结晶牛胰岛素(一种含有51个氨基酸的蛋白质)。1981年,我国科学工作者又用人工的方法合成了酵母丙氨酸转运核糖核酸(核糖核酸的一种)。这些工作反映了我国在探索生命起源问题上的重大成就。
希望对你有所帮助,祝你成功!
浅谈进化
摘要:虽然达尔文的《物种起源》已经发表了一百多年,而且自本世纪中叶以来,无论达尔文及达尔文主义的研究,还是进化生物学本身,都取得了飞速的发展。但是目前不少国人在对进化的认识上依然存在着严重的误解,有些误解源自恩格斯关于进化的论述。例如将进化视作进步,以及依然认为生物进化是生物从低等到高等的变化等等。这种看法并非真正的达尔文主义,也与现代的进化观相去甚远。
关键词:进化 进步 达尔文主义
1959年,美国著名遗传学家H.J.穆勒在纪念达尔文《物种起源》发表一百周年的一次会议上,针对百年来人们对于达尔文进化理论的简单、片面的理解,以及进化理论发展的迟缓,发出了这样的感叹:“一百年来没有达尔文也是一样的”。[1]时间又过去了37年,我想, 如果穆勒在天之灵有知达尔文主义和进化理论在当前中国的状况,他还会发出相同的感叹。
姑且不论中国当前对于达尔文主席和进化理论的研究、教学方面的忽视〔1〕, 就是对于达尔文主义和当代生物进化理论的理解和接受方面,我们也远远落后于欧美。再具体一些,对于什么是进化这一进化论中最基本的问题,不少人的认识和理解依然停留在一百年前的水平,其中当然不乏误解。《自然辩证法通讯》1995年第4 期上的“论恩格斯关于物质形态进化的学说”便为我们提供了这样一个例证(以下引注此文时,只注页码)。然而,正如我们下面将要看到的,在中国目前有不少人持有与该文作者相同或相近的观点。因此,我们就进化问题的讨论便具有了普遍性的意义,它不是针对某人,而是针对问题本身的。
一
“论恩格斯关于物质形态进化的学说”一文中提出,“进化与事物的革命性变革、上升发展、相互转化等概念是一回事”。并且认为这“首先是客观的事实”,“所以,从语义学上讲,‘进化’者‘前进变化’之简谓也”。(第23页)
从汉语的语义学角度看,“进化”确实能使人产生“前进变化”的联想。但是这样理解显然是望文生义。因为“进化”(evolution )是一个纯粹的外来语,又有译作“演化”的(笔者认为,根据现代的进化生物学,“演化”是比“进化”更贴切的译法),它的词根“evolv ”的拉丁语含义是“滚动”的意思。据《牛津英语辞典》,“进化”一词于1670年首次使用在生命科学中,但直到19世纪初叶,“进化”这个词基本局限于胚胎发生学中,大致用来表达胚胎发育中潜能的“展露”(unfolding),即表达胚胎的有机发育。〔2〕
这也是为什么拉马克、达尔文这两位科学进化理论的创始人很少使用“进化”一词的原因之一,因为容易与当时人们熟悉的“进化”用法混淆。 在表述生物的进化时, 拉马克更多更明确使用的是“转形”(transformisme ), [ 2] 而达尔文则经常使用“带有饰变的由来”(descent with modification)。(〔3〕、〔4〕,p.34)
在达尔文时代,使用“进化”一词最响的并不是达尔文,而是赫伯特·斯宾塞。不过斯宾塞的“进化”用法并不是严格意义上达尔文理论的含义,而是带有前进变化的含义,并且主要通过他,“进化”一词被广泛用于社会科学中。[5]
即使从理论的内涵上看,拉马克和达尔文的进化理论也并不完全含有“革命性变革、上升发展、相互转化”的意思。
首先应该指出的是,“革命性变革”或“革命性变化”在18世纪末19世纪初的生命科学领域中有其特定的含义。灾变论的创始人乔治·居维叶正是使用“革命”(revolution)这个词来说明地层中脊椎动物的不连续性,说明地质史上生物的灾变。(〔5〕,pp.106—112)。而拉马克和达尔文理论很少的共同点中就包括他们都明确反对“灾变”(或按当时的用词“革命性变化”)的观点,他们都信奉赫顿的箴言“自然中没有飞跃”,达尔文则更是一位坚定的“均变论”者。[6] 而恩格斯的“自然界完全由飞跃所组成”的观点表明他并没有汲取当时的最新科学成果来看待自然变化的连续性与间断性。〔3〕此外, 拉马克和达尔文从未提出过生物的进化是“相互转化”的观点。试以一个简单的例子,按照拉马克、达尔文的进化理论,哺乳动物起源于爬行动物,如果进化是相互转化的话,也就意味着,哺乳动物中还会发源出爬行动物。自然界中根本就没有这种相互转换的生物进化例证。至于生物进化是否是“上升发展”的观念,在拉马克的理论中确有这样的含义,在达尔文的进化理论中则几乎没有。
现代主流的科学进化理论秉承达尔文主义的传统(即综合进化理论,又被称作新达尔文主义),结合了现代的遗传学、系统分类学、古生物学、胚胎学、生态学、动植物地理学、动物行为学等成果,对于生物的进化有了更新更透彻的理解。无论按照综合进化论的重要代表人物之一迈尔所下的并且被广泛使用的“进化”定义,“进化是适应的改变和生物群体多样性的变化”,还是按照许多遗传学家所坚持的“进化是群体中基因频率的变化”的“进化”定义〔7〕pp.162—163),“进化”的科学含义中都不存在“革命性变革”、“上升发展”或“相互转化”的意思。亦即,从语义上看,“进化”不等于“前进变化”。
二
“论恩格斯关于物质形态进化的学说”一文中提出,“在这个〔指达尔文的〕进化学说看来,生物的变化就决不只是种类和数量的简单变化,即是一个由低级到高级,从简单到复杂的前进发展过程。……‘进化’概念的科学含义,就是指事物由低级到高级的不断演变、转化、发展”(第23页)。持有相同进化观的人在中国为数不少。这一点,仅从十几年来的几本高校自然辩证法教材中就可以看出来。1979年人民教育出版社的《自然辩证法讲义(初稿)》中就指出:“进化论用大量的事实……揭示了生物……从低级到高级发展变化的自然图景”(22页),动植物都经历了“从低等到高等的发展”(71页);1984年吉林人民出版社出版的舒炜光主编的《自然辩证法原理》中也说:“在生物进化的过程中,是经历了从低级向高级的方向发展”(478页); 而东北大学出版社最新出版的(1995年)陈昌曙主编的《自然辩证法概论新编》中依然认为生物的进化存在着从低级到高级的方向性(80—82页)。此外,在人民出版社1983年出版的《自然辩证法论文集》中我们看到,即使象方宗熙这样从事多年生物进化教学和研究的学者也从低级和高级的角度看待生物的进化(258页)。这种观点显然是对达尔文进化学说的曲解。
