“自然选择学说”教学中应讲清楚的几个问题

“自然选择学说”教学中应讲清楚的几个问题 把学问过于用作装饰是虚假;完全依学问上的规则而断事是书生的怪癖。 “自然选择学说”教学中应讲清楚的几个问题 王锡安 自然选择理论是达尔文进化学说的核心，它阐明了生物进化的原因和过程，正确解释了生物的多样性和适应性。这段内容是“生命的起源和生物的进化”一章教学的重点与难点，下面谈谈在教学中应注意的几个问题。 一、关于“选择”的函义 “选择”这个概念大体上是指去留的意思，即淘汰和保留之意。 达尔文在从事生物进化理论的研究工作时，是从研究饲养动物和栽培植物的起源问题入手的。他研究了许多饲养动物和栽培植物的品种，总结概括了科学发展的成果和劳动人民的实践经验，得出了饲养动物和栽培植物起源于野生物种的正确结论，而且起源于同一野生物种的饲养动物或栽培植物有多个品种，相互之间有显著的性状差异，还发现每个品种都具有可以满足人类一定需要的经济性状。为什么经过人工培养的品种会这么多种多样，并且有符合人类需要的经济特性呢,达尔文通过对饲养动物和栽培植物育种工作的了解，以及向对饲养动物和栽培植物有丰富经验的人们进行调查访问，发现人类有目的地选择是使人类成功创造有用的动植物品种的关键，他把通过人类不断地选择而形成生物新品种的过程叫做“人工选择”。由于不同条件、不同地区和人们的不同需要，人工选择的结果，使得动植物培育品种具有多样性和符合人类需要的经济性状。 例如，有若干品种的家鸡起源于野生的原鸡。起初，这种野生原鸡被人们捕捉以后，放在不同地区和不同条件下饲养，因而发生了各种不同的变异，如有的鸡产卵多一些，有的鸡肥大一些。由于有人喜欢产卵多的鸡，他便选留了产卵多的鸡作种，进行交配繁殖后代，在这样的后代中，再选留产卵更多的鸡作种，同时淘汰那些产卵少的鸡，这样一代代选择下去。就培育出了诸如来航鸡之类的卵用鸡品种。根据同样的道理，也可以培育出象九斤黄之类的肉用鸡品种。 达尔文从人工选择进—步领悟到了自然界中各个物种的起源也有一个相似的选择过程。他把在自然界里，适合于环境条件(包括食物、生存空间、风土气候等)的生物被保留下来，不适合的被淘汰的过程叫做“自然选择”。但是，达尔文说过，他提出的“自然选择”这一名词并不确切，仅仅只是为了方便起见而采用的比用语，并非自然能有意识的去留。他认为在自然选择过程中，起选择作用的是客观存在的各种自然条件，而不是神。达尔文指出:“我所谓的自然，是指许多自然定律的综合作用及其产物。所谓定律，是指我们所能证实的各种事物的因果关系”。“选择”表现为这些自然条件对生物具有重大影响，凡适合于这些自然条件‎‎的生物得到生存，不适合这些自然条件的生物将被淘汰。 二、关于“生存斗争”的范围和形式 生存斗争是自然选择学说的四个要点之一。 当你还不能对自己说今天学到了什么东西时，你就不要去睡觉。 把学问过于用作装饰是虚假;完全依学问上的规则而断事是书生的怪癖。 各种生物都具有强大的繁殖能力。但是，由于生物生活的空间，适应生活的环境、赖以生存的食物等生活条件都是有限的。因此，为了获得生存机会，同种生物的不同个体之间、不同种生物之间、生物与外界环境之间都存在着斗争。生存斗争的结果导致大量个体死亡，少量生存。 达尔文在这里是把“生存斗争”这个名词“当作广意的和比喻的意义来应用的，其意义包含着这一生物对另一生物的依存关系，而更重要的是，也包含着个体生命的保持，以及它们能否成功地传流后代”。就是说，达尔文用“生存斗争”来概括生物在保存自己与传流后代中，与周围条件的各种复杂关系:既包括同种生物各个个体之间、不同种生物之间相互矛盾、斗争又相互依存的关系，又包括生物与无机环境之间的关系。这要求学生要充分认识生存斗争的广泛性和多种形式。 两只狼在饥饿时为争夺食物而进行的斗争，两只公鸡在繁殖时为获得母鸡而进行的相互搏斗，这是显而易见的生存斗争，它们属于种内斗争。