进化（EVOLUTION）—生命妥协中的呐喊

进化——基因在漫长的传递过程中，被外界环境所影响而发生的变异，这种变异被一代代的保留下来，被时间不断地积累和放大，在数十万年、数百万年的沉淀下，变异发生了，生物完成了一次进化。

基因（Gene）

生物进化由基因的变异产生，这个过程包括遗传变异的产生、选择和遗传蜕变，这些因素共同导致了生物形态、行为、生理和生态特征的变化。

生物进化理论是现代生物学的核心之一，它描述了生物多样性的起源和发展，也为生物分类、生态学、医学和生物技术等领域的发展提供了重要的理论基础。

有些生物繁殖速度快的惊人，以至于它们的进化可以被直接观察到。例如，在对抗生素的耐药性进行研究时，可以通过观察细菌传播速度、细菌繁殖的数量是否每半小时增加一倍进行判断。

而有些生物的繁殖速度较慢、进化时间较长的生物，科学家必须从多个来源(如基因学、解剖学和化石研究)寻找起变异的证据，以弄清楚这些变异或进化是如何随着时间的推移塑造这些生命的。

变异与分化

自然选择作用于由基因突变产生的生物变异上，以适应实现环境。

生物经过许多代的进化，其在身体的解剖学结构上和动物行为本能上已经发生了根本性的变化，以至于科学家都很难辨认并对其进行生物学归类。

同一物种群随着栖息地的气候、地形地貌变化和饮食与生活习惯的变化而产生分化，不同的种群沿着不同的道路向不同的方向进化。

这些向不同方向上的进化对于脊椎动物来说，可能需要几百万年的时间积累，但对于繁殖速度非常快的微生物来说，这可能在几天中就已经发生。

物种亲缘关系的跟踪

对基因的化学序列分析有助于揭示物种之间的关系。

例如，有分析表明人类与黑猩猩最接近，是“姐妹物种”；但与长臂猿的基因相似之处则较少，故而我们和长臂猿的亲缘关系更远。

人与黑猩猩

同样对基因的研究表明鲸类动物—鲸鱼、海豚和鼠海豚与河马有着共同的祖先，因为它们都是从有蹄类哺乳动物中进化而来。

科学家们可以估算随着时间的推移，基因突变积累的随机变化速率，并由此设计一个生物进化“分子钟”来大致推算物种分化的年代。借助于这个 “分子钟”，科学家们得出结论，鲸鱼和河马的祖先在5000万到6000万年前就已经开始朝不同过的方向分化了。

当然，基因能提供部分信息在“时间”上是有限的，基因永远无法显示出生物祖先的模样和生活习性。为此科学家们另辟蹊径，通过寻找化石，描绘生物远祖的样貌。同时，化石更能显示史前生物的解剖学结构与今天活着的生物之间的巨大差别。

尽管有些生物的DNA已经退化，他们的解剖学结构是碎片化的，但通过科学家细致入微的观察研究，仍然可以揭示这相隔千百万年的生物之间的重要关系。

通过对化石年代的测定，可以大致推断出远古生物生存的时间、生活习性，当时的气候状况与环境变迁，这都是对生物进化“分子钟”的校验。

科学家们虽然可能永远不能确定化石形式的生命就是现存生命的直系祖先，但它们在生命进化树中的相对位置可以由此进行判断并标注。

例如鲸类，在其进化树上仍然有数十种动物化石位于鲸类动物家族树的底部，更是比现代鲸类早数千万年。但对它们的研究不仅有助于展示行走的四肢是如何进化成游泳的鳍状肢的，还可以通过化学分析来判断这些动物是生活在淡水还是咸水中。

经过近40亿年的进化，地球上有数百万种不同的物种，而更多的物种在过去曾经生存过，也灭绝过。生命之树上的一切都与过去相连，也与现在相接。

生物学的分类

自从博物学家尝试研究生物以来，他们就一直在探索对生物进行分类的方法。

早期的物种分类原则完全由特定的需求来引导。例如，药剂师会根据药用植物的特性对植物进行分类。

古希腊思想家亚里士多德根据他的“自然阶梯”(scala naturae)对植物和动物进行分类，并赋予每一种生物以“完美形式”。

亚里士多德的“自然阶梯”

在“自然阶梯”底部的基本矿物和顶部的人类（上帝）之间，亚里士多德对脊椎动物和无脊椎动物进行了划分，这种分类形式至今仍在使用。他认为每一种生物都有一种理想形态，是对这种生物的“本质”形容。

早期的自然学家

从16世纪开始，植物学和动物学开始快速发展，当时的研究人员在不依赖于古代哲学家公认的智慧的情况下，对多种生物进行了细致而深刻的观察与研究。

文艺复兴时期的解剖学家，如安德烈亚斯·维萨里乌斯(Andreas Vesalius, 1514-64)通过解剖，探索人体结构。

安德烈亚斯·维萨里乌斯(Andreas Vesalius)

100年后，显微镜的发明（列文·虎克）打开了细胞和微生物世界的大门。博物学家开始设计他们自己的物种分类系统，使之更清晰，也更有意义。

列文·虎克显微镜

英国博物学家约翰·雷(John Ray, 1627-1705)认识到鲸鱼是哺乳动物，而不是鱼。他对植物和动物也进行了详尽的研究，他是第一个提出生物物种概念的观察者。他认为生物物种是一种不断繁殖并最终成为同一种形态的有机体。

英国博物学家约翰·雷(John Ray)

随着越来越多的物种被发现，博物学家们发现他们缺少一个标准的命名系统，直到一位瑞典植物学家即将改变这种状况。

物种的命名

一位名叫卡尔·冯·林奈(1707-78)的植物学家一直在研究花的生物学结构，以确定哪里是它们的生殖器官，同时对它们的多样性进行分类。

1735年，他出版了一本名为《自然系统》(Systema Naturae)的小册子。起初它只是概述了所有已知生命的等级分类。

类——比如爬行动物、鸟类和哺乳动物。

目——比如鸽子、猫头鹰和鹦鹉。

属——定义了生物的基本形态，如熊、猫或玫瑰。

按照当时的惯例，具体的类型(相当于约翰·雷的物种)仍然沿用一个繁琐的拉丁语来描述表示。

直到1753年，林奈的《植物物种》改变了这一现状，他用一个词来命名植物。

林奈的《植物物种》

他在1758年出版的第十版《自然系统》对动物也做了同样的分类。例如，棕熊——在1735年被列为熊科动物——现在被赋予了熊科，熊的特定名称。

林奈的《自然系统》

林奈在1753年和1758年发表的文章分别标志着现代公认的植物学和动物学名的开始。这种双名制命名方式至今仍在生物学上被普遍采用。

第一个名字(Ursus)表示属，

第二个名字(arctos)表示种。

林奈的分类系统沿用至今只做了一些修改并增加了等级。

随着我们对物种之间关系了解的不断增长，许多物种转移到其他属。