退行進化

退行進化

退行進化一詞是E.D.科普(E.D.Cope)創造的。是向上進化的反義詞。其內容是指一種與某一持續進化方向相反的變化,即從現象上看是向退化方向變化的。退行進化指向退化方向的變化,與前進進化相對。

中文名稱退行進化
英文名稱regressive evolution
定  義向退化方向的變化。與前進進化相對。
套用學科遺傳學(一級學科),進化遺傳學(二級學科)

基本介紹

簡介,歷史,重要觀點,案例,洞穴動物眼的退化,被子植物的退化,

簡介

動植物演化的總體趨勢是進化(或複雜化),但偶爾也會出現退化(或簡單化)的情形,譬如洞穴動物和寄生物。

歷史

布豐在比較解剖學研究中發現存在不完善、沒有用處和退化的器官(如豬的側趾雖己失去了功能,但內部的骨骼仍是完整的),因此質疑如果物種是萬能的上帝創造的,那么這些無用的器官怎么會存在呢?他認為有些物種是退化而來的。
醫生達爾文 E(達爾文的祖父)討論了退化的結構和痕跡器官,認為它們是“進化上的創傷”。
拉馬克認為經常使用或不使用身體的某一部分會相應地引起該部分力量的變化,而且導致該部分體積上相應的增大或減小,即所謂的用盡廢退。
錢伯斯指出,“進化”並不就等於“進步”,而是好的條件會導致進步,差的條件會導致退化。

重要觀點

黑格爾在其《自然哲學》中介紹了關於生物發展的二種觀點:進化與流射,“進化是從不完善的、缺乏形式的東西開始,它的進程是這樣的:首先出現的是濕潤含水的產物,從水中出現植物、水螅類和軟體動物,然後出現了魚類,隨後是陸生動物,最後從這些動物產生了人......流射進程的說法,是東方固有的;流射是一種退化的階序,這種階序是從完善的東西,從絕對的總體,從上帝開始的,上帝進行了創造,出現了星光、閃電和上帝的一些映象,以致最初的映象就和上帝及其相似。這種最初的創造又能動地進行了創造,不過是創造了更不完善的東西,如此向下創造,以致每一被創造的東西總是又能進行創造,直到創造出否定的東西、物質和極惡......兩種過程都是片面的和表象的......這些形式是同時存在的;永恆的神聖的過程是一種向著兩個相反方向的流動,兩個方向完全相會為一,貫穿在一起......進化也是退化”(黑格爾1986)。顯然,黑格爾以他獨特的辯證視角,主張在生命演化過程中進化與退化同時並存,貫穿如一。
達爾文說,“不使用,有時借自然之助,往往會使在改變了的生活習性或生活條件下變成無用的器官而縮小;根據這一觀點,我們便能理解殘跡器官的意義。但是不使用和選擇一般是在每一生物到達成熟期並且必須在生存鬥爭中發揮充分作用的時期,才能對每一生物發生作用,所以對於早期生活中的器官沒有什麼影響力;因此那器官在這早期年齡里不會被縮小或成為殘跡的……帶著毫無用處的鮮明印記的器官,例如小牛胚胎的牙齒或許多甲蟲的聯合翹翅下的萎縮翅,竟會如此經常發生……殘跡狀態下的器官清楚地示明了,一種早期祖先的這種器官是充分發達的;在某些情形里這意味著它的後代已發生過大量變異”。達爾文說,“自然選擇十分可能逐漸使一種生物適合於這樣一種狀況,在那裡幾種器官將會成為多餘的或者無用的:在這種情形下,體制的等級就發生了退化現象”。

案例

洞穴動物眼的退化

一些動物可終身棲息於黑暗的洞穴(如石灰洞、溶岩洞等),這些洞穴動物(caye animal)包括魚、螈、蜘蛛等,它們體內通常缺少色素,眼睛退化或完全消失。不論這些動物在歷史上因為何種原因而誤入洞穴,它們已經習慣了黑暗的世界,乃至無法在光明的世界中生存。
洞穴中的盲魚—寬吻盲鮰洞穴中的盲魚—寬吻盲鮰
達爾文也是用拉馬克的用盡廢退和獲得性遺傳來說明洞穴動物眼睛退化的原因,當然加上了他的自然選擇。他說,“鼴鼠和某些穴居的嚙齒類動物的眼睛是殘跡的,並且在某些情形下,它們的眼睛完全被皮和毛所遮蓋。眼睛的這種狀態大概是由於不使用而逐漸縮小的緣故,不過這裡恐怕還有自然選擇的幫助”。他在談到南美洲的一種穴居齧齒動物Ctenomys時推測,“因為眼睛常常發炎對於任何動物必定是有損害的,同時因為眼睛對於具有穴居習性的動物肯定不是必要的,所以在這種情形下,它們的形狀縮小,上下眼臉黏連,而且毛生在上面,可能是有利的;倘使有用,自然選擇就會對不使用的效果有所幫助” (Darwin 1872)。

被子植物的退化

一些水下的被子植物還向浮游藻類進行強烈的趨同演化—結構簡化和小型化、生殖趨於無性化。下面用一種漂浮植物—蕪萍屬Wolffia(屬浮萍科Lemnaceae)的演化來予以說明。
蕪萍是最小的開花植物、花最小的植物以及果實最小的植物,其中一種叫做圓球蕪萍(W. globosa)的種類大小只有約0.5 mm x 0.3 mm(圖1)。浮萍演化自天南星科的祖先,也就是芋頭類的植物,其中一種稱為水芙蓉的大漂(Pistia stratiotes)還漂浮在水上(圖2),據稱它就是浮萍的祖先。蕪萍幾乎可以說只是“一團細胞了”,根、莖、葉、維管束都退化掉了,有性生殖系統也簡化得只剩一枚雄蕊和一枚雌蕊,整個花只有針尖般大。
圖2 大漂圖2 大漂
圖1 圓球蕪萍—世界上最小的開花植物圖1 圓球蕪萍—世界上最小的開花植物
蕪萍以無性生殖為主,即在葉狀體(植物體)一端的芽囊里直接長出另一個新的葉狀體,新的葉狀體長大後就脫離母體而獨立生長,然後自身又能再生出一個更新的葉狀體,如此不斷的循環(圖1)。蕪萍偶爾也能進行有性生殖:花的構造可以說是極度的簡化,可能是靠風或水來傳粉,雖是雌雄同體,但必須異體授粉,因為雌蕊會先成熟,柱頭部分伸出花腔開口,等雌蕊枯萎後,雄蕊才成熟伸出花腔開口。

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