达尔文认为，同种生物的个体生活在一起，由于生活条件很一致，因此竞争就很剧烈，即是说种内斗争最剧烈。 田里的稻苗与稗草为争夺水分、养料、阳光和空间等而进行着竞争;寄生物寄生在宿主体内或体表，从宿主体内获得营养，它们之间存在的寄生与被寄生的关系;草食动物以植物为食，肉食动物又以草食动物为食，它们之间存去的捕食与被捕食的关系;等等。这些生存斗争属于种间斗争。 同种生物的个体间存在的种内互助关系，异种生物间存在的“共生”、“共栖”等种间互助关系也是生物获得营养和防御敌害的一种生存方式。因此，也属于生存斗争的范畴。 同时，生物与无机环境(水、光、空气、温度、气候、土壤特性等)之间也存在着斗争。无机环境与生物的生存有密切的关系，如严寒与干旱会引起大量生物个体的死亡。生活在寒带地区的动物皮毛发达，具有冬眠或迁徒等特性，以此来与严寒作斗争。生活在沙漠的植物，根系都很发达，吸水力强，茎有储水功能，叶退化，减少蒸腾，以此来与干旱作斗争。这些也是生存斗争的一个方面。 生存斗争的形式是多种多样的，有的表现得剧烈，有的表现得温和，不一定是以矛盾、斗争的形式出现，生物间相互依存、互助互利的现象也是生存斗争的表现形式。 三、关于自然选择学说四个要点之间的关系 自然选择学说的主要内容包括四个要点:大量繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。其中，“大量繁殖少量存在”和“遗传变异”是生物界普遍存去的客观事实，而“生存斗争”和“适者生存”是达尔文根据前面的事实所作出的两个科学推论。 自然选择学说的四个要点是相互联系的，一定不能把它们分割开来孤立地理解。 首先，生物普遍具有的遗传性和变异性是自然选择的基础。遗传保证了物种相对的稳定性和连续性，且变异是在遗传的基础上进行的。但变异作为生物的一种属性，即生物体当你还不能对自己说今天学到了什么东西时，你就不要去睡觉。 把学问过于用作装饰是虚假;完全依学问上的规则而断事是书生的怪癖。 运动的一种表现形式，它能使生物改变旧的遗传性，产生新的遗传性，从而适应新的环境。它为生物进化提供了丰富多样且具有生存价值的可供选择的材料。 第二，自然选择是通过生存斗争来实现的。在生存斗争中，具有对生存有利的变异的个体适应环境而得到保存和发展，具有对生存不利的变异个体由于不适应环境而大量死亡，这就是适者生存，不适者被淘汰，生物的适应性就是这样形成的。同时，由于生物所生存的环境不同，所选择的变异类型也就不一样，这就是生物多样性的来源。所以，自然选择的结果造就了生物的多样性和适应性。 第三，自然选择是保留有利变异、淘汰有害变异的过程。也就是说，自然选择的结果必然包括两个方面:一方面是保留，一方面是淘汰，没有淘汰就谈不上保留，没有保留也谈不上淘汰，它们是一件事物内部互相矛盾又互相统一的两个方面。 第四，生物的过度繁殖将使生存斗争更加剧烈。同时，过度繁殖本身也是一种适应性，是自然选择的结果。一般说，低等生物适应力弱、成活率低，因此繁殖率就高;但高等生物特别是高等动物适应力强、成活率高，繁殖率就相应较低。 用一句话概括起来，那就是:遗传变异是自然选择的基础，生存斗争是过程，过程的结果是适者生存、不适者被淘汰。 所以说，生物进化的内在动力是本身具有的变异性，外部原因是起选择作用的环境条件在不断地发展变化，两者相互作用，促进生物向前进化发展。 四、关于“生物的变异是不定向的，而自然选择则是定向的” 在达尔文之前，拉马克提出的用进废退学说认为:生物对环境的适应来自定向变异，即生物是按照环境的要求来进行变异的，变异后的性状一定是适应环境的，没有不适应者，生物的需要决定进化的方向。因此，变异=适应。而达尔文的自然选择学说则认为变异不等于适应，有的变异适应环境，有的变异不适应环境，自然选择就是保留适应环境的，淘汰不适应环境的。其结果是保留下来的个体一定是适应环境的。所以，变异十选择=适应。