突變

生物學的歷史2

1.     達爾文認為要發生「生物演化」，必須具備2個條件：遺傳變異的產生與天擇發揮作用。

2.     遺傳變異來源：(1)突變。(2)遺傳再組合。

3.     突變，是隨機發生的遺傳基因改變。

(1)  突變很少發生，大多數的突變對生物有害，但是，一種生物在漫長的演化過程中，仍可累積不少有利的突變。

假設某種昆蟲，牠能產生的有利突變數目如下

①每一種基因的突變率   1/100,000

②生物體內可能突變的基因數1,000

③有利突變的比例         1/1,000

④族群的大小          100,000,000

⑤演化過程經歷的世代       10,000

1.     每一個世代的每一個體，可產生的有利突變數目①×②×③，即1/100,000×1,000×1/1,000 ＝1/100,000---------⑥

2.     每一個世代族群可產生有利突變的數目⑥×④，即1/100,000×100,000,000＝1,000 -------⑦

3.     經過1萬代的演化過程，產生有利突變的數目⑦×⑤，即1,000×10,000＝10,000,000

(2)  突變對個體有利或有害，往往需要視環境而定。例如：某一個地區的溫度升高2℃，如果突變種比較適應高溫，就會成為優勢物種。

(3)  突變是生物演化的基礎，因為突變能夠創造新的基因，沒有突變，就沒有演化。而天擇不能創造任何新的性狀，只能對已有的性狀予以選擇、淘汰，以決定演化的方向。

4.     「遺傳再組合」可以加速生物的演化，可以增加突變的機會，或讓突變基因遺傳下去。遺傳再組合的方式：

(1)  精卵結合：這樣可使後代的遺傳性狀，不可能與親代任何一方完全相同。也就是子女不可能完全像父親或母親。

(2)  製造精卵時，「非同源染色體」間的自由配對：染色體是庫存生物基因的地方，當生殖系統要製造配子(精卵)的時候，同類型、控制同一性狀的染色體，也就是「同源染色體」，會一對一對分開，然後，不同類型、控制不同性狀的染色體，也就是「非同源染色體」自由組合成配子(精卵)，這樣一來，就會形成很多不同染色體組合的配子。例如，人類的染色體共有23對，可以製造出2²³種精子或卵子。

(3)  製造配子時，「同源染色體」發生互換，使基因重組。這是因為細胞核的空間很小，同源染色體有時候會纏得太緊密，使得細胞分裂拉扯開來時，發生基因互換。舉例來說，如果有一個家族，成員向來只有偏棕色的捲髮與黑色的直髮，如果控制頭髮這方面特徵的染色體發生基因互換，那就可能產生偏棕色的直髮，或黑色的捲髮。

5.     絕大多數的遺傳變異，來自遺傳再組合，通常就是經由有性生殖，使後代的變異性增加，而有利於演化。