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生命起源和演化范文第1篇

摘 要：免疫學(xué)是當(dāng)今生命科學(xué)的前沿學(xué)科之一。近年來，基于多物種比較的演化免疫學(xué)發(fā)展迅速，既為諸多基礎(chǔ)科學(xué)問題提供了答案，也為農(nóng)牧副漁和醫(yī)療保健領(lǐng)域帶來了新思路與新技術(shù)。該研究圍繞天然免疫和適應(yīng)性免疫從文昌魚到人的交替演化過程，將研究的問題進(jìn)一步凝練到適應(yīng)性免疫的起源上，擬解決如下關(guān)鍵科學(xué)問題：（1）目前并存的多種抗原受體多樣性形成機(jī)制如何起源與演化？是否還有未知的多樣性形成機(jī)制？（2）后口動物免疫信號通路的基本框架是什么？關(guān)鍵適應(yīng)性免疫信號通路是如何起源？其功能意義如何？（3）不同物種的免疫應(yīng)答尤其是適應(yīng)性免疫應(yīng)答的分子、細(xì)胞與組織器官基礎(chǔ)是什么？天然免疫和適應(yīng)性免疫如何交替演化？（4）哪些新發(fā)現(xiàn)的抗原受體與免疫分子具有那些潛在應(yīng)用價值？哪些免疫新機(jī)制與新策略將給病害防御帶來什么新思路和技術(shù)？該研究分為5個研究方向以中國文昌魚與七鰓鰻為主要研究對象，同時兼顧其他居于關(guān)鍵演化節(jié)點的物種，系統(tǒng)性地開展以下研究：（1）抗原受體多樣性的形成機(jī)制及其起源；（2）特異性免疫識別中結(jié)構(gòu)與功能的演化；（3）免疫信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的起源與演化；（4）天然免疫與適應(yīng)性免疫應(yīng)答的協(xié)作與交替演化；（5）原始淋巴細(xì)胞系與淋巴器官的起源與演化。通過系統(tǒng)性比較研究，我們力圖闡明各種免疫抗原受體（Ig、TCR和VLR等）的多樣性形成機(jī)制及其起源演化歷程；揭示適應(yīng)性免疫特異識別和信號傳導(dǎo)的分子、細(xì)胞與器官基礎(chǔ)及起源演化；揭示各類新穎的免疫分子尤其是VLR等的特異性抗原受體的功能特性。

關(guān)鍵詞：適應(yīng)性免疫 起源 演化

Abstract： Immunology is one of leading research fields in life science. The interest and effort on evolution immunology study are growing fast in the last 20 years， and the discovery in the field provides not only answers to many basic scientific questions， but also new technologies and methods for farming， animal husbandry and health care. Our team members have made a significant progress in the study of amphioxus-based evolution immunology under the support of last 973 program named “The 100 million years ascend of the origin of the immune system”. Based on the previous experience and achievements， we will continue focus on the origin and evolution of adaptive immunity and try to investigate the following questions including： （1） where does the origin of the diversity of antigen receptors come from？ and is there any other procedure except V（D）J recombination to introduce high diversity of antigen receptors； （2） which molecules are the main players in signal transduction in the Deuterostomia immunity？ What kind of functions of these molecules server as？ （3） Which molecules， cells and tissues are the fundamental bases for the adaptive immunology？ To address these questions， five projects have been developed in this 973 program. We will systematically study （1） the origin and evolution of the diversity of antigen receptors； （2） the evolution of the structure and function of the specific immune recognition； （3） the origin and evolution of immune signal transduction； （4） the collaboration between innate immunity and adaptive immunity along with their evolution； （5） the origin and evolution of immune cells and organs. Through these studies， we will try to elucidate the key time points and mechanisms of the evolution of antigen receptors， e.g. Ig， TCR and BCR； reveal the molecular， cellular and tissue basis for immune recognition and immune signal transduction， and clarify the functions of the ancestor molecules in adaptive immune system.