达尔文的进化理论具有很丰富的内涵。[8] 他将生物的进化看作生物(确切地说是物种)的趋异化过程,在这一过程中,生物发生了从简单到复杂的变化,结果是生物多样性的增加。达尔文认为生物的进化是一两个阶段的过程。第一阶段是随机(不定向)变异的产生,这完全是一个偶然性的过程。第二阶段是自然选择的作用,结果使适应的变异保留了下来,而不适应的变异被淘汰(〔3〕,pp.80—81),这个阶段可以视为定向的和必然性的过程,但衡量的标准只是生物的适应。在达尔文看来,适应是生物进化最终结果。在这样一种理论柜架中,偶然性与必然性真正达到了统一。现存生物以及人类的出现是生命演化长河中无数偶然性,以及每一阶段、每一特定时间、特定环境中自然选择作用的结果,并非“物质的本性”决定了必然“发展出能思维的生物”(《自然辩证法通讯》1995年第4期第25页)。同样,对比之下, 恩格斯所谓“太阳系、地球可能要毁灭,但还会重新出现新的集结运动过程,星球、生物、人类还会重新出现”显然缺乏事实和理论依据,只能算是幻想。此外,按照达尔文的进化理论框架,生物“从低级到高级的前进”进化观也显得毫无必要。再者,“低级”,“高级”、“前进”都是人类中心说的判定标准。达尔文理论的一个重要特征就在于其中彻底的唯物论内涵,包括完全抛弃人类中心说的判定生物是否进化的标准。这也正是达尔文理论与前人的进化理论及西方传统观念的一个明显的区别,[9]同时也是他迟迟不发表自己进化观点(推迟了20年)的顾虑所在和他的理论最终引起很大争议的原因所在。(〔4〕,pp.21—27)
生物,乃至整个自然界,存在着低级与高级之分,这种观点可以追溯到柏拉图的理念论,并且在亚里士多德那里得到进一步的完善,从而形成“自然等级”(scala naturae)的理论。 亚里士多德认为自然界中的万物根据其质料因和形式因可以划分出不同的等级,并构成静止不动的自然等级。在这个等级中,无机物是低级的,有机物是高级的;而在有机物中,植物是低级的,动物是高级的,人类则是最高级的。这种观念在中世纪后期与经院哲学和世俗的社会政治理论结合了起来,成为基督教教会和封建贵族解释社会等级差别的理论依据。到了17—18世纪,亚里士多德的自然等级观念被改造成为“存在的巨大链条(The GreatChain of Being)[10],并且越来越多的人认为这个链条之间的环节并非固定不变的。到了18世纪后期,存在的巨大链条不是静止不动的,其中存在进步(或前进)变化的观点已广为人知。[10]、[11]
拉马克的进化理论正是按照这样的理论框架形成的。拉马克承认自然界中存在从低级生物到高级生物这样一个等级序列,其中人类是最高级的。但拉马克认为这样一个序列并不是静止不动的,而是存在着进步(或前进)式进化变化,即链条的每个环节都会发生本质性改变,明确地说,物种本身会发生改变,变化的趋势是从简单到复杂,从低级到高级(〔2〕,p.60)。这是不同于莱布尼茨等人观点的重要地方, 莱布尼茨等所提出的生物潜能的展露并不涉及生物的本质变化。在谈到生物进化的机制时,拉马克提出,除了环境的作用、获得性遗传、用进废退、自然发生外, 还有生物内在的向着完善的驱动力(intrinsic drivetoward perfection)(〔12〕,pp.222—250)。应该指出的是,19世纪下半叶流行欧美的社会达尔文主义中就包含了许多拉马克理论的成份,如获得性遗传、环境对生物变异的直接作用、用进废退和生物具有向着完善进步进化的内驱力等。(〔5〕,pp.266—274)恩格斯关于物质形态进化的观点显然受到社会达尔文主义的很大影响。[13]社会达尔文主义也随着进化论在上个世纪末传播到中国[14],加上带有浓厚拉马克主义色彩的米丘林、李森科等前苏联学者的进化观在中国的广泛宣扬,至今在一些国人的进化认识中,依然存留着拉马克主义的痕迹。
达尔文以其坚定的推论和丰富的依据,为人们展示了一个全新而严谨的理论体系,更加合理地解释了生物的适应、和谐、地质史展示的生物变化与差异,从而带来科学史上的一次革命。[9]
达尔文在其进化理论形成的早期(1837—1838)就认识到不能用从低级和高级的角度来解释生物的进化,“当我们谈到高级时,我们总会说到智力上的高级——但是当我们面对覆盖着美丽的大草原和森林的地球时,很难认为智力是这个世界的唯一目的。”[15]以后他更加明确地告诫自己“绝不使用高级和低级这些词”。(〔7〕,p.251)这一思想被现代的绝大多数进化生物学家所继承了。确实诚如现代著名进化论者古尔德所说,“假如阿米巴象我们一样适应生活的环境,谁又能说我们是高级的生物?”(〔4〕,p.36)倘若不以人作为参照标准, 低级与高级就更难划分了。比如,软骨鱼出现的历史早于硬骨鱼,按照拉马克主义、社会达尔文主义和所展示的观点,会认为软骨鱼是低级的,硬骨鱼是高级的,但是不论从适应环境的。角度,还是从食物链上位置的角度,都很难认为作为软骨鱼的鲨要比作为硬骨鱼的鳕鱼低级所以认为进化是“一个由低级到高级……的前进发展过程”,既不是达尔文的进化理论,又不是现代的科学成果,只不过是被达尔文理论所替代的拉马克进化论或启蒙运动时期思想家的乐观主义进步论而已。
三
