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3.5 进化的实验研究
通过实验来研究进化原因或进化机制。有两类实验:一类是现代的实验生物学关于遗传和变异以及群体遗传组成的改变等实验研究,以揭示小进化的机制。事实上实验生物学各学科的许多研究内容都或多或少地与进化原因的探索有关。另一类实验是特意为进化研究设计的,这类实验可称为进化模拟实验。
进化模拟实验有以下三种形式。
① 自然界进化过程的实验室模拟。例如,在人为创造的类似自然环境的实验室条件下,观察实验种群在若干世代后的进化改变,多用于检验某些进化因素(如选择、随机因素、隔离等)的作用。
② 为验证某一理论或假说而设计的模拟实验。例如,有名的尤里-米勒(Urey-Miller)实验,是二人为验证他们的关于前生命的化学进化假说而做的模拟实验;奥巴林(А.И.Опарин)与福克斯(S. W. Fox)为验证他们的原始细胞起源的假说做过的实验。
③ 验证进化因素对进化方向、型式、速度的影响的计算机模拟。例如,诺普(D. M. Raup)和戈尔德(S. J. Gould)用编制的计算机程序模拟随机进化过程(Raup, Gould,1974)。又如,英国生物学家道金斯(R. Dawkins)也曾编制了一套计算机程序,应用于形态进化过程的模拟,他用此实验证明了随机因素在进化中起重要作用。
模拟实验通常被用于验证进化理论或假说,就这方面来说其意义是有限的。因为:① 实验条件与自然界实际情况之间总是有很大差距。自然界进化过程是在大得多的规模和长得多的时间中发生的,人工模拟是无法达到的。② 为验证某一假说而设计的模拟实验其设计的实验条件本身也是根据假说而给予的。例如尤里-米勒非生物有机合成实验中所给予的条件(含有甲烷、氨和氢的混合气体在放电的条件下在水面上进行合成反应)就是根据假设的原始地球上的环境条件。