Key Words： Adaptive immunity； Origin； Evolution

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生命起源和演化范文第2篇

生物也遵循摩爾定律

在計算機(jī)行業(yè)中，有一個著名的“摩爾定律”，這個定律說的是，單位面積的集成電路上的晶體管的數(shù)量每18個月就增加一倍。由于這個定律的存在，電子微芯片上的晶體管數(shù)量呈現(xiàn)指數(shù)增長，并且一直在持續(xù)著，于是芯片的運算速度越來越快。

有人根據(jù)摩爾定律描述的速率向過去反推，尋找芯片上最早出現(xiàn)晶體管的時刻，那個時間點是20世紀(jì)60年代，和芯片上出現(xiàn)晶體管的實際歷史比較吻合。

另一個利用摩爾定律反推的例子是科學(xué)出版物。從1960年到1990年，科學(xué)出版物大約每15年增長一倍。如果我們根據(jù)這個增長速度回溯，就會找到科學(xué)出版物最早出現(xiàn)的時期，大約在1710年，也就是大科學(xué)家牛頓的時代，正好是現(xiàn)代科學(xué)開始的時期。

那么，如果把摩爾定律應(yīng)用到生物進(jìn)化領(lǐng)域，會有什么有趣的結(jié)論呢？

美國的國家老齡化問題研究所的阿列克謝?沙羅夫和自己的同事一起，把摩爾定律用于生命的復(fù)雜性的研究。生物學(xué)家知道，生命的復(fù)雜性隨著時間而不斷增加，從原核生物到真核生物到更復(fù)雜生物如蠕蟲和魚，最后到哺乳動物。復(fù)雜性的增加呈現(xiàn)出指數(shù)增長的變化，很像是摩爾定律描述的現(xiàn)象，所以沙羅夫用摩爾定律的方式套用到生物復(fù)雜性上，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，生物的復(fù)雜性大約每3.76億年增長一倍。

生物復(fù)雜性增長與芯片晶體管增加都遵循摩爾定律，這其實也很好理解。因為生命遺傳物質(zhì)是基因，基因是有許多堿基對構(gòu)成的。堿基對就好比是芯片上的晶體管，基因就好比是芯片上不同位置的晶體管群，能夠執(zhí)行各種功能，而細(xì)胞中的染色體就像是芯片，上面“鑲嵌”了大量的基因。

生命起源

比地球年齡還早？

現(xiàn)在，有趣的問題來了：如果我們從現(xiàn)在的生物復(fù)雜性反推，尋找生命首次出現(xiàn)遺傳物質(zhì)堿基對的時間點，也就是生命真正誕生的一刻，會是什么時候呢？

沙羅夫很快就計算出了那個時間點：距今97億年前，誤差上下不超過25億年。換句話說，生命起源于大約100億年前，至少也起源于距今70多億年前。

此言一出，許多科學(xué)家都跳了起來，因為科學(xué)界公認(rèn)，地球的年齡大約是46億年。他們立刻發(fā)現(xiàn)了一個嚴(yán)肅的問題，根據(jù)摩爾定律計算的生命起源的時間竟然比地球的年齡還久遠(yuǎn)很多。這怎么可能呢？

一些科學(xué)家認(rèn)為，沙羅夫把摩爾定律用于生命起源研究，可能是有問題的。也許生命的復(fù)雜性的增加并不是勻速的，也許早期的時候生命的復(fù)雜性增加得很快，而到近期生命復(fù)雜性的增加變慢了。所以沙羅夫用近期的復(fù)雜性變化趨勢來預(yù)測生命起源的時間，就會把生命起源的時間點估計得更古老，而實際的生命起源時間沒那么古老，應(yīng)該還在地球年齡以內(nèi)。

但沙羅夫不同意這些科學(xué)家的判斷。他提出，許多古老細(xì)菌的孢子具有很強(qiáng)的生存能力，可以在冰層中潛伏幾百萬年，然后遇到好的環(huán)境再次煥發(fā)活力。它們可以在很長的時間里復(fù)雜性變化不大。所以從生命演化的歷史上看，復(fù)雜性的增加基本上可以算作是勻速的。

沙羅夫相信生命起源于100億年之前。因為天文學(xué)研究表明，太陽實際上是從宇宙中的上一代恒星的灰燼中產(chǎn)生的，所以生命完全有可能在上一代恒星的時期就已經(jīng)誕生了，此后那些恒星雖然爆炸消失了，但一些生命的“種子”保存在恒星爆炸后殘余的星際塵埃和氣團(tuán)中。等到太陽這批恒星產(chǎn)生，太陽系這樣的星系出現(xiàn)后，生命的“種子”降落到地球上，開始了第二次進(jìn)化。

