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有性生殖的演化

指数 有性生殖的演化

有性生殖的演化由若干个相互竞争的科学假说所描述。所有有性生殖的真核生物都来自一种单细胞、真核的共同祖先。 很多原生生物,以及大多数多细胞的动物,植物和真菌,都进行有性生殖。有少数物种,如 Bdelloidea 和一些单性结实的植物,次生的失去了这一特性。性的进化包括两个相关却不同的主题:“性的起源”和“性的维持”。然而,由于性的起源的学说难以通过实验检测,目前的主要工作集中于有性生殖的维持方面。 似乎性周期的维持是因为有利于提高子代的品质(适应度),尽管减少了后代的总数量。(性的双重代价)为了使性在进化上有优势,它必须与显而易见的后代适应度的增加相联系。对有性生殖的优势最常见的解释在于“遗传变异的创造”。另一个解释则基于两个分子方面的优势。第一个是重组DNA修复的优势(在减数分裂中得到促进,因为这段时间同源染色体联会),另一个则是互补作用造成的优势(也叫做杂种优势)。 对创造遗传变异的优势,有三个可能的理由使它可能发生。首先,有性生殖可以把两个有利的突变集中于同一个个体上(性帮助有利特性的传播)。并且,这些必须的突变并不必要在同一系列的子代上接连发生。第二,性可以集中当前有害的突变而创造极度不适合的个体;这些个体随后即被种群淘汰掉。然而,必须注意到,在只有一条染色体的生物中,有害的突变体将会立刻被清除,所以这个解释不太像有性生殖的益处。最后,性可以创造新的基因组合,它们也许比起先前出现的更加适应,或者只是简单的导致亲属之间竞争的减弱。 对由于DNA修复的优势而言,通过减数分裂期间的重组DNA修复对DNA损坏的清除立刻有一个巨大好处,由于这个清除允许了具有未损坏的DNA时更大的后代存活率。互补作用对每一个性伴侣的优势,是通过另一个伴侣给出的正常显性基因的掩盖效应,避免后代有害隐性基因产生的有害效应。 基于变异的创造的假说被进一步细分如下。意识到任意数量的这些假说在任意给定的物种中都可能为真(它们并不是互斥事件),并且不同的假说可能应用于不同的物种这一点很重要。 另一方面,基于DNA修复和互补作用的有性生殖的维持广泛适用于所有的进行有性生殖的物种。对维持有性生殖所做的这个解释会在6.2节进一步探索。.

22 关系: 动物原生生物单细胞生物单性结实奥古斯特·魏斯曼亚里士多德伊拉斯謨斯·達爾文减数分裂元古宙Bdelloidea突变真菌真核生物DNA修復適應度聯會RAD51查尔斯·达尔文杂种优势植物有性生殖性交

动物

動物是多細胞真核生命體中的一大類群,統稱為動物界。動物身體的基本形態會隨著其發育而變得固定,通常是在其胚胎發育時,但也有些動物會在其生命中有變態的過程。 大多數動物能自發且獨立地移動探索,只有極少數的動物(如珊瑚)是固定在一點無法移動。動物行為學是研究動物行為的科學,較著名的行為理論為康納德·洛倫茨提出的本能理論。 已發現的動物化石,多是在五億四千萬年前的寒武紀大爆發時的海洋物種。.

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原生生物

原生生物(学名:Protist,)指真核生物域中,不属于植物、动物和真菌的那些一般个体微小、多数为单细胞的、有细胞核和原生质膜包围的细胞器的真核生物。原生生物谱系是一个并系群而非单系群,因为它们并不是一个自然类群,各个大类群之间差异很大且不知道他们的派生关系,只是为了研究方便,将这些细胞结构、繁殖和生活史等方面表现出很大的差异的生物暂时归为一类。 原生生物主要生活在包含液态水的环境中。藻类等原生生物会进行光合作用,同时他们也是生态系统中的初级生产者,在海洋中这类生物属于浮游生物。其他的原生生物会导致一系列的较为严重的人类疾病,这类生物有比如动质体和顶复门动物等,导致的疾病包括部分種類的阿米巴原蟲、疟疾和非洲锥虫病等。 单细胞原生生物虽没有细胞分化,为了执行各种生物学功能,结构更为复杂。结构复杂、变异多样的始祖原生生物发展成为现代原生生物的祖先以及多细胞真核生物——植物、真菌和动物。.

