第22章生命進化的長河
1.人工選擇:
利用掛圖向學生介紹達爾文對飼養動物(家鴿和家雞)和栽培植物(甘藍)的研究工作。介紹時需要解釋什么是品種?品種是怎樣獲得的?
達爾文認為,在不同的飼養或栽培條件下,原始祖先產生了許多變異,人們根據各自的愛好對不同的變異個體進行選擇。經過若干年的選擇使所選擇的性狀積累加強,最后選育出不同的品種。
人工選擇是根據人類的需求和愛好,經過不斷的選擇形成生物新品種。
達爾文由人工選擇的實例聯想到自然界中各種生物物種的形成。在自然界中的生物進化,選擇作用是怎樣進行的?
2.自然選擇:
教師: 提出問題與學生討論自然選擇是怎樣進行的。
(l)自然界中大多數生物有很強的繁殖能力。
例:1株1年生的植物只產生兩粒種子,20年后會有多少后代?
大象壽命一般在100歲。一對大象一生可生6只小象, 740~750年后一對大象的后代可以達到1900萬頭。
這樣的現象稱為過度繁殖。
提問:過度繁殖會帶來什么問題?
。2)生物的生存需要一定的條件,即要保證生物必需的食物和生存的空間。生物生存的空間和食物是有限的。
提問:為了生存,生物在這個有限的生存條件下會出現什么現象?
生物之間為了獲得生存所需要的食物和空間而進行的斗爭,稱為生存競爭。
。3)生存競爭總有勝敗。什么類型的生物在生存競爭中容易取勝或者失敗呢?
實例:曼徹斯特的樺尺蛾
很多進化現象由于需要歷經漫長的時間而沒有辦法被人類觀察到,可是也有些進化現象在比較短的時間就發生了明顯的變化。英國曼徹斯特的樺尺蛾就是這樣的例子。
18世紀的英國曼徹斯特地區,山清水秀,綠樹成蔭,那里的森林及農田生活著一種樺尺蠖(huò),其成蟲是一種飛蛾,其名為椒花蛾。它們夜間活動,白天休止,通常棲息在有地衣覆蓋的樹干和石塊上。到1848年,有關椒花蛾的報道都是淺色的。直到1850年在英國工業中心曼徹斯特才第一次報道有黑色型突變。隨著英國工業化的日益擴大,煙塵和廢氣開始污染工業城市和近郊,使地衣不能生長而樹皮裸露,椒花蛾棲息的背景由淺色地衣變為深色樹干,于是黑色椒花蛾逐漸增加,在曼徹斯特達到90%以上,而在未受污染的農業區主要仍是淺色型?茖W家們做了這樣一個實驗:他們先把數量相等的淺色的樺尺蠖和深色的樺尺蠖同時放到樹干上,然后用望遠鏡觀察到樹干上所發生的情況。一群愛吃樺尺蠖的鳥兒飛過之后,他們發現,淺色樺尺蠖所剩無幾,而大部分深色樺尺蠖卻逃過了這場災難。
討論題:
1.黑色樺尺蠖的出現對于后代的生存有何意義?
2.黑色樺尺蠖的數量由少數逐漸變為多數,而淺色樺尺蠖數量的減少,主要是受什么的影響?
3.請你試著解釋樺尺蠖體色變化的原因?你從中受到哪些啟發?
學生1:黑色樺尺蠖的出現屬于自然變異的結果,在環境改變的情況下這種突變對其后代的生存是有利的。
學生2:黑色樺尺蠖數量逐漸增加,由少數變為常見類型,主要受環境的影響,一方面工廠排出的煙煤殺死了地衣,使樹皮變黑;另一方面樺尺蠖的天敵決定樺尺蠖的不同顏色的數量。
學生3:樺尺蠖體色變化是由于體內的遺傳物質發生變異,而且變異的性狀傳給了后代;并且是在外界環境變化及天敵的影響下,變異個體逐漸增加的結果。我認為:工廠排放出的煤煙是導致樺尺蠖顏色改變的關鍵,說到底是環境污染迫使生物性狀發生改變。所以,在工業高度發達的今天, 更應注重環境保護,減少工業“三廢”對環境的污染。