我們是第一批智慧生命

如果生命的確起源于100億年前，那么曾經(jīng)困擾天文學(xué)家的“費米悖論”也能得到解釋。費米悖論是著名物理學(xué)家費米提出來的，他設(shè)問，如果宇宙中存在大量的智慧生命，為什么我們至今仍然沒有遇到任何其他智慧生命呢？

生命起源和演化范文第3篇

摘 要：華北地臺周圍前寒武紀(jì)晚期的地層對比格架和演化歷史逐漸成為地質(zhì)學(xué)界研究的焦點，受到了國內(nèi)外地質(zhì)學(xué)家廣泛的關(guān)注。其中，從薊縣剖面的侵入巖或者間層火山灰中測得的鋯石U-Pb年齡已經(jīng)為華北地臺北緣中新元古代地層高精度年代格架提供了確鑿證據(jù)。這些年齡數(shù)據(jù)不僅解決了這套中新元古代地層的劃分和全球?qū)Ρ葐栴}，而且為前寒武紀(jì)生物的起源和演化也提供了時間錨點。相比之下，由于缺乏可靠的同位素年齡制約，華北地臺南緣的汝陽群和洛峪群，蘇皖北部的徐淮群、遼南地區(qū)的金縣群、五行山群、細(xì)河群、永寧群的沉積時限和地層歸屬問題一直存在爭議。同樣，華南南華系（也即國際上的成冰系）的底界及年齡、長安冰期和古城冰期的年齡以及南華系的劃分及對比問題也一直未得到解決。華北地臺北緣和南緣這套中-新元古代地層蘊含著豐富的疑源類和宏觀藻類以及可能的后生動物實體化石和遺跡化石等生命信息，而且其沉積過程伴隨著哥倫比亞超大陸的裂解。華南成冰系地層的沉積伴隨著羅迪尼亞超大陸的裂解演化，冰期蘊含豐富的疑源類、宏觀藻類和多細(xì)胞動物化石，因此，對華北地臺周邊元古代地層以及華南成冰系地層進(jìn)行精確的年代約束、重新厘定其地層劃分對比，將為哥倫比亞超大陸和羅迪尼亞超大陸的裂解演化以及早期生命的起源演化等重大科學(xué)問題提供新的年代學(xué)證據(jù)。

關(guān)鍵詞：華北 華南 元古代 地層 沉積年齡

Abstract：Late Precambrian stratigraphic correlation framework and evolution history around the areas bordering the North China Craton （NCC） has increasingly become the target of intense research that attracted comprehensive domestic and foreign attention. Intermittent reports of zircon U-Pb ages from intrusive rocks or interbedded volcanic tuff beds within critical stratigraphic horizons have provided solid evidence for establishing high precision chronostratigraphic framework for the Meso-Neoproterozoic strata in the Jixian Section， northern margin of NCC. These absolute ages not only have contributed to the classification of the Meso-Neoproterozoic strata in NCC and its global correlation， but also have provided key age constraints on the origination and evolution of Precambrian biota， especially on the macroscopic algae. In contrast， owing to lack of reliable radiometric age constraints， the depositional ages and stratigraphic attributions of the Ruyang and Luoyu groups in the southern margin of NCC， the Xuhuai Group in northern Jiangsu and Anhui provinces， the Jinxian， Wuhangshan， Xihe， and Yongning groups in southern Liaoning Province has long been disputed. Likewise， the age of the Nanhuan System （equivalent of Cryogenian） in South China is loosely controlled. The Proterozoic strata bordering the NCC contain abundant acritarchs， macroalgae， and possible metazoan fossils， their deposition being accompanied by the breakup of Columbian Supercontinent. Likewise， the formation of Nanhuan System was accompanied by the breakup of Rodian Supercontinent， and contains abundant acritarchs， macroalgae， and multicellular life fossils. Accordingly， precisely dating the depositional ages of the Proterozoic sedimentary successions distributed in the north and south China blocks will provide new， reliable age constraints on the breakup history of Columbian and Rodian supercontinents， and on the origin and evolution of early life.