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单细胞生物

生物可以根据构成的细胞数目分为单细胞生物和多细胞生物。单细胞生物只由单个细胞组成,而且经常会聚集成为细胞集落。單細胞生物能獨力完成新陳代謝及繁殖等活動。 地球上最早的生物大約在距今35億至41億年前形成,原核生物是最原始的生物,如細菌和藍綠藻且是在溫暖的水中發生。?! 单细胞生物包括所有古细菌和真细菌和很多原生生物。根据旧的分类法有很多动物,植物和真菌多是单细胞生物。变形虫算作单细胞动物,它的一些种类却算作粘菌,带鞭毛的鞭毛虫如眼虫有时被归为单细胞藻类或者是单细胞动物。新的分类法中,所有的真核单细胞生物都算作原生生物。 粘菌根据最近的研究认为可以独立成界,虽然他们在正常情况下为单细胞,但其直径大小可达80厘米。它可以勉强被归到真菌中,因为它们也会呈现出类似变形虫的状态。 单或多细胞生物的分类只是描述性的,并不能提供任何亲缘、新陈代谢、构造和习性方面的信息。 植物单细胞生物一个特殊的形式是它们有被膜。.

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单性结实

在植物学和园艺学上,单性结实(Parthenocarpy)是指天然或人工作用下使胚珠不经授粉而结果的現象。在胚珠未經受精的情況下,子房產生發育而形成无籽果实(Seedless fruit)。与种子败育(Stenospermocarpy)不同,单性结实发育出来的果实是真正无籽的;而通过种子败育发育出来的果实,事实上只是由于在种子很小的时候发生了胚胎放弃,而使得种子保持在了很小和败育的状态而已。 单性结实像种子败育一样,偶尔也会在自然界以突变的形式出现。出現單性結實的個體無法經由有性生殖繁殖,但仍可藉由無性生殖的方式產生後代。影響單性結實的主要因素為植物激素的作用,生長素、吉貝素和離層素等都對單性結實有顯著的影響,且各激素的平衡對單性結實的影響大過單一激素的影響。溫度、光照等環境因子也會透過影響植物激素的合成而間接影響單性結實。.

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奥古斯特·魏斯曼

弗里德里希·利奥波德·奥古斯特·魏斯曼(,1834年1月17日 - 1914年11月5日),德国的--生物学家。恩斯特·迈尔将他列为19世纪第二个最显着重要的--理论家,仅次于達爾文。魏斯曼曾任弗赖堡动物学研究所主任和第一动物学教授。他的主要贡献是提出种质学说。 Category:德國動物學家 Category:德國遺傳學家 Category:演化生物學家 Category:法蘭克福人 Category:皇家学会外籍会员 Category:1834年出生 Category:1914年逝世.