诚然,达尔文在谈到生物进化的用词上,并没有完全脱离他那个时代。他在《物种起源》中10次使用“进步”(progress),123 次使用了“完美”(perfect, perfected perfection)。[3]但他在使用这些词时,很少带有人类中心说的色彩。他在使用“进步”一词时,并不指生物向着完善的定向发展和前进,而是指时间的进程。(〔7〕,p.240)在《物种起源》中,只有一处在谈到“高级”(即地层中晚出现的)化石动物群可能取代其他类群时,达尔文使用了带有发展改善意思的“进步”一词,但他又说:“我找不到检验这种进步的方法”。(〔3〕,p.337)在使用“完美”一词时,达尔文主要用来说明在自然选择的作用下生物更加完美地适应所生活的环境,并不是等级上完美的意思。(〔3〕 第六章,〔7〕,pp.240—241)斯宾塞等社会达尔文主义者在使用“进化”、“进步”、“完美”时,与达尔文的用法有很大的区别,其中含有以人类或智力为标准而指称从低级向高级上升前进、不断完善的意思。 [5][16]恩格斯在使用这些词时,其中的含义更近似于斯宾塞的用法。 这类用法的“进化”概念,并不是严格意义的科学进化概念。
19世纪中叶以来,“进化”概念从生命科学中传到天文学、地质学、物理学、化学以及社会科学和人文科学中。在这一传播过程中,“进化”概念发生了很大的改变,已不同于达尔文在说明生物变化时的原义了。今天,“进化”一词被广泛用来说明人类历史的变化、政治的变化、经济的变化等,但其中的含义基本上是事物随时间的改变,而且是单向性的,甚至有些进化是可以预先确定方向的。而生物的进化除了时间上的变化外,它还不是单向性的,而是分叉状的,另外生物进化的方向并不是预先可以确定的。(〔17〕,p.5)换句话说,到目前为止, 科学界关于物质形态的进化还未形成统一的理论。其实,即使在生物学界,在生命进化本身的看法上也没有达成共识。如此看来,上面所引述的且被目前许多人所认同的恩格斯的关于物质形态进化的统一学说就显得过于乐观和缺乏依据了。
马克思、恩格斯的学说无疑是奉献给人类的无价财富,继承这笔财富的最好方法是利用时代发展所取得的精神、文化成果(包括科学的最新成果)去丰富它,而不是恪守其中已经过时的教条。
参考文献
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仅供参考,请自借鉴。
希望对您有帮助。
人类起源至今还没合理的解释。
随着现代科技、考古的进步,人类进化之迷逐渐清晰,同时达尔文的进化论越来越受到强大的挑战。
无论进化论各个主流学派之间的分歧有多大,它们对人类祖先体形的想象却很相近。认为人类体质有两个最大的迷:一是直立,二是体毛稀少。
达尔文的生物进化论指出人是从古猿进化来的,结合当代考古成果,人类进化时间表是:
古猿(1400--800万年前)南猿(400--190万年前)猿人(170--20万年前)
由此来看,古猿与南猿间空缺400万年,南猿与猿人间空缺20万年,其间进化的关键阶段至今未找到过渡种类的化石,因此,科学家们对于人类起源产生了谜团。1960年英国人哈代提出\'海猿说\',指出800-400万年前,古猿曾下海生活,后重返陆地。证据是:人的皮肤裸露无浓密体毛,有皮下脂肪,泪腺分泌及排出盐分,出汗及性行为生理机制像水兽一般,而灵长类动物体表有浓密体毛,无皮下脂肪,其生理机制与人类大相径庭。人在水中分娩无痛苦,婴儿天生喜欢水,人潜水时地反应与海豹等类似。但该理论无法解释400万年的化石缺环,人类
至今并未发现海洋古猿化石。另外一些科学家提出在400万年空缺中古猿与某种海洋生物发生了基因重组,即\'海陆双祖复合说\'至于是哪一种海洋生物尚无证据。还有科学家认为人的祖先是外星人与地球雌猿结合出来的。总之,人类起源之谜还在争论,还需要证据。
几乎所有人都认为人类的体毛特征是由多毛变化而成的。与哺乳动物相比,人类的体毛稀而细小,表皮柔软。人类的皮毛特性是自然界唯一的。许多人认为人类的祖先穿了动物皮"衣裳"才导致体毛逐步退化的。这显然是经不起推敲的,热带或非洲大部分人直到近代才穿衣服,他们身体的大部分是长期裸露的,但是非洲人的体毛最稀少。长期生活在寒冷地带白种人的体毛反而要浓些。唯一的解释就是:人类的体毛尚未丰满,而不是退化!
达尔文是用性选择理论来解释人体裸化的。这个解释也很牵强。
达尔文的进化论已经创立140余年了,在其诞生之初,是作为一种假说被提出来的。除达尔文本人从对一些植物,动物形态的观察得出的推论外,并没有什么化石证据。达尔文在《物种起源》书中论及化石时,标题为“不完美的地质记录”。他承认在当时的化石研究中并未有证据显示有物种间过渡类型的存在,并指出这可能是最易于检验而又具有杀伤力的反进化论的理由。他看到了进化论的先天缺陷,并希望后人能予以验证。但是时至今日,进化论已成为一个公理;一个信仰;甚至一个宗教。不能讨论,更不能批判,只能无条件接受,否则就将招致无情的围剿,甚至被贴上“伪科学”,“反科学”的标签而断送自己的研究前程。在当今任何一本生物学杂志上,已经找不到任何质疑进化论的论文了。SCOTT和COLE在八十年代初,检索了当时的4000多种学术刊物,未发现任何一篇反进化论的论文,在68种与生物起源有关的学术期刊中,也未发现任何一篇是质疑进化论的。GEORGE W. GILCHRIST在1997年调查了世界上最大的五种期刊数据索引,也未发现反进化论或非进化论的论文。进化论者自豪地宣称,进化论对神创论已取得了决定性的胜利。似乎进化论的合理性及不言自明性又得到了一次证明。
事实真的如此吗?进化论已是绝对的真理了吗?其实不然,SCOTT和COLE的工作还发现,在1985年提交的135000篇论文中,确有18篇论文是反进化论的和非进化论的。而这18篇论文无一例外地遭到拒绝发表。进化论并非无懈可击,而是它的维护者不允许任何针对它的挑战。这更加给人一种印象:进化论并非确立于自身学说的科学性和完美程度,而是确立于众多崇拜者的信仰。进化论并非KARL POPPER意义上的“经验科学”(EMPIRICAL SCIENCE),而是一个假说,信仰和并不完美的证据的杂合体。
事实上,我们今天科学研究所发现的东西,已经足以让人们重新考虑进化论的正确性了。但这些事实要么被回避,要么被抹杀,人们在思维定式的驱使下,自觉或不自觉地成为盛行理论的卫道士,而丧失了独立思考的能力。这是不符合理性的科学精神的。一个真正的科学家,应正视旧理论的缺陷及其面临的挑战,并勇于摆脱束缚。只有这样,科学才能向前发展,人类才能向前推动。
一、达尔文主义自身的缺陷