Key Words：North China； South China； Proterozoic； Strata； Depositional age

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生命起源和演化范文第4篇

關(guān)鍵詞：通識教育；人類生物學(xué)；遺傳學(xué)

教育的實質(zhì)應(yīng)該回歸以人為本，培養(yǎng)健全人格，全面提高人的素質(zhì)，高等教育尤為如此，不僅要追求優(yōu)質(zhì)的專業(yè)教育，更要踐行“以人為本”的通識教育。高等教育為我國現(xiàn)代化建設(shè)提供了人才保障，輸送了大量國家所需的專業(yè)人才。我國普通本科招生規(guī)模逐漸擴(kuò)大，入學(xué)率近50%，很快將跨入高等教育普及化發(fā)展階段。高等教育工作任重道遠(yuǎn)。結(jié)合國內(nèi)外教育歷史與現(xiàn)實，我國改革開放40年的高等教育實踐已經(jīng)證明，通識教育與專業(yè)教育同等重要，二者相輔相成。本文將通過通識課程人類生物學(xué)的教學(xué)實踐，總結(jié)和挖掘“以人為本”的教學(xué)理念和教學(xué)思路和方法，特別以人類遺傳學(xué)為案例，分析人的經(jīng)典屬性在通識教育中的核心地位。

1通識教育的核心理念

在通識教育的實踐中，各個大學(xué)都有自己的理解和實踐，也都遇到各種困惑和困難，包括理念的建立和課時的安排等，例如如何從繁多的專業(yè)課程學(xué)時中給通識課程分出學(xué)時等問題。狹義上講，通識教育是通與專的結(jié)合，而更廣義的理解應(yīng)該是如何踐行“以人為本”的教育理念。

清華大學(xué)成立了通識教育實驗區(qū)新雅學(xué)院。北京大學(xué)不僅成立了元培學(xué)院，而且在“通專”結(jié)合方面進(jìn)行了各種實踐。復(fù)旦大學(xué)在教與學(xué)兩方面推進(jìn)改革舉措，建立“以人為本，以德為先”的人才培養(yǎng)理念。浙江大學(xué)建立了竺可楨學(xué)院，在通專結(jié)合方面開設(shè)了一批高品質(zhì)的榮譽課程。武漢大學(xué)系統(tǒng)地發(fā)展了通識教育的核心理念，即“博雅弘毅，文明以止，成人成才，四通六識”。秉持“人文化成”之理念，以“成人”教育統(tǒng)領(lǐng)成才教育(http：//gec.whu.edu.cn/tszx/zxjj.htm)?！度祟惿飳W(xué)》作為該校最早開設(shè)的通識課程之一，始終踐行上述通識教育的核心理念，堅持“以人為本”作為經(jīng)典。從2008年開課以來，一直深受學(xué)生歡迎。歷經(jīng)“武大通識1.0”到“武大通識3.0”的建設(shè)，已經(jīng)成為通識教育的重要組成部分。

2人類生物學(xué)的教學(xué)實踐

2.1教學(xué)目標(biāo)、大綱與教學(xué)方法

素質(zhì)教育正成為當(dāng)今大學(xué)教育的趨勢。作為通識教育課程，《人類生物學(xué)》課程旨在培養(yǎng)大學(xué)生健全的人格，拓展與完善大學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，造就更多有創(chuàng)新潛能的復(fù)合型人才?！度祟惿飳W(xué)》是為各專業(yè)學(xué)生開設(shè)的全校性通識課程，適合于文科、理科、工科和醫(yī)學(xué)等專業(yè)大學(xué)生學(xué)習(xí)人類自身知識的課程。該課程通過現(xiàn)代化多媒體教學(xué)手段進(jìn)行展示，強(qiáng)調(diào)人類生物學(xué)知識的基礎(chǔ)與前沿、科學(xué)性與趣味性、實用性與交叉性、熱點問題與系統(tǒng)知識的有機(jī)組合，注重聯(lián)系實際，貼近生活，易于了解和接受。教學(xué)中反映人類生物學(xué)與理、工和人文社科等學(xué)科的交叉滲透，反映現(xiàn)代生命科學(xué)發(fā)展的最新成果，以及地球與人類生存發(fā)展的密切關(guān)聯(lián)。課程以“人是什么”為切入點，對人類自身的過去、現(xiàn)在和未來所涉及的生物學(xué)問題進(jìn)行講授?！度祟惿飳W(xué)》教學(xué)內(nèi)容選擇上始終體現(xiàn)人文關(guān)懷，貼近生命和生活，按照人類生物學(xué)知識范圍，設(shè)計若干知識模塊。教學(xué)共分6章(表1)。為了便于各專業(yè)本科生選修的時間靈活性，在總學(xué)時上壓縮到最小，安排一個學(xué)分，共16學(xué)時。在教學(xué)方法上，全部采用多媒體教學(xué)。教學(xué)手段主要包括自制幻燈片、自制多媒體鏈接、視頻短片，VCD播放，以及精準(zhǔn)個性化教學(xué)與小組交流等豐富多彩的方法。