按照达尔文自然选择学说，生物的变异一般是不定向的，而自然选择则是定向的。适应是特定的自然环境对生物的不定向变异作定向选择的结果，自然选择决定生物的进化方向。 怎样证明达尔文自然选择学说是正确的,又怎样理解“生物的变异是不定向的，而自然选择则是定向的”呢,下面我们用事实来说明。 农业生产上，普遍使用杀虫剂(如DDT等)，开始效果很好，但随着时间的推移用的剂量越来越大，最后失效了。原因是害虫对杀虫剂产主了抗药性，而且这种抗药性是能够遗传的，即形成了具有抗药力的品系。根据用进废退的观点:杀虫剂的使用促使害虫产生了变异，从而对杀虫剂有抵抗力，这种抵抗力是可以遗传的。根据自然选择的观点:害虫群体的各个个体间本身就存在着遗传差异，有的个体抗药力强，有的个体抗药力弱，在杀虫剂的作用下，前者死亡率低、生殖率高，后者死亡率高、生殖率低，经过几代繁殖后，整当你还不能对自己说今天学到了什么东西时，你就不要去睡觉。 把学问过于用作装饰是虚假;完全依学问上的规则而断事是书生的怪癖。 个群体中保留的个体大多数抗药力强。我们看下面的实验，就可以判断上述两种解释的正确与否。 把普通果蝇分成两组，第一组是把许多果蝇养在一起，让它们自由交配，同时用一定剂量的DDT来处理，随着果蝇群体一代代繁殖而逐代增加剂量，过了十多代以后，果蝇群体的抵抗力可以比原有果蝇品系增加了几百倍。这个实验仅证实了DDT可以增强果蝇的抗药性。第二组，不是把许多果蝇养在—起，而是每只瓶中放一雌一雄，繁育一个同父母的家系，如此繁育几十家系。再将每一个家系(即同父同母的兄弟姊妹)都分成两半，分养于两只瓶。一只瓶用DDT处理，另一只瓶不接触DDT，如某一家系被DDT处理的那一瓶死亡率高，整个家系(两只瓶)全部淘汰不要;如果死亡率低，就把另一瓶的那一半留下作种，仍然放一雌一雄交配，分别繁育几十个家系。然后再用同样的方法处理，如此一代代选择，十多代后同样选出了抗药力比原来品系增加几百倍的家系，而且抗药力增加的速度与第一组不相上下。 这个实验的结果，证明了达尔文自然选择学说的正确性。因为第二组所选出的抗药力很强的那个品系，其各代都没有同DDT直接接触过，DDT只作为选择的依据。因此在果蝇抗药力形成过程中，DDT并不能引起抗药性的产生，只起选择作用。所以说，变异是不定向的，自然选择是定向积累变异的。适应=变异+选择。 、达尔文进化学说的意义 五 首先，在思想方面:达尔文进化论为马克思主义哲学提供了重要的自然科学基础。在达尔文以前，人们对生物界的产生和发展处于无知阶段，达尔文进化论证实了生物的进化，并主张其进化的动力在自然界内部。由于达尔文进化论的创立，才使生命自然界的主要过程得以说明，归结为自然的原因。因此，进化论所揭示的关于生物界辩证发展的规律，便成为马克思主义的辩证唯物主义重要的自然科学基础。在达尔文提出进化论之前，在生物学领域内特创论占统治地位，达尔文的努力使人们从科学事实中认识到了特创论的虚伪本质。 第二，在学术内容方面:达尔文进化论是十九世纪自然科学的三大发现之一，它在生物学发展史上具有划时代的意义，开创了生物科学发展的新时代。进化论的提出，促进了生物学发生革命性的变革。在进化论思想的引导下，生物学各门分支学科有了新的研究方向，并得到了迅速的发展。这些分支学科的发展成果又反过来证实和丰富了进化论。 第三，在科学方法方面:科学上的伟大成就与科学方法上的进步是密不可分的。达尔文在科学方法方面的成就不仅直接导致生物进化论的创立，同时也在生物学研究方法上作出了极其重要的贡献。达尔文在研究中应用了多种研究方法，其中最主要的是历史方法和归纳法。历史方法是指在研究事物本身的同时，研究事物发生，发展过程的一种思维方法。正是由于这一方法与揭示生物界里的历史发展过程相吻合，它才能更有效地击中特创论的要害。历史方法对生物学发展产生了极其深远的影响，为后来许多生物科学家所效法。 自《生物学杂志》 当你还不能对自己说今天学到了什么东西时，你就不要去睡觉。