首页 -> 2007年第12期
浅谈生物进化的环境遗传及机制
作者：高 芳
一、环境渐变和自身努力获得性遗传引起的进化
当大海干涸、海洋变成了沼泽，大多数鱼类因为不能适应环境，数量越来越少，交配机会越来越少，直到最后彻底灭种。有些鱼类就有这样一些机会，当它在水里蹦蹦跳跳的时候，一不小心就跳到了泥潭里——水太浅了。它在空气中是不能长时间存活的，它要扑腾、跳跃，不得不用游泳的鳍支撑身体。它的呼吸系统腮，不得不在空气中努力的喘几下。好在问题不大，很快回到水里了。以后经常有这种在陆地上挣扎的机会，这些鱼的呼吸系统，鳍经常得到锻炼，久而久之，在陆地上呆上较长的时间也感觉不那么窒息了，鳍也变得发达了。
这些鱼由于生活在半水半旱沼泽地区，一生中在陆地上活动的机会较多，它们的前后鳍、呼吸系统得到了一定锻炼。但是，鱼的一生是短暂的，在一生中，它器官上的这种变化是微弱的，微不足道的，鱼类进化到两栖类不可能一代两代鱼在泥潭里挣扎几下就能实现的，它是靠一代代鱼漫长努力的结果。还有一个前提条件，半水半旱的沼泽地区要保留的时间很长，让鱼既不能因为无水而灭种，又有在陆地锻炼的机会。一些海洋渐渐变成了沼泽地区，是半水半旱，鱼类经常跳到了泥潭，在泥潭中前后鳍要划动，久而久之，前后鳍就变得有劲了，鳍上肌肉变的发达，鱼的一生是短暂，这种在陆地上的锻炼，在鱼的一生中，使鱼肌体上的的变化是十分微弱的，那么从鱼类进化为两栖类，肢体上的变化是十分重大的，显然，这种进化是许多代鱼逐渐积累而成的，就像火炬传递一样。
沼泽地区的鱼通过不断在陆地上的锻炼，它的器官相对终身在水里生活的鱼，发生了适应陆地的相对微弱变化。这种微弱的变化会传递给下一代，它的儿女生下来之后，即使从没有在陆地上锻炼过，但某些器官已经具有了适应陆地的微弱变化，直接享受了父母的努力成果。这就是获得性遗传。新生下来的鱼通过遗传享受前代适应陆地环境性状的基础上，通过一生在陆地上的锻炼，各器官更加适应陆地环境了，它再把更加适应陆地环境的性状传给下一代，下一代在前辈努力的基础上，继续适应陆地，这样，经过每一代的缓慢适应给下一代遗传，像接力跑一样，每一代跑一小步，最后鱼类器官发生重大变化，进化就跑出了一大步，从鱼类进化为两栖类。
二、环境对生物直接的选择及结果
大多数生物的进化都由于环境逼迫，以及为了适应环境而自身努力和获得性遗传等因素而完成进化，但研究发现，有时环境可以占据主导因素。榆林过去是草原环境，草原动物、植物随处可见，现在的榆林成了沙漠环境，许多温带植物像白桦、丁香等在这一带越来越少。原来草原动物像狼、野山羊也在这一带逐渐绝迹，当地动物种类越来越少，这都是环境对生物的选择、淘汰。经过观察，鸟类种类和数量减少的速度十分惊人，天空基本还是原来的天空，那么它们的种类和数量为什么越来越少呢？研究发现：首先鸟类栖息的环境受到了极大变化，特别是鸟类喜欢栖息的沼泽、河岸、沙洲、树林、森林遭到了极大破坏：沼泽、河岸干涸，森林、树林被砍伐，沙洲被开发为旅游区，比如榆林的红碱淖，特别是银川的沙湖，沼泽沙洲被开发，水鸟海鸟无法栖息。过去天空该出现大雁的季节里，现在天空中很少能够看到，现在候鸟已经不多见了，这是由于大雁等候鸟栖息的沙洲、沼泽已被破坏，它们无法安全休息、产卵。其次，产卵问题。鸟类没有合适的地方产卵，或者卵的安全受到严重威胁。鸟类产卵的沙洲、河滩、沼泽、大树有的消失、有的被破坏。再者人来人往，一方面使得鸟类不能安详产卵，雌鸟经常受惊。另一方面，使得卵经常被偷、被盗，被踩、被压。所以鸟类的数量在目前这种自然选择下，必然越来越少。可以看出，自然选择是自然对生物的一个筛选过程，把能适应环境的种类或性状保留，不能适应环境的被淘汰。
三、环境的多样性引起生物种类的多样性
自然选择在一般情况下只能使得生物的种类越来越小，但环境的多样性决定了生物种类的多样性，这主要是由于生物主动的适应不同环境所致。比如一座山的山顶上寒冷干燥，而在山脚下就是温暖湿润了。同一种植物在山脚下生活，由于温暖湿润，所以叶子也又大又薄，便于水分的蒸发，山顶上寒冷干燥，同样的植物叶子则又小又厚，用来保持水分。再比如人的皮肤，有白种人、黑种人、黄种人等，这些人种是怎样形成的？是祖先的基因不同所致吗？据我研究，人类祖先基因是相同的，肤色的不同，是由于人类祖先生活的环境不同，或者说为了适应不同的环境引起的差异。我们发现，黑色人种多生活在日照强烈的赤道附近。皮肤黑色素多是为了防止紫外线对皮肤的伤害，是机体主动适应环境的表现。这种性状虽然是由于环境造成的，但由于获得性遗传，通过基因的形式传给了后代，以后即使刚生下来的小孩没晒过太阳，肤色也是黑的。大家知不知道圣诞老人是从哪里来的，是从北极的森林里来的，这也许给我们揭示了一个白人祖先从哪里起源的问题——起源于寒冷的森林。森林下部由于遮蔽，光照不足，所以皮肤光照少，所以泛白。这种性状是由于环境造成的，但由于获得性遗传，通过基因的形式传给了后代。以后不管白色人种生活在任何光照条件下，肤色都白。黄色人种生活的纬度不高不低，皮肤受日光照射介于白色人种和黑色人种之间，所以皮肤黑色素的含量介于二者之间，但我们发现，皮肤黑色素的含量越靠近赤道越多，像东南亚人，虽然是白色人种，但肤色就比较黑了。
四、靠主观能动性导致的进化
一般生物的进化是由于环境对他的逼迫加上自己为了适应环境而进行的主观努力。但有些生物的进化和环境的逼迫关系不大，主要由自身的欲望和主观需求造成的。比如一些原始单细胞生物的鞭毛，它完全是由于欲望驱动产生的，生物为了运动摄取食物，底部的某些细胞经常运动，摆动，这样逐渐拉长、突出，成为鞭毛。生物四肢末端的趾，也是生物为了主动抓取食物，逐渐形成的。生物的视觉、听觉、味觉以及全身神经系统，也主要靠的自己主观能动性形成、完善、完成的。再来看下肢瘫痪的残疾人的手，多少年后，长得比其他人的大，这就是手用的太多的结果——用进废退，如果他的这种大手性状在生孩子前已经形成，很可能生下来的孩子比其他孩子手略大，这就是用进废退和获得性遗传。