2.2教學(xué)效果與評估

從“武大通識1.0”到“武大通識3.0”，《人類生物學(xué)》始終貫徹落實“通識”教育理念，滿足于大學(xué)生對人類自身知識的了解和渴望。至今已開課10年，共有1470余名學(xué)生選課，每次選課平均110余人，選課學(xué)生覆蓋全校文、史、理、工、農(nóng)、醫(yī)所有學(xué)科專業(yè)(圖1)。教學(xué)評價由學(xué)院組織，百分制進(jìn)行，平均得分為94.92分。不僅學(xué)生選課踴躍，而且獲得了很好的教學(xué)效果。為我國培養(yǎng)具有通識知識背景的高級科學(xué)人才做出了貢獻(xiàn)。

3以“通”為境界的人類生物學(xué)通識教學(xué)

3.1以“通”為人格境界的總體設(shè)計

培養(yǎng)健全人格，以“專”為知識縱深，以“通”為人格境界。人類生物學(xué)課程的建設(shè)始終貫穿從認(rèn)識“人”、了解“人”到培養(yǎng)“人”，以及了解自己到了解世界，以“通”為人格境界，打通文理界限。有關(guān)人類生物學(xué)學(xué)習(xí)，已經(jīng)出版了不少教材和參考書，國內(nèi)以陳守良和郭明德編寫的《人類生物學(xué)》較為系統(tǒng)[1]，中文翻譯本有尤瓦爾·赫拉利著的《人類簡史從智人到智神》[2]。人類生物學(xué)課程教學(xué)中反映了人類生物學(xué)知識與理、工、人文社科等學(xué)科的交叉與滲透，體現(xiàn)了現(xiàn)代生命科學(xué)發(fā)展的最新成果及其產(chǎn)生的意義，同時關(guān)注地球與人類生存發(fā)展的密切關(guān)聯(lián)。引導(dǎo)學(xué)生從喜歡學(xué)、主動學(xué)到無形之中塑形自我健全人格的“通”境界。

3.2人是什么？

人們對大猩猩好奇，人與大猩猩、黑猩猩以及金絲猴到底是什么關(guān)系？這就要先回答人是什么？人類生物學(xué)教學(xué)中以此問題為切入點，闡明人的屬性。讓學(xué)生了解自己，只有充分認(rèn)識自己，才能完善人的屬性，并樹立健全人格。長臂猿、猩猩、大猩猩、黑猩猩與人都屬于人猿超科大家族。然而，他們在不同的演化年代各自分歧獨立成群，最早是長臂猿在約距今18百萬年前分開獨立演化，之后是猩猩在11百萬年前分出，大猩猩于7~8百萬年前與黑猩猩和人分開演化，最后是人類在5~7百萬年前與黑猩猩分開獨立演化(圖2)?？磥砼c人類更近源的是黑猩猩，而非電影中場景描述的大猩猩與人類更親近。在教科書中沒有更新關(guān)于人類的演化知識。人類生物學(xué)教學(xué)中更關(guān)注前沿?zé)狳c問題，引入了新內(nèi)容，使學(xué)生認(rèn)識人更全面。比如，在黑猩猩與人類分開演化后不久，約4.4百萬年前，人類演化的這一支出現(xiàn)過一類與人類更近源的猿人，即拉密達(dá)猿人。2009年美國科學(xué)家在Science雜志上發(fā)表系列報道，在埃塞俄比亞境內(nèi)發(fā)現(xiàn)了距今已有4.4百萬年的女性原始人骨骼化石[3-5]，這是迄今發(fā)現(xiàn)的年代最久遠(yuǎn)的原始人骨骼化石，科學(xué)家根據(jù)出土的骨骼“復(fù)原”了其整體特征(圖2)。她具有與猿類似的頭部和腳趾，手掌、手腕以及骨盆格局，表明她可以用兩只腳直立行走，類似人類，但腳掌的拇指分得更開，這有利于野外生存。這可能是目前已知的最早的人類祖先，即使不是，它也為研究者提供了新的參考，了解人類是怎樣從大猩猩和黑猩猩等共同擁有的祖先那里演化來的。更多疑問留給學(xué)生課后思考，比如：拉密達(dá)猿人為什么沒有成功演化，而在地球上消失？人類是否還在進(jìn)一步演化？人類的未來如何？