(一)比较解剖
进化论者通过动物的器官在形态和功能方面的类比,定了所谓的同源器官,并由此说明在进化树中某一谱系的动物该器官在进化中发生的形态与功能的变化是自然选择的结果。首先,同源器官的定义就非常牵强,你必须首先承认动物是进化的,才能找到同源器官。因此这绝不能算做进化论中的一个证据,而只能是一个推论。即我们只能说因为进化论正确,所以进化树中某一谱系中的动物存在同源器官,而不能说同源器官的存在证明进化的存在。现代基因学和遗传学诞生后,对生物体形态与功能的关系在更本质的层次--基因及分子水平有了崭新的认识。形态和功能只是表相,它们是由基因决定的,相同的形态可能对映于完全不同的基因。如果认为从鸟类的翅到哺乳动物的前肢是进化的话,那么它们的基因也应表现为对映于形态相同程度的进化。但实际上并非如此,如果现在仍有人试图从表面现象说明问题,只能被认为是肤浅的。
(二)古生物学
1. 凌乱的化石证据
无论是进化论者还是反进化论者,都希望古生物化石能辅证自己的观点。如果说达尔文时代缺少化石记录的话,那么到今天为止,人类已收集了数以万吨记的化石,是否已证明进化论的正确了呢?事实上依然不能。CHICAGO的FIELD MUSEUM OF NATRURAL HISTORY的古生物学家RAUP本是进化论者,但后来不得不放弃自然选择学说,而支持幸运者生存说。他说该馆拥有现有已知化石物种的近五分之一,可是已经确证的中间过渡类型的化石比达尔文时代还少。现有化石记录混乱不堪,人为按进化论组成的谱系漏洞百出,根本不能说明问题。进化论者们所使用的分类方法及标准又不同,因此对某一化石的断代也经常争论不休,得不到一个统一的结论。
进化论者常用的一个较为完备的进化谱系证据是脊椎动物序(VERTEBRATE SEQUENCE),包括从鱼类到两栖类,爬行类,鸟类,哺乳动物,直至人的进化。从鱼类到两栖类,曾发现一种叫RHIPIDISTIAN的鱼化石,其骨骼特徵类似于两栖类,因此被认为是鱼类到两栖类的过渡类型。但当另一种叫COELACANTH的活化石发现后,这种观点被立即推翻,因为这两种动物在进化谱系中的亲缘关系是极近的,但研究表明,COELACANTH并无任何上岸的可能性。曾经轰动一时的始祖鸟(ARCHAEOPTERYX),曾被视为进化论的铁证,因为它即具有爬行动物的特徵,又具有鸟类的特徵而被视为一个著名的过渡类型。后来发现,始祖鸟所具有的爬行类特徵,如爪和牙齿,在现代鸟类中也存在,如南美洲OPISTHOCOMNSH-OATZIN 和非洲的TOURACOCORYTHAIX。也就是说这个证据并不能用于判定鸟类与爬行类的过渡类型。另外,JENSEN早在1977年《SCIENCE》上发表的论文指出,与始祖鸟同一地层出土的化石被怀疑为近似于现代鸟类动物的股骨,因此,始祖鸟即非“始祖”,也非种间类型。1991年在中国辽宁发现的年代与始祖鸟相同或更早的鸟类化石更加深了始祖鸟的地位危机。
在从猿到人的进化过程中,拉玛古猿(RAMAPITHECUS)具有重要意义。它的下颌骨兼具人类与猩猩的特徵,牙床结构类似于人,不具有猩猩的门齿与犬齿,但上下颌的距离与颌骨的长度又近似于猩猩,这被视为是进化论的一个铁证。然而后来在非洲发现的一种狒狒(THEROPITHECUSGLADE)与拉玛古猿具有相同的牙齿及面骨特徵,但却被视作一种狒狒。由此可见,这个判据也是模棱两可的。
2. 寒武纪生物大爆炸(CAMBRIAN EXPLOSION)
达尔文对自己理论的最终归宿评价道:“如果可以证明任何复杂的器官不能通过无数的,持续的,微小的改变形成的话,我的理论将绝对失败”。
寒武纪生物大爆炸恰恰提供了一个极好的例证。大约在五亿三千万年前,在短短的几万年内,几乎现在所有生物的门同时出现在地球上。从海洋里巨大的管状蠕虫,甲壳类到较为高级的脊索动物并存。如果进化确如达尔文所言由点滴的,渐进的方式进行,那么数百万年的时间无论如何也不足以完成这一历程。虽然寒武纪之前的多细胞生物化石也有发现,但按进化论的观点,它们与寒武纪生物并无承传关系。现代达尔文主义者STEPHEN J GOULD亦无法解释,称之为“迷中之迷”(ENIGMA OF ENIGMAS),事实上寒武纪生物大爆炸是进化论不可逾越的障碍。
3. 人类的起源
在《物种起源》发表之际,达尔文曾说:“只有人类的进化,怎么都不可能用我的进化论来说明”。
的确,从进化论的观点来看,人类的进化太快了。以人为例,进化论者认为,人类诞生的历程为:南方古猿(AUSTRALOPITHECUS 200万年前) ----原人(代表为BETICONTUROPS 50万年前) ---- 旧人(代表为NEANDERTHALIAN 10万年前)----新人(5万年前) ---- 现代人类(5千年前).在这一过程中,人脑容量以爆炸般的速度增大。而现代人类产生后,进化又仿佛突然消失了,五千年来人的脑容量基本未变。再看脑细胞数量,现代类人猿为10亿个,而现代人类约为140亿个。单从数字上看是增大了14倍,但智力水平却发生着跳跃性的变化,这些证据强烈地暗示:这个进化树是不正确的。这些物种也许根本没有任何亲缘关系,而进化论者只是按时间顺序把它们拼凑在一起而已。
另外,六十年代以来,肯尼亚OLDUVAI峡谷和RUDOCF湖附近地区的考古发现,也给进化论提出了许多反例。1972年出土了一具类人动物的头骨化石,编号为KNM-ER-1470,简称1470号人。按其分类特徵,它类似于现代人,属于人属(HOMO GENUS),比南方古猿和直立猿人(HOMO ERECTUS)要进步得多,但它却处于290万年前。1470号人比进化论者所公认的人类始祖南方古猿早九十万年,比直立猿人早二百万年。这从根本上动摇了进化论的证据,成为古人类学中的一件悬案,至今没有一个进化论者能够归属1470号人在进化树中的位置。
(三)胚胎学
