@潘石屹 问的“人类的基因在什么情况下进化”这个问题错在哪儿?


刚看到潘石屹的发了这样一条微博,总觉得这个说法有问题,可又说不出是什么问题来。请大神们来说说。

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20个答案
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Ent古生物学博士生,科学松鼠会成员

2014-05-21 14:35

潘老师这个问题问得不太好,回答得也不太好……

先说问。“人类基因”这概念太模糊了。如果说单个的基因,那么一般而言是谈不上演化的——一个单独的基因只能突变,只有当一大群基因在一起、它的出现频率发生了改变,才谈得上演化。

所以,我假定,他想讨论是整个人类的基因库。

(是的,我知道很多人会坚称进化是错的……这问题我就不在这里讨论了, 请移步链接:进化论和演化论之间的区别在哪里


那么,什么时候发生演化和突变呢?

任何时候

突变显然是任何时候都会发生嘛……

自然选择和演化也一直在发挥作用啊。虽然现代文明已经缓和了其中很多元素(比如人的存活率比以前大大提高了,很多以前必死的疾病和外伤也都不是大问题了),但毕竟还是会病死人、意外死人,不同人群的繁殖率还是不一样。



但是,大灾难也是有用的。许多灾难能让人演化得更快。

如果大灾难是核战争或者与放射性相关的,那么大量的辐射就会带来大量的突变,很可能就会加快演化。类似的,如果灾难是毁掉了臭氧层,大量紫外线也有同样效果。

如果大灾难是选择性的,那么这本身也就是一个快速演化进程。比如大瘟疫杀死了90%的人,剩下的人肯定遗传就会不一样;或者所有的亚欧大陆居民突然全都消失,那整个人类的基因库当然也会发生大改变。

如果大灾难永久性地改变了地表环境,那一样可以加快演化,不过就是间接的了。环境变了,选择压也变了,本来多数人适合的环境变成了只有少数人适合,那演化的速度也会跟上去。

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类似的说法还有“蟑螂/水母/鲨鱼/etc几亿年都没有进化过!”“腔棘鱼/大熊猫就是活着的古生物!”

问题出在对evolution的理解上。

二十世纪初期的社会达尔文主义及其徒子徒孙马仔小弟对人民群众的进化观造成了恶劣影响。时至今日,大部分人认知的“进化”是有方向性的、适应性和和优越性的,例如“加鲁鲁兽超进化”以及X点一大堆《XX进化》之类的快餐小说。

但实际上evolution的含义是“(没有固定方向的)改变”,与其说是个生物学现象不如说是个热力学现象。无论外在表现如何,无论有没有选择压,只要这个物种还存在,进化就在不断发生——所以越来越多的人认为隐含了方向性的“进化”是个片面的渣翻译,不如“演化”或“天演”。

至于在选择压作用下,发生的那个有方向性的使得该物种更加适应新环境的改变,或者叫做“提高物种适合度的突变”,窝们叫做“适应性进化”(adaptive evolution)。

当然,有适应性肯定有非适应的,比如许多只是因为隐性遗传才没被淘汰掉的奇葩遗传病,比如镰刀形红细胞贫血症(这个例子都被我玩烂了2333333)这种既能抗疟疾又能搞死人的双刃剑,比如微卫星序列这种怎么突变都基本上不会影响适合度的中性片段。其中基本上不受选择压影响的中性进化就可以拿来反驳老潘这句外行话了。

即使是适应性进化,也存在程度上的区别。选择压不那么高的时候,某个只提升了一点点适合度的突变其实并不会比原有基因更优秀——当然这种情况基本上就算成近中性进化,按中性进化来处理咯~

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fengfeixue0219植物分子生物学博士

2014-05-21 15:27

首先一个问题是,对于单个基因来说无所谓进化(演化)这个说法。基因在复制的过程中只有两个命运——和母本相同,这就是遗传;和母本不同,这就是变异。而当一个种群的个体内的众多基因的了变化,导致基因型频率的变化,最终导致产生显著的差异的话,这才到了经典意义的“进化”。

所以,这里涉及到两个概念——大进化和小进化。我们平常说的进化,大抵指的是大进化——物种外形和生理的改变、新物种的形成,等等。但是,其内在的基质,是众多小进化的共同作用结果,而所谓小进化,就是基因的突变产生的众多基因型,再在环境的作用下产生的基因频率的改变。

从这里可以看到,以物种形成这种大进化为例来说,典型的过程包括了基因型的产生→基因型的固定和扩散→种群的选择或地理隔绝→物种的产生。对于左侧的新基因型的产生,实际上是随机的过程——可以发生在生殖细胞DNA复制以及减数分裂的各个时期,即它和外界环境的关系并不密切。然而,位于右侧的选择和地理绝缘过程,则和环境密切相关——毕竟环境是选择的主体。在一个迥然不同的环境之中,通过瓶颈效应和建群者效应,能够迅速的改变和固化基因型频率,那么从时间尺度上来说,这种大进化的速率便得到了加快。

综上,对于老潘的这句话,简单来说就是:基因无所谓进化,只有突变。物种的进化中,灾变不改变突变发生的速率,但可通过选择方向和力度的改变,起到加速演化的速率。

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基因突变随时都在进行。所以潘石屹问的科学家多半是陈一文这种人。
至于基因突变如何稳定成新的基因,并经过自然选择成为新的性状,这也是一个连续不断的过程。
爱斯基摩人对高脂肪的耐受基因,澳洲土著人的黑皮肤基因,其实都是进化的结果。