人的屬性及與其他動物的本質(zhì)區(qū)別也是學(xué)生常常提出的疑問。人類生物學(xué)課程引入如下幾點思考：(1)智慧：源自人類高度發(fā)育的大腦?，F(xiàn)代人的腦容量是近親黑猩猩的3倍以上。增大的容量使得人類大腦具有更多的神經(jīng)細(xì)胞和更復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。同時，介紹在人群中大腦容量也存在個體差異，以及存在智商差異等問題。(2)勞動：直立人的出現(xiàn)解放前肢發(fā)展為手，為勞動創(chuàng)造了條件。勞動在人類進(jìn)化中具有決定性作用，發(fā)展勞動工具為人類演化新的一步，北京人用的石錐，非洲發(fā)現(xiàn)的石器組合等。勞動促進(jìn)了人類進(jìn)化，人類的每一代人都不是簡單地重復(fù)前一代人的活動，而是在繼承前一代人的勞動成果，傳承現(xiàn)存的生產(chǎn)力以及與之相適應(yīng)的社會關(guān)系，在繼承以語言文字等形式存在的文化知識成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行新的創(chuàng)造活動，從而使人類改造自然的能力不斷提高，使社會生活、社會關(guān)系不斷豐富和發(fā)展，人類也由此獲得了新的演化。從這個意義上講，愛勞動是人的本能，勞動不僅為人類創(chuàng)造財富，更是人類演化的自然屬性。(3)語言﹑文字與音樂：人類的屬性首先是有了交流的語言，語言的誕生就是人類的誕生。音樂是人類的共同語言。早在3500年前的商代，中國就有了編鐘，這為人類的演化提供了源泉。音樂起源于勞動，勞動賦予音樂以內(nèi)容，勞動的呼聲賦予音樂節(jié)奏和音調(diào)，勞動的動作給予音樂舞姿。古代與現(xiàn)代的詩歌、音樂和舞蹈3者是一體的，音樂–舞蹈–勞動–大腦，協(xié)調(diào)演化，因此，音樂是人類演化的產(chǎn)物，也促進(jìn)了人類向更高級的演化。人類的語言是以命名為基礎(chǔ)的，而動物的語言則不是。動物也可以通過有聲語言進(jìn)行簡單的溝通和情感的表達(dá)等，但都不是以對事物的命名為基礎(chǔ)。根據(jù)考古研究成果，人類至少在40~50萬年前就開始發(fā)明出口頭語言，創(chuàng)造出最初的詞語。只有到了4~5千年前，歐亞大陸的一些民族逐步創(chuàng)造出比較完善的文字系統(tǒng)。在中國就是以表意為基礎(chǔ)的漢字，最早是甲骨文。中國的殷墟遺址出土了距今近4千年的甲骨文，清楚地記載了甲骨文字與日歷。說明中華民族的近5千年的演化歷史，就是近代人類的演化史。這些關(guān)鍵歷史的介紹，極大地激發(fā)了學(xué)生的民族自豪感和愛國熱情。體現(xiàn)了“以人為本”統(tǒng)領(lǐng)成才教育的理念。