与比较解剖学类似,胚胎学从生物发育过程中形态的变化,推论出高等动物的胚胎在发育中重现其进化历程。如人类胎儿在发育之初与猪和鼠的胎儿都具有鳃裂和尾,形态也很相似,其实,这只是表面现象。首先,人类胎儿的“鳃裂”事实上不是鳃裂,而是快速发育的皮肤的褶皱;其次,人类胎儿的尾状结构也绝不是尾,而是神经管。在蛙胎发育过程中的尾状结构亦是神经管。再次,形态这一表象是由基因决定的。较为普遍接受的HOX基因调控理论认为,动物形态虽然丰富多彩,但在分子水平上的调控都是一致的,因此,动物胚胎发育之初形态相似,是由于HOX基因调控水平相同而已。这是近年来发育生物学最为重大的发现之一。也就是说,从形态相似仍不能得出本质亦相似的结论。
二、 不可回避的化学进化
生命产生前在分子水平上的进化(PREBIOLOGICAL EVOLUTION)被称为化学进化。完整意义上的进化论,不仅要回答生命产生后的生物进化过程,而且还要解决生命物质是如何产生的问题。即怎样由简单,无机的小分子进化到复杂,有机的大分子,进而产生生命体。但这个问题被进化论者们故意地回避了。
《DARWIN'S BLACK BOX》一书的作者BEHE教授,对数种有关进化分子生物学的学术期刊(包括JOURNAL OF MOLECULAR EVOLUTION,PROCEEDINGS OF NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES等权威杂志),近十年来所发表的上千篇文章的研究表明,在这方面的进行的工作是零。化学进化被回避的原因很简单,是因为进化论者根本无法回答。流行的观点认为,原始地球拥有还原性大气,含有氮,氢,硫化氢等成份,不含或含少量的氧。大气放电经常发生,原始海洋中水温较高,并有频繁的地质活动,如地震,火山喷发等。基于这种观点,1951年STANLEY MILLER进行了著名的“原始汤”(PREBIOTIC SOUP)实验,他在一个烧瓶中模仿原始地球的环境,用气体放电模拟雷电。实验结束后,在产物中分离到了氨基酸,这个结果轰动了科学界。但更多的问题暴露后,乐观主义渐渐消失了。我们仅举两例,说明他们的困境。
(一)化学选择
所有生物大分子结构均表现为空间上的有序,蛋白质分子除了特定氨基酸的连接外,还能形成Alpha-螺旋(HELIX);Beta-折叠(SHEET)等二级结构;结构域(STRUCTURAL DOMAIN)等三级结构;直至形成四级结构---亚基(SUBUNIT)。双链DNA分子由两条单链组成,除单个核甘酸的连接与氢键作用外,还能形成双螺旋和超螺旋(A-DNA;B-DNA;Z-DNA等),所有这些结构都与该大分子的功能紧密相联。一旦这些结构遭到破坏,该大分子就会失活,所以生物体在合成生物大分子时表现出极高的精确性。
假设第一条具有生命功能的多(月太)链出现在原始海洋中,其序列为A,B,C...(A,B,C...代表天然的人体所需的二十种氨基酸)。其形成的必然条件是:
(1)A,B,C...等具有足够的浓度,这样A,B,C分子才有可能相遇而发生反应。
(2)从氨基酸形成多(月太)的反应是缩聚反应,每步反应会生成一分子水,从化学平衡的原理看,反应需要脱水剂,否则水将抑制该反应。
(3)假设A与B的结合是随机的,而结合C时是选择性的,按热力学原理,这是一个(火商)减的反应,必须得有外界能量的输入。如果以上三个条件全部成立,那么C到底是由什么因素决定而被选择的呢?进化论者只能回答:绝对的随机。但在自然环境中,上述三个条件决不可能同时满足,这个随机过程缺乏先决条件。另外,从科学哲学的角度来看,进化论者的答案是不可能被证伪的(FALSIFIABLE),而且在经验世界中是不可检验的。
BEHE教授在谈到这个问题时举了一个形象的例子,他认为,蛋白质绝对随机,自然地产生,就如同一个人指望把热水,鸡蛋,面粉,糖和可可粉随机放在一起就能产生一个巧克力蛋糕一样荒唐。
(二)光学选择性
生物世界是一个不对称的世界,如果你注意观察过你的手,你会发现左右手在空间上无法完全重合,但左手和右手的镜像却能重合。在化学中这种现象被称之为“手性”(CHIRALITY),几乎所有的生物大分子都是手性的。比如,组成人体的糖类一般是右旋的,而构成蛋白质的氨基酸都是左旋的。而左旋的糖和右旋的氨基酸,几乎不能被人体利用。一般认为,在非手性的环境中不能产生手性化合物,而只能产生外消旋体,即等量的右旋和左旋体构成的混合物。现代不对称合成化学通常采用昂贵的手性催化剂,才能使反应按照人所期望的方向进行,得到单一的手性化合物。在MILLER的实验里,所有得到的氨基酸都是外消旋体。假如还用前文所举的例子A-B-C...序列,又是谁选择了左旋的氨基酸呢?众所周知,最简单的蛋白质是胰岛素--51(月太),那么由自然界随机地从二十种天然外消旋体中选择合成一个51(月太),得到全部由左旋氨基酸构成,具有生物活性的胰岛素分子的几率有多大呢?简单的数学计算可以证明是(1/40)的51次方。而在实践中,其几率是零,根本就不可能发生。MILLER的实验带给进化论者的并不是福音,而是更加剧了其深刻的危机。
进化论发展至今,已经走入了死胡同。它认为人类由偶然中产生,进化即无目的又无方向。进化论者已变成狭隘,自负的信仰者,丧失了科学的探索精神,甚至拒绝对任何进化论体系外的现象进行观察和研究。他们认为科学是研究存在和获取知识的唯一途径,凡是现代科学无法证实的,无法研究的,都是不真实的,进化论就是绝对的真理,他们把自己封闭在一个小圈子里,不愿向外迈出一步。CORNELL大学的WILLIAM PROVINE就断言,根据进化论的结论,人只是复杂的生物机器,没有任何特殊的意义。道德,信仰都不存在,也没有任何自由意志,这完全回到了十九世纪的机械唯物主义,是人类思想的重大倒退。可悲的是,这是信奉进化论的必然结果。
从科学史上看,固步自封只能加速旧体系的崩溃。如今,人类已经步入一个新的世纪,只要人们勇于打破固有的观念与框框,新科学的曙光一定会升起在地平线上。
这个比较详细了。
生物技术的主要作用是通过农业和医药的进步,提高我国人民的健康保障,生物技术在我国的健康保障中作出了极大的贡献。下面是我整理了关于生物科技论文2000字 范文 ,欢迎阅读!