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亚里士多德

亞里士多德(Αριστοτέλης,Aristotélēs,),古希腊哲学家,柏拉圖的學生、亚历山大大帝的老師。他的著作包含許多學科,包括了物理學、形而上學、詩歌(包括戲劇)、音乐、生物學、經濟學、動物學、邏輯學、政治、政府、以及倫理學。和柏拉圖、蘇格拉底(柏拉圖的老師)一起被譽為西方哲學的奠基者。亞里士多德的著作是西方哲學的第一個廣泛系統,包含道德、美學、邏輯和科學、政治和形而上学。 亞里士多德关于物理學的思想深刻地塑造了中世紀的學術思想,其影響力延伸到了文藝復興時期,雖然最終被牛頓物理學取代。在動物科學方面,他的一些意見仅在19世纪被确信是準確的。他的学术领域还包括早期关于形式逻辑理论的研究,最终这些研究在19世纪被合并到了现代形式逻辑理论裡。在形而上學方面,亞里士多德的哲學和神學思想在伊斯蘭教和猶太教的傳統上產生了深遠影響,在中世紀,它繼續影響着基督教神學,尤其是天主教教會的學術傳統。他的倫理學,虽然自始至终都具有深刻的影响,后来也随着新兴現代美德倫理的到来获得了新生。今天亞里士多德的哲學仍然活躍在學術研究的各个方面。在經濟學方面,亞里士多德對於經濟活動的分類與看法持續影響到中世紀與重農主義,直到被亞當斯密的古典經濟學派取代為止。雖然亞里士多德寫了許多論文和優雅的對話(西塞羅描述他的文學風格為“金河”),但是大多數人認為他的著作现已失散,只有大約三分之一的原创作品保存了下來。.

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伊拉斯謨斯·達爾文

伊拉斯謨斯·達爾文(Erasmus Darwin,)是一位英國醫學家、詩人、發明家、植物學家與生理學家。在多門自然科學領域中有所貢獻,並且在詩作中融入了自然界的事物,以及早期的演化思想。他是達爾文-威治伍德家族成員,查爾斯·達爾文的祖父及法蘭西斯·高爾頓的外祖父。.

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减数分裂

減數分裂(meiosis)是一種特殊的細胞分裂方式,會使得染色體的數目減半,製造出單倍體細胞,每條染色體源自於其親代細胞 。這個過程會發生在所有以有性生殖進行繁殖的單細胞或多細胞真核生物體內,包括動物、植物、以及真菌Bernstein H, Bernstein C, Michod RE (2011).

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元古宙

元古宙(Proterozoic,符号PR),又稱元古代、原生代,是地质时代中的一個時期,开始于同位素年龄2500Ma(百万年前),结束于542.0±1.0Ma。元古宙包括了古元古代、中元古代、新元古代。元古宙属于前寒武纪(也是元古宙較不正式的名稱),上一个宙是太古宙,下一个宙是显生宙。 Proterozoic是希腊语词根protero-,意思是更早(former, earlier)与zoic-,意思是动物(animal, living being)。.

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Bdelloidea

#重定向 蛭形轮虫.

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突变

突变(Mutation,即基因突变)在生物学上的含义,是指细胞中的遗传基因(通常指存在於細胞核中的去氧核糖核酸)发生的改变。它包括单个碱基改变所引起的点突变,或多个碱基的缺失、重复和插入。原因可以是细胞分裂时遗传基因的复制发生错误、或受化学物质、基因毒性、辐射或病毒的影响。 突变通常会导致细胞运作不正常或死亡,甚至可以在较高等生物中引发癌症。但同时,突变也被视为演化的“推动力”:不理想的突变会经天择过程被淘汰,而对物种有利的突变则会被累积下去。中性突變(neutral mutation)对物种沒有影响而逐渐累积,会导致间断平衡。.