3.3美洲人起源自亞洲

人們始終疑惑美洲人是從哪里來的？是什么時候遷移到美洲的？美洲人的起源與中國人有無關(guān)聯(lián)？人類生物學(xué)教學(xué)始終關(guān)注這些科學(xué)問題的最新進(jìn)展，讓學(xué)生思考?？脊艑W(xué)記錄提示，西伯利亞人群于2.2~3萬年前通過白令陸橋來到美洲，成為克羅維斯人(Clovis)，即古印第安人[6]。近年來，古基因?qū)W技術(shù)的發(fā)展，為探索美洲人的起源開辟了新途徑?？脊叛芯匡@示，克羅維斯時代，有著豐富的勞動工具，稱其為克羅維斯工具(圖3A)。一般認(rèn)為這些古克羅維斯人起源于亞洲，并與現(xiàn)代美洲人存在關(guān)聯(lián)[7]。最近在美國蒙大拿州Anzick考古點找到一具嬰兒(Anzick-1)骨遺物，考古分析顯示，Anzick-1距今約1.2556~1.2707萬年，并從中分離了古DNA?；蚪M測序和遺傳學(xué)分析顯示，Anzick-1起源于亞洲，并非來自歐洲。進(jìn)一步的基因組參數(shù)分析顯示，Anzick-1基因組特征與現(xiàn)代的美洲人相似，說明Anzick人群在后來的繁衍擴(kuò)散到了整個北美洲，屬于美洲原住民。后來演化為現(xiàn)代美洲人[8]。而且，Anzick-1基因組與中國漢人基因組聚類在一個大進(jìn)化分支之內(nèi)，提示其與中國漢族存在遺傳關(guān)聯(lián)。結(jié)合現(xiàn)代基因組和考古研究，說明北美洲原住民起源自亞洲(圖3B)。然而，Anzick人是否來自中國古漢族人有待進(jìn)一步探索，這一科學(xué)問題值得學(xué)生深思，比如，美國美洲原住民與中國古漢族人在演化歷史上是否早就聯(lián)系在一起？而美洲人起源于中國人？其實，北美洲原住民另外一支起源于貝加爾湖中南西伯利亞。在該地區(qū)發(fā)現(xiàn)的Ma-1少年化石屬于這一支，約2.4萬年前遷移至北美洲。Ma-1基因組測序分析顯示，其Y染色體和常染色體序列與西部歐亞人相似，而不是東部亞洲[9]。這一支約占北美洲原住民祖先14%~38%。而大多數(shù)北美洲原住民起源于東部亞洲。

4貼近生活的教學(xué)模式

人類生物學(xué)教學(xué)以通為引領(lǐng)，貼近生活的教學(xué)模式最能讓學(xué)生熱愛通識教育，從而達(dá)到塑形自我健全人格的通識教育目的。在人類基因組與個人精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)章節(jié)的教學(xué)中，著重討論了人類基因組計劃的前因后果，以及個人基因組計劃的實施對每個人生活的影響。比如，隨著個人基因組測序的普及，如何保護(hù)個人基因組的隱私。在個性化給藥與精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)方面，不僅介紹最新進(jìn)展，使學(xué)生了解最新學(xué)術(shù)成果，更要讓學(xué)生結(jié)合自身健康，以及生病時吃藥情況進(jìn)行思考。目前的治病用藥基本是“One-Size-Fits-All”即“一種劑量適合所有”，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展不久將實施“RightDrug-RightDose-RightPerson”即“正確的藥物–正確的劑量–正確的人”。通過體驗貼近生活的教與學(xué)，學(xué)生輕松掌握了人類基因組與個人精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)知識。同時，也提出一些問題讓學(xué)生討論，比如，隨著基因組測序費用的降低，你愿意測序你的個人基因組嗎？因為人基因組記錄了一個生命的全部奧秘和隱私，包括疾病基因等，一方面這對于疾病的預(yù)防、診斷與治療很有幫助；另一方面，如何保護(hù)個人及家人的基因隱私也是普遍關(guān)心的問題。在人類遺傳學(xué)章節(jié)的教學(xué)中，以色盲基因的遺傳為例，讓每個學(xué)生都親自參與到教與學(xué)的教學(xué)過程中，學(xué)習(xí)和了解自己的色盲基因。為了保護(hù)個人隱私，課程通過對學(xué)生一對一的教學(xué)測試，讓每個學(xué)生了解自己的視力與色盲基因的遺傳方式。統(tǒng)計顯示正常視力為絕大多數(shù)，色弱也不少，還有少數(shù)色盲(圖4A)。通過貼近生活的教學(xué)活動，學(xué)生普遍關(guān)心的一些問題也就迎刃而解了，比如，為什么色盲總是出現(xiàn)在男生，而女生沒有？因為色盲基因位于X染色體，屬于性連鎖遺傳。為什么有些人得病是綠色盲，另一些人得紅色盲，因為這是兩個連鎖遺傳基因的控制，即紅視蛋白基因(redopsin)和綠視蛋白基因(greenopsin)。為什么會得色盲？因為這兩個基因的染色體區(qū)域DNA序列的相似性，在減數(shù)分裂時容易產(chǎn)生配對交換錯配，導(dǎo)致產(chǎn)生突變配子所致(圖4，B和C)。