生物科技论文2000字范文篇一:《谈谈生物高科技的发展》
摘要:生物技术的主要作用是通过农业和医药的进步,提高我国人民的健康保障。生物技术有着诱人的前景,是我国经济发展的希望所寄,它不仅能成为重要的生财之道,而且可能成为二十一世纪的经济支柱,对人类做出重大贡献。
关键词:生物 高科技 发展
中国是一个发展中国家,农业是我国发展国民经济的基础,它为人民提供生活的基本需要。生物技术的主要作用是通过农业和医药的进步,提高我国人民的健康保障。从这一意义上来说,我国发展生物技术的目标应不同于发达国家,应有自己的特色。
1、政策与策略
(1)生物技术应置于我国高科技发展计划之首,因为,生物技术的进步可以改造农业,包括谷物,肥料和家畜。
(2)优先发展农业包括农林牧渔,其次是医药卫生、轻工与食品领域内的生物技术新产品。研究的重点要向农业倾斜。生物技术的发展应尽快形成高技术生产体系。研究项目应是有限目标,优先发展一批国内急需、技术成熟、经济效益和社会效益显著、国内有一定基础和条件的生物技术新产品。
(3)采用现代生物技术,加速传统产业的技术改造,以提高技术水平和产量,改进产品质量,增加品种,减少环境污染。为此,在农业方面,我们应采用新技术与传统技术相结合的 方法 ,加强优良品种的选育;在医药、轻工业方面,积极采用遗传工程、酶工程和发酵工程新技术,改革传统的生产工艺,以提高产量,增加效益。
(4)大力加强生物技术的开发工作。例如,大力研制新型发酵设备,它既可用于细菌培养,也可用于哺乳动物细胞培养;生产蛋白和核酸的纯化仪器和监测分析仪器等,以促进科研成果迅速转化为生产力。
(5)重视生物技术以及有关领域的基础研究。开展基础研究,可以为改进现有技术和发展新技术提供理论基础,也是消化吸收国外先进技术和培养人才的重要条件。要保持这一政策的连续性和稳定性。
(6)发展和健全必要的生物技术配套基础设施。例如建立限制性内切酶和其他修饰酶、同位素、蛋白质分离纯化和细胞培养介质的生产和供应系统,以及建立细胞库、基因库以及生物技术信息库。
(7)加强生物技术的国际学术交流,技术合作和技术引进。建立一批国家重点实验室,配备先进仪器,向国内外科学家开放。从发达国家引进先进的关键性技术应当是成熟的技术,同时又是国内国民经济建设所急需的技术。
(8)开展生物技术的立法工作。这是为了防止在发展生物技术的过程中可能带来的副作用,特别是操作重组DNA。
2、预测与展望
从生物发展趋势及其潜在能力考虑,我国如果在人才培养、研究开发及经费的筹措方面能以合理安排,我国的生物技术将会在原有发酵工业基础上形成一个崭新的工业体系,在农业上也将会取得较大效益。
2.1 生理活性物质的生产
作为医药品而大量需要的生长素、胰岛素、干扰素等肽类物质和乙肝疫苗、尿激酶等,目前在我国还是从动物或人体组织中提取精制的,多数不能实现批量生产,成本高,售价昂贵。应用生物技术生产此类药品的研究已见成效,将为人类带来福因。
2.2 酶制剂的生产
随着酶催化技术的开发和固定化酶反应器技术的应用,酶制剂的生产将会有较大发展。目前,世界酶制剂总产量中60%是蛋白酶,主要用于洗涤剂、制革和乳品加工。我国酶制剂的种类和数量都还不多,有些酶的应用市场也还没有打开。诊断、医药和试剂用酶在我国酶制剂消费比例中大约占10%左右,这方面的发展潜力很大,尤其是酶诊断盒的开发,有可能形成新的产业。
2.3 抗生素的生产
我国抗生素工厂生产抗生素的种类有五、六十种。但是,抗生素的品种结构极不合理。今后,将可能把重点研究开发工作放在β―内酰胺类抗生素的研制上。农用抗生素是抗生素工业的一大分支。在国外仅被用作饲料添加剂的抗生素就有18种之多,伴随我国饲料工业的大发展,农用抗生素将会作为新的产业门类被人们重视起来。
2.4 氨基酸、有机酸和多糖的生产
用生物技术生产的氨基酸有18种,世界上除半数用于食品、医药外,一半是作为饲料添加剂。赖氨酸、色氨酸、蛋氨酸的需求量将会逐年增加。我国在饲料用氨基酸的开发方面起步晚,大力开发饲料用赖氨酸、色氨酸、蛋氨酸的生产将是今后的重点任务。与此同时,也要大力开发 其它 医用氨基酸。
为了提高氨基酸产率,用基因工程和细胞融合技术培养新菌种的工作今后会有所加强。以固定化酶或固定化细胞技术生产氨基酸有可能在工业上得到应用。
有机酸和微生物多糖的生产,在今后会有新的发展。尤其用微生物生产的黄杆菌胶,普鲁兰和环状糊精等多糖因其在石油工业和食品工业上有较大用途,很可能被开辟为一个新的产业。
2.5 单细胞蛋白工业
单细胞蛋白这一技术领域因为同废物的处理与再利用和提供人类需要的蛋白质食品有关,所以受到人们的重视。我国单细胞蛋白的生产包括面包酵母,药用酵母和饲用酵母几方面。
现在以糖蜜和多种工业废水为原料的单细胞蛋白生产都取得了技术的突破。不久将出现以糖蜜、味精废液、酒精废液等生产单细胞蛋白的企业群。我国的单细胞蛋白工业一定会发展起来。
2.6 农牧业生产
生物技术在农牧业生产方面,已经和将继续显示它的重要作用。我国在应用组织培养快速繁殖、用基因工程和细胞融合育种以及胚胎移植等方面取得了一定成果和进展,并已培育出一些优良的动植物新品种。今后在用生物新技术培育高产优质或抗逆(包括抗旱、抗盐碱、抗除莠剂)作物新品种及动物良种的工作还会不断加强,构建高效固氮生物体系,培育高效固氨微生物菌株定会取得新的进展。动物胚胎的移植和分割技术也会在良种繁殖上得到广泛应用。用杂交瘤制备的单克隆抗体,用于作物、畜、禽和鱼类疾病的快速论断也将逐步得到推广和普及。
此外,用生物技术保护环境、净化工业废水,以自然界的废物及生物量为原料生产能源燃料,采用细菌浸矿开采与提炼有色金属,尤其在基础化学领域内应用生物技术制造有用产物方面都已取得一些成果和提出一批新的研究课题,并展示出美好的前景。
3、结语
总之,生物技术有着诱人的前景,是我国经济发展的希望所寄,它不仅能成为重要的生财之道,而且可能成为二十一世纪的经济支柱,对人类做出重大贡献。
生物科技论文2000字范文篇二:《当代蚕桑生物科技发展现状综述》
摘要:近50年来,我国蚕桑科学技术迅速发展,在分子生物学基础理论研究、蚕丝蛋白生物材料开发及应用、家蚕基因工程技术、家蚕性别控制与专养雄蚕技术、昆虫激素在蚕业上的应用、家蚕变态发育的人为调控、家蚕营养生理与人工饲料研究、蚕体作为生产重组蛋白的生物反应器、桑树栽培与遗传育种新技术开发和蚕桑生物资源综合利用等方面有了长足的进步,极大地促进了蚕业生产向深度与广度拓展。蚕桑生物科技发展与国计民生息息相关,蚕桑生物科技的发展,必将推动我国养蚕业的发展,为广大蚕农增加收益,带动丝绸业及其相关产业的发展,推进蚕桑生物科学的发展,也为生物科普 教育 提供丰富的资源,使传统蚕桑业焕发生机活力。