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真菌

真菌即真菌界(学名:Fungi)生物的通称,又稱菌物界,是真核生物中的一大類群,包含酵母、黴菌之類的微生物,及最為人熟知的菇類。真菌自成一界,與植物、動物和原生生物相區別。真菌和其他三種生物最大不同之處在於,真菌的細胞有含幾丁質為主要成分的細胞壁,而植物的細胞壁主要是由纖維素組成。卵菌和黏菌、水黴菌等在構造上和真菌相似,但都不屬於真菌,而是屬於原生生物。研究真菌的學科稱為真菌學,通常被視為植物學的一個分支。但事實顯示,真菌和動物之間的關係要比和植物之間更加親近。 雖然真菌遍及全世界,但大部分的真菌不顯眼,因為它們體積小,而且它們會生活在土壤內、腐質上、以及與植物、動物或其他真菌共生。部分菇類及黴菌可能會在結成孢子時變得較顯眼。真菌在有機物質的分解中扮演著極重要的角色,對養分的循環及交換有著基礎的作用。真菌從很久以前便被當做直接的食物來源(如菇類及松露)、麵包的膨鬆劑及發酵各種食品(如葡萄酒、啤酒及醬油)。1940年代後,真菌亦被用來製造抗生素,而現在,許多的酵素是由真菌所製造的,並運用在工業上。真菌亦被當做生物農藥,用來抑制雜草、植物疾病及害蟲。真菌中的許多物種會產生有的物質,稱為(如生物鹼和聚酮),對包括人類在內的動物有毒。一些物種的孢子含有精神藥物的成份,被用在娛樂及古代的宗教儀式上。真菌可以分解人造的物質及建物,並使人類及其他動物致病。因真菌病(如)或食物腐敗引起的作物損失會對人類的食物供給和區域經濟產生很大的影響。 真菌各門的物種之間不論是在生態、生物生命周期、及形態(從單細胞水生的壺菌到巨大的菇類)都有很巨大的差別。人類對真菌各門真正的生物多樣性了解得很少,預估約有150萬-500萬個物種,其中被正式分類的則只有約5%。自從18、19世紀,卡爾·林奈、克里斯蒂安·亨德里克·珀森及伊利阿斯·馬格努斯·弗里斯等人在分類學上有了開創性的研究成果之後,真菌便已依其形態(如孢子顏色或微觀構造等特徵)或依生理學給予分類。在分子遺傳學上的進展開啟了將DNA測序加入分類學的道路,這有時會挑戰傳統依形態及其他特徵分類的類群。最近十幾年來在系统发生学上的研究已幫助真菌界重新分類,共分為一個亞界、七個門、及十個亞門。.

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真核生物

真核生物(学名:Eukaryota)是其细胞具有细胞核的单细胞生物和多细胞生物的总称,它包括所有动物、植物、真菌和其他具有由膜包裹着的复杂亚细胞结构的生物。 真核生物与原核生物的根本性区别是前者的细胞内含有细胞核,因此以真核来命名这一类细胞。许多真核细胞中还含有其它细胞器,如粒線體、叶绿体、高尔基体等。 由于具有细胞核,因此真核细胞的细胞分裂过程与没有细胞核的原核生物也大不相同。 真核生物在进化上是单源性的,都属于三域系统中的真核生物域,另外两个域为同属于原核生物的细菌和古菌。但由于真核生物与古菌在一些生化性质和基因相关性上具有一定相似性,因此有时也将这两者共同归于新壁總域演化支。 科學家相信,從基因證據來看,真核生物是細菌與古菌的基因融合體,它是某種古菌與細菌共生,異種結合的產物。.

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DNA修復

DNA修复是细胞中经常运行的一种进程。它使基因组免受损伤和突变,因此对细胞的生存是很重要的。在人的细胞中,一般的代谢活动和环境因素(如紫外线和放射線)都能造成DNA损伤,导致每个细胞每天多达1,000,000处的分子损害。这些损害给DNA分子造成结构上的破坏,由此可大大的改变细胞阅读信息和基因编码的方式,其餘的損害引發在細胞基因體中的潛在有害突變,進而影響子細胞在進行有絲分裂後的存活。因此,DNA修复必须经常运作,以快速地改正DNA结构上的任何错误之处。當正常修復程序失效與細胞凋亡沒有發生,則不可回復的DNA損傷可能會發生,包含了雙股斷裂與DNA與DNA交互連結。 DNA修復的速度與許多因素有關,如細胞類型、細胞老化以及外在環境等。然而當細胞累積大量的DNA損傷老化時,DNA修复的速度下降,直至赶不上正在进行的DNA损伤的速度。这时,细胞可能遭受以下三种命运之一:.

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適應度

適應度(英語:Fitness),又可稱適存度或生殖成就,是生物學,特別是群體遺傳學、數理生物學中用來描述擁有某一特定基因型的個體,在繁殖上的成功率或能力。假如帶有不同基因型的個體擁有不同的適應度,那麼這些基因型的比例將會在世代交替之後有所變動。而造成這種比例變動的機制是自然選擇(天擇)。.