生命起源和演化范文第5篇

了解凱文·凱利，并讀過他以前作品的人一定不會感到意外，“技術(shù)是獨立生命體”的論斷是有緣由的。早在18年前，凱利以一部《失控》橫空出世、震驚四座，書中的觀點至今讀來都仍覺得新穎且富有洞見：人造與天生的聯(lián)姻正是本書的主題。有兩種具體趨勢正在發(fā)生：人造物表現(xiàn)得越來越像生命體；生命變得越來越工程化。在凱利看來，科技系統(tǒng)具有模仿自然的能力，若以計算機(jī)程序和合成化學(xué)品為例，前者可以自我復(fù)制，后者可以自我催化———還有簡單的機(jī)器人，它們甚至可以像細(xì)胞那樣自我組裝。許多復(fù)雜的大型系統(tǒng)，例如電網(wǎng)，被設(shè)計成具有自我修復(fù)功能，與人類身體的同類功能竟差別不大……也就是說，很早以前凱利就揭示了“科技的生命化”特征，只不過這一次，他想更進(jìn)一步探尋：科技是否具備人性？以及答案如果肯定，那么，科技它想要什么？

對于后一個問題，凱利認(rèn)為尤其關(guān)鍵。“為了確定應(yīng)對科技的方法，我們必須掌握科技的需求?！比鐒P利所言，這句話實則包含了三個邏輯層次。第一，科技是把雙刃劍，有正面意義，也有負(fù)面效應(yīng)，甚至災(zāi)難，所以我們更加應(yīng)該利用好它；第二，科技有它的獨立性，我們不能要求科技服從我們，就像不能要求生命服從我們一樣。所以，有時我們應(yīng)該臣服于它的指引，樂于感受它的多姿多彩；有時又該努力改造它的本來面目，以迎合自己的需求。第三，通過感受科技的訴求，試圖建立一些準(zhǔn)則，以助于人們認(rèn)清這個不斷壯大的科技孵化網(wǎng)絡(luò)。意識到它的需求，大大減少了我們在決定如何與科技交往時的困擾。不過，要使得“科技想要什么”的命題成立，其大前提還得是科技具有獨立的生命性。

對比于在《失控》中提出的“技術(shù)仿真性”、“人與科技的融合”，凱利在《科技想要什么》中的相關(guān)論述顯然又邁進(jìn)了一大步。他首先援引科學(xué)家的研究成果，指出生命的定義本質(zhì)不在于DNA、機(jī)體組織或肉體這樣的物質(zhì)，而在于看不見的能量分配和物質(zhì)形式中包含的信息。借此，他順理成章地得出科技也是生命，因為“隨著科技的物質(zhì)面罩被揭開，我們可以看到，它的內(nèi)核也是觀念和信息”。接著，他又說，“科技的主導(dǎo)地位并非因為它誕生于人類意識，給予它這種地位的是一個同樣可作為其本源的組織，并且這個自組織還孕育出星系、行星、生命和思維。它是始于大爆炸的巨大非對稱軌跡的一部分，隨時間的推移而擴(kuò)展為最抽象的非物質(zhì)形態(tài)”。再后來，他沿用《失控》里曾提及的“共生進(jìn)化”概念，認(rèn)為千百年來，科技也一直與其他生物共同進(jìn)化，且彼此交叉、纏繞，構(gòu)成如今這個姿態(tài)萬千的生態(tài)圈。

說到科技的進(jìn)化，自然有一整套起源、發(fā)展、演化的過程（生命周期）。或許是為了有所區(qū)分、強(qiáng)調(diào)，凱利自創(chuàng)了“技術(shù)元素”與“外熵”兩個概念。前者指環(huán)繞在我們生活周圍的一切科技、文化、社會制度等物質(zhì)或非物質(zhì)的創(chuàng)造，也可以理解為“技術(shù)系統(tǒng)”或“技術(shù)生態(tài)”；后者用來抵抗熵所對應(yīng)的混亂、無序、最終走向“熱寂”，這股“有序擴(kuò)大”的力量始終保持差異的努力，最終孕育了像人類的生命體。至此，科技不再只是一個名詞，它正在成為一種力量，一種生機(jī)勃勃的精靈。而關(guān)于它的起源，也可以從三個層面予以審視。其一，伴隨著人類漫長進(jìn)化歷程的“同步進(jìn)化”；其二，“借助外力”，被人發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、打磨、雕琢、替換、更新等；其三，“超越大腦外體”，外熵的輔助。不管具體哪一種方式，技術(shù)元素總給人“相伴而生，相伴而行”的感覺，這既是它的獨到之處，也是它成為“第七個生命王國”的根本原因。