回顾中国蚕业科学的发展历程,展望世界蚕业科技发展趋势,可以更加深刻地理解:蚕业科学是为蚕丝生产有关产业(栽桑、养蚕、制种、制丝)提供方法与原理的应用科学。面向未来,蚕业科学研究的重要任务是进一步提高蚕业生产中的科技含量,使养蚕业从劳动密集型迅速向知识密集型转变,而这个转变很大程度上依赖于蚕桑生物学基础研究的进展与应用技术的开发创新。
1 蚕丝分子生物学基础理论研究
丝蛋白分子结构与丝蛋白基因表达调控机制的进一步阐明,将为增产蚕丝、改进丝质提供分子生物学理论基础。飘逸润滑的桑蚕丝衣服是许多人的最爱,但让人苦恼的是,桑蚕丝很娇气,不耐穿,打理起来也格外麻烦。2014年11月,我国西南大学科学家培育重组基因蚕宝宝首次吐出了人工合成蚕丝蛋白。在家蚕16 425个基因中,有一个叫做Fib-H基因,它是控制丝蛋白产生的关键基因。研究者在家蚕的生殖细胞中“剪切”掉了其中的Fib-H基因,没有Fib-H基因的家蚕丝腺,叫做“空丝腺”。研究人员将事先设计好、与Fib-H基因类似的人工丝蛋白基因,显微注射到被敲除Fib-H基因的蚕卵中,人工丝蛋白基因转移成功的蚕卵发育成“蚕宝宝”后,吐出的丝中就含有人工合成丝蛋白。通过对蚕丝纤维的人为改良和重新设计,以后桑蚕丝可能会像棉质衣服一样,既保持桑蚕丝的舒适感,又像棉质衣服一样耐穿、好打理。
2 家蚕丝蛋白生物材料新功能的开发及应用
家蚕丝蛋白是一种具有良好透气与透湿性、无毒、无刺激、与人体相容性强的生物材料。家蚕丝蛋白不仅可作为人造皮肤、血管、肌腱、韧带、骨骼和牙齿等人造组织材料,以及作为手术缝合线、隐形眼镜、角膜、抗血凝剂、药物控释材料、功能性细胞培养基质、固定化酶载体和生物传感器等生物医学材料还在环保新材料、化妆品、保健营养食品等日化和环保领域被广泛使用。随着家蚕基因组研究工作的重大进展,以及基因工程和生物技术的快速进步,家蚕丝蛋白的生物功能有望在军事、航天、医学、环保等领域得到更深、更广地开发和应用。
3 家蚕基因工程技术
桑蚕不仅是一种重要的经济昆虫,而且是研究真核生物基因表达调控的模式生物之一。将外源基因转移到桑蚕中以实现其在蚕体内的表达,最终是要将外源基因整合桑蚕染色体,这样才有可能稳定遗传,获得转基因蚕。目前关于桑蚕的转基因报道主要有:桑蚕品系间的基因转移,其他动物的基因转入桑蚕体内,以及桑蚕的基因转入其他动物。例如中国科学院研究员陆长德等利用“电穿孔”法,将荧光蛋白基因及蜘蛛拖牵丝基因注入蚕卵,获得了吐出荧光“蜘蛛丝”的转基因蚕。蜘蛛丝中的拖牵丝是强度十分高、弹性十分强的天然蛋白纤维,若制成防弹衣则“刀抢难入”,织出降落伞牢固耐用;产生荧光的蚕丝则可用以开发天然夜光衣及各种防伪标签等。
4 家蚕性别控制与专养雄蚕技术
雄蚕与雌蚕相比,具有诸多的优势,一是体质强健,容易 饲养 ;二是食桑量少,饲料效率高;三是出丝率高,茧丝品质优,可缥制高品位生丝。专养雄蚕比目前的雌雄蚕各半混养,可较大幅度提高蚕丝的产、质量和蚕业经济效益。因此,专养雄蚕被称为继一代杂交种利用之后最有价值的一项创新技术。性连锁平衡致死基因的应用已有很大进展,俄罗斯科学院斯特隆尼柯夫育成的桑蚕性连锁平衡致死系,在此基础上经转育改良培育出多个雄蚕品种,雄蚕率达99.85%,可实现专养雄蚕的目标。专养雄蚕将成为21世纪提高桑蚕产丝能力和改善丝工艺性状的重大突破口。
5 昆虫激素在蚕业上的应用
蜕皮激素(MH)、保幼激素(JH)以及保幼激素类似物(JHA)在调节桑蚕生长发育、增产蚕丝及生产超细纤度生丝方面,已取得较大进展。例如,应用保幼激素和蜕皮激素可提高夏秋茧的品质,并较好地解决桑叶的余缺问题。发现了几种抗保幼激素活性物质,成功地诱导出三眠蚕,开发出了超细纤度优质茧丝。此外,使用抗保幼激素,可以缩短蚕期,提高劳动生产力和经济效益。
6 家蚕变态发育的人为调控
家蚕变态发育的人为调控是蚕丝业科学的根本性问题之一,人为调节家蚕的变态与发育对蚕丝业的生产结构与整体生产效益有重大影响。由于家蚕是完全变态昆虫,蛹期很短,仅为2周,而蛾口茧不适合于缫丝,生产上必需在蛹化蛾之前完成鲜茧的收购和烘干工作。人们希望通过人为调节家蚕的变态与发育,延长蛹期,减轻鲜茧收购和烘干的工作压力及强度,甚至希望蛹期发育中止,实现鲜茧缫丝。利用基因工程技术,采用精子介导法将带有蝎毒素基因的载体导入蚕卵,在蛹期特异性表达,杀死蚕蛹。这样,不仅可以解决鲜茧收烘与蛹期过短之间的矛盾,使提高生丝品位成为可能,而且还可以大大节约烘茧所需的能源。
7 家蚕营养生理与人工饲料研究
家蚕属于植食性昆虫。家蚕除嗜食桑叶外,尚能取食桑科的柘,菊科的蒲公英、莴苣,榆科的野榆等。但桑叶以外的植物叶,很难使蚕健康地生长发育和繁殖后代。在过去40年桑蚕摄食行为与营养生理学研究基础上,对广食性蚕品种选育及低成本人工饲料设计获得了长足进步,这就有可能在不久的将来,用低成本人工饲料在全自动化的工厂内实现全年养蚕,从而促进养蚕业由劳动密集型产业向知识密集型转化。例如日本早在20世纪90年代就成功选育出了嗜食低成本线性规划设计饲料的多对广食性蚕品种,日本的其他现行品种也都经过了人工饲料适应性选育,均具备良好的摄食性。我国蚕业界自20世纪90年代以来,在人工饲料适应性蚕品种和广食性蚕品种的选育方面也做了不少研究。山东省农业大学林学院蚕学系,近几年也开展了人工饲料适应性蚕品种的选育工作,并初步选育出摄食性较好的杂交组合广食一号和广食性饲料(主要成分:桑叶粉30%、豆粕粉25%、其它有淀粉、防腐剂、维生素、无机盐等)。 8 蚕体作为生产重组蛋白的生物反应器
“家蚕生物反应器”,是指将带有目的基因的重组杆状病毒植入家蚕的蚕蛹体内进行培养,蚕蛹会主动对植入基因进行转录和翻译,自然生成对人类有用的生物活性物质,通过高新技术(如超低温冷冻、低温干燥、高速离心等),将生物活性成分萃取并制成相关剂型,以满足人类疾病的治疗、预防和保健需求。家蚕易于饲养,成本低廉,它1天内可合成3 169 mg外源蛋白;其血淋巴具有储存蛋白的能力,淋巴内含有蛋白分解酶的抑制物,对目的蛋白起到保护作用,且外源蛋白又很容易从家蚕体液中分离纯化出来;还可以将家蚕直接磨碎用作药物或食品添加剂。因此,用家蚕生物反应器生产有用蛋白具有很大的优越性。如用家蚕来生产皮肤生长因子、乙肝疫苗等有高附加价值的蛋白质。