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聯會

聯會(英語:synapsis)是指在生物細胞進行減數分裂時,兩條同源染色體側向連接并排配對的過程。配對時會發生染色體互換並造成同源重組。 在聯會過程中,同源染色體會形成一種非永久性的亞顯微複合結構,稱為“聯會複合體”(synaptonemal complex, SC)。 Category:细胞生物学 Category:细胞遗传学.

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RAD51

Rad51是真核生物體內的一種蛋白質,相當於原核生物的RecA。從酵母菌到人類之間的變異不大。人類的Rad51含有339個氨基酸,於同源重組中扮演主要角色,參與搜尋同源部位與DNA的配對過程。 人類的Rad51的基因位於第15號染色體。包括此基因在內,哺乳類共有七種類似recA的基因,包括Rad51、Rad51L1/B、Rad51L2/C、Rad51L3/D、XRCC2、XRCC3以及DMC1。.

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查尔斯·达尔文

查尔斯·罗伯特·达尔文,FRS(Charles Robert Darwin,)又譯達爾溫,英国博物学家、生物學家,達爾文早期因為地質學研究而著名,而後又提出科學證據,證明所有生物物種是由少數共同祖先,經過長時間的自然選擇過程後演化而成.

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杂种优势

杂种优势(Heterosis)是一个用在遗传学和人工育種上的术语。杂种优势是指杂交种通过继承其父母的不同的优势,可能获得一个更好的生物特性(但是也可能雜交後只繼承了父母各自的缺點導致變得更差)。 杂种优势一般和近交衰退相对比。 相对的也有远交衰退,如杂种衰败,杂种由于生殖隔离等原因不能产生后代。.

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植物

植物(Plantae)是生命的主要形態之一,並包含了如乔木、灌木、藤類、青草、蕨類及綠藻等熟悉的生物。種子植物、苔蘚植物、蕨類植物和擬蕨類等植物,據估計現存大約有350000個物種。直至2004年,其中的287655個物種已被確認,有258650種開花植物15000種苔蘚植物(参见条目中表格)。綠色植物大部份的能源是經由光合作用從太陽光中得到的。.

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有性生殖

有性生殖是生殖的一种类型,它导致了后代加强基因多样化。它可以用两个进程刻画。第一个是减数分裂,涉及将染色体个数减半。第二个是受精,它使得两个配偶子融合,并恢复原来的染色体个数。在减数分裂时,每对染色体通常交叉以达到基因重组。 性的演变是现代演化生物学的重大谜团。最早的有性繁殖的生物的化石证据是来自狭带纪的真核细胞,距今约12到10亿年。有性生殖是绝大多数可见生命体的繁殖形式,包括几乎所有的动物和植物。细菌接合(bacterial conjugation),也就是两个细菌之间的DNA转移,有时被错误地视为有性生殖,因为机理其实很相似。 当代进化论观点提出了为何虽然单性生殖在有些方面是更强的生殖形式,但有性生殖依然持续存在的一些理由。有性生殖可能是因为在进化树本身上的压力而保持下来 - 因为通过有性重组比单性繁殖更能产生适应变化的环境的分支,並有效處理突變與寄生蟲而将物种散布出去。或者,有性生殖可能像'棘轮'那样控制了进化发展的速度,因为一个进化枝会和另一个竞争有限的资源。.

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性交

性交(Sexual intercourse),或稱性交媾,也被人們稱為陰道交(vaginal sex)或阴道性交(vaginal intercourse),指的是將一般為勃起狀態的陰莖跟陰道互相接合及在內磨擦的過程,主要目的是为了令自身獲得性快感、繁殖下一代Sexual intercourse most commonly means penile–vaginal penetration for sexual pleasure and/or sexual reproduction; dictionary sources state that it especially means this, and scholarly sources over the years agree.

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