9 桑树栽培与遗传育种新技术开发
桑杂交育种、诱变育种和多倍体育种都是改良桑树品种的有效方法,也是提高单位面积产丝量的重要途径,而细胞工程和基因工程的研究与应用,也将为桑树育种提供新的途径和方法。全世界26个桑种,分布在中国的至少有15个,目前我国保存的桑品种资源达2600份,已选育出适应不同环境条件、栽培技术、养蚕要求和其他用途的优良桑品种50多个,其中栽培面积最多的是鲁桑系的荷叶白、桐乡青、团头荷叶白、湖桑197,育2号等品种。桑树栽培主要采用低杆密植、立体栽培管理模式,提高了桑叶产量、质量。
10 蚕桑生物资源综合利用
我国由蚕桑副产品加工成的许多产品已进入工业生产阶段,如利用桑叶、桑葚果制作桑叶茶、桑葚膏、桑葚酒,提取植物醇、叶绿素、胡萝卜素等;利用蚕蛹制备蚕蛹蛋白粉和多肽,分离家蚕抗菌蛋白和诱导生产生物活性蛋白,生产蚕蛹氨基酸及氨基酸络合物,提取蚕蛹油与壳聚糖,开发蚕蛹蛋白纤维、蚕蛹虫草等;利用废丝研究开发出了丝素粉、丝素膏、丝素液、丝素洗面乳、洗发护发剂等美容健肤化妆品。不仅提高了蚕业生产的综合效益,同时也提高了蚕业产品附加值,转变蚕桑生产经营目的,做大做强蚕桑产业,让蚕桑更好地造福人类。
参考文献:
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生物科技论文2000字范文篇三:《试谈初中生物科技创新实践活动》
【摘 要】生物学科是现代科学技术的重要组成部分,因此,生物科技活动承担着培养青少年创新精神,创造能力及动手实践能力等任务,更是培养青少年热爱大自然,理解和关心生态保护,了解生物与农业、生物与医学、生物与工业及环境保护等的关系的首要途径,它还挖掘和培养生命科学领域的科技研究人才,为我国各项事业的发展筹备力量。生物科技创新实践活动具备科技创新实践活动的一切特点,在各学科的科技创新实践活动中占有较大比重。笔者运用行动研究法的计划、行动、观察、 反思 四个过程,对学生较为困惑的选题环节,采取集中培训、个案分析、跟踪调查等形式解决遇到的实际问题,并及时 总结 经验 和积累案例素材,取得了较好的效果。
【关键词】科技创新;实践活动;课题研究
当今世界。国家与国家之间的竞争十分激烈,其竞争的焦点集中在科学技术的竞争,而科学技术的竞争核心又是人才的竞争。衡量人才的标准是看其创新能力或创新才能,因此党中央提出,建设创新型国家,核心是创新人才的培养。
一、初中生物科技创新实践活动中相关概念的界定
生物学科是一门实验学科,注重人与自然的和谐发展,又和日常生活密切联系。生物科技创新实践活动在学校的开展,既可以给学生实践机会,锻炼他们的动手操作能力,增强社会责任感和 社会实践 能力,又可以培养学生科学的思维习惯和良好的合作精神。实现塑造人格、提高科学素养和创新能力的目标。
二、选题阶段的探索与实践
依据《全日制义务教育生物课程标准》“面向全体学生、提高生物科学素养、倡导探究学习”的理念,笔者充分利用所在学校现有教育环境条件,结合初中学生特点,探索和研究初中生物科技创新实践中的操作性方法,指导学生开展生物科技创新课题研究。解决在此活动中遇到的实际问题,以期为科技教育和广大一线科技活动教师提供一定的借鉴,并为科技创新实践活动积累一定实践路径和方法。
在开展科技创新实践活动前,笔者曾对学生作过问卷调查,65.38%学生认为选题环节是最为困惑的,选题难成了影响或制约“课题研究”开展的瓶颈。我决定运用行动研究法来解决问题。一般来说,行动研究包括计划、行动、观察、反思四个环节。
在制定总体实施计划时还要考虑行动步骤的计划。先进行第一轮行动,并进行监测,了解其效果,根据监测获得的资料,分析不足之处,在此基础上修改总体计划,尤其对下一轮的行动步骤作出调整。具体行动研究步骤如下:
(1)拟解决的问题。经过知识的积累,学生已经挑选了一些课题,但选题过于盲目,不清楚哪些课题其他人已经做过,自己可以做什么样的课题,怎样把研究成果以科学的方式呈现出来。
(2)问题形成的原因分析。学生的课题主要来自于日常生活中,要在这种习以为常的现象中发现并提出问题,就需要学生仔细观察、积极思维,能从寻常现象中发现不寻常之处。
(3)设计对策及行动方案。利用科普讲座这个宣传阵地,发挥典型案例的辐射功能,激发学生关注身边的人和事,从生活中选题,指导学生确定课题研究方向。
(4)行动反思。从上交的课题名单中,我们发现科普讲座起了预期的作用。70.5%的选题来源于学生的生活。说明学生已经在有意识地关注生活。但存在的问题是选题角度、选题范围大小、研究的可行性等问题。
(5)新一轮行动研究方案。采取个别辅导的方法,具体问题具体分析,了解每个课题制定的出发点、研究计划等详细情况,帮助学生找准研究方向和角度及切入点,缩小研究范围,通过分解、细化、改进、综合,提炼出可行性强的研究课题。
(6)新一轮行动实施及监测。针对选题范围过大的课题,笔者采用的是分解、细化的方法。
(7)行动研究阶段性评价和总结。通过对比前后课题名称分析发现,修改后的课题名称更确切、具体,学生明确了研究方向、研究重点和切入点。教师也可从课题名称中迅速掌握课题的相关情况。
经过师生共同努力,我校科技创新实践活动小组共产生了24件作品,全部推荐参加了第五届鹤壁市青少年科技创新大赛,24件作品均荣获市级奖励。其中,一等奖4项、二等奖7项、三等奖13项。
三、开展活动的建议
(1)鼓励学生采用多种方式选题。生物科技创新实践活动研究课题的相关学科是非常丰富的,包括植物学、动物学、微生物学、生态学、环境学等。
(2)挖掘可利用的教育资源。我们应该因地制宜,深入挖掘教育资源,可以考虑学校和周围社区中哪些是可利用的资源,争取社会和家长的支持。
(3)提高生物教师的科研素质。生物教师要多参加各级科技活动的培训,多阅读科学研究方面书籍、报刊、杂志,多关注生活、关注社会,多收集相关案例,激发学生创新的兴趣。只有教师自己具备科学研究能力,才可能培养学生良好的科研素质。
参考文献:
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[2]对生物活动课的认识和思考解玉嘉《中学生物教学》,1999年02期.
[3]义务教育生物学课程标准修订组义务教育生物学课程标准(2011年版)[M].北京师范大学出版社,2012(2).
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