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基因一直在变化,而不是进化,一切都是随机的。大灾变的时候,部分适应性不够强的个体迅速灭亡,以至于无法留下后代,最终会使物种发生一些改变。
可能唯一让我感到不舒服的就是进化这个词,听着一股拉马克的味……
虽然说适者生存,但生存下来的物种并不一定是高级的、复杂的,更可能是通过退化获得了适应力。

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支持者: 果壳乙烷

高中生物课本说,进化的单位是种群
高中生物课本又说,基因突变可能出现在整个生命进程中,可能会在物理化学生物等因素影响下突变频率增大
所以这个问题不会在高考中出现。。。就算有。。答案也是零分吧
。。。。。。仅代表高考命题。。。下的悲伤的孩子

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子非尔酱油党 不是受,真的不是!

2014-05-22 12:30

战争是不是灾难?

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进化的主体是物种,所以应该说人类的进化而不是人类基因的进化

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强势围观生物?大概吧

2014-05-22 15:39

个人觉得,真正的问题是,进化的目的到底是什么。我个人的知识范畴所能总结的,就是进化的最终目的是适应环境。为什么大灾难的时候人类基因才能进化?因为我们作为地球上现存的最有统治力的物种(对环境影响最大的物种)。我们本身已经适应了现在的环境,就没有了进化这一说。只有灾难来临,环境突变的时候,才会产生进化,让人类这个物种去适应新的环境,留存下来。

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Stavros_BH1QQN化学本科,物理学博士,业余电子工程师

2014-05-22 16:45

自然选择一直在进行吧

比如说,双胞胎有遗传的因素,但是对生存优势影响不大;

要是独生子女政策严格执行几千年,那双胞胎、多胞胎的优势就很大了,估计那会儿单胎就成了少数了

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水云月生物工程学士,生物医学工程硕士

2014-05-23 18:11

基因每时每刻都在突变,而进化是个环境的刷选过程,适应环境的属于进化,不适应就是退化。

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baiduqusi妹控爱好协会

2014-05-24 17:05

人类基因无时无刻不在变化,而且没有所谓进化一说,新诞生物种未必 比老物种更先进,甚至可能是老物种的某种退化。

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最简单的说基因的进化和突变随时都在发生。大灾难是让适合新环境的生存下来,并不算基因进化,算基因选择吧。从已有的人中挑合适的。

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这是段子手写的吧,问得白痴,答的离谱

基因突变,那是随时随地都在发生,你喝口水它会发生,你晒太阳它会发生,你吃口饭它会发生。谁知道哪个细胞在合成蛋白或者糖的时候抽风就突变了,或者它只是觉得不舒服,就要变一下。

物种的演化,姑且说是进化,是一种要求高的离谱的复杂过程,因为要求太高,以至于难以用三言两语说清楚。

演化的生化基础是:能够遗传给下一代的基因变异。
要素有两点,
1,要能够遗传给下一代。赶时髦的人做一个日光浴,他的表皮细胞就有不可计数个基因突变。可惜,这些突变都不能遗传个下一代。所以,比较靠谱的是生殖细胞的突变(所以单细胞生物进化快啊)。同时,这种突变又不能太离谱。比如,突变的下一代不能在继续繁殖,那就等于无效。
2,基因变异不仅仅是突变,还有很多其他手段,例如质粒交换之类的(这个应该很多人知道)。这些过程可能没有基因受损产生突变的几率高,但是往往由于更靠谱,所以造成演化的可能性更高。

其次,为什么物种会演化,有一种叫做选择压的东西。它会决定哪些变异是好的,哪些是不好的。
那么好或者不好的标准是什么呢?
就是看能不能帮助你留下更多后代,越多越好。仅此而已。它不在乎你是不是跑得更快(很多物种跑得很慢),是不是跳得更高(很多物种根本跳不起来),是不是更能吃,是不是更聪明。

是的,它只在乎你是不是更能生。

假设某位仁兄产生了一个可以遗传的基因突变(站上起跑线了),让他能够在网上发文回帖的时候高度兴奋,特别持久,那这个突变会不会扩散呢?十有八九不会,因为光顾着上网就顾不上找妹子生孩子了。
不能扩散,就意味着这个突变不能使人类这个物种演化,失败了。

生物的演化之所以常见,是因为有足够长的时间和足够高的成本让它慢慢玩。生物从诞生到现在经过了大约4,000,000,000年的时间进化,以细菌的繁殖速度计算(大肠杆菌,20分钟一代),那是10^14代,中间还伴随着无数物种的灭绝。如果把这些时间都给我,再把付出的成本换成钱也给我,拿诺贝尔奖那是手拿把掐啊。

现在你知道演化有多困难了吧

再说说灾难。这个灾难也太抽象了吧。。。
假设是倒霉的庞培居民,究竟要多快的基因突变才能让他们从火山喷发下进化呢。。。
而且也没听说火山喷发能增加基因突变速度的。。。。
就算是辐射相关的灾难吧,也没听说切尔诺贝利或者福岛产生了什么新物种。。。

总结
演化是演化,突变是突变,灾难是灾难

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高中生表示,进化的单位是种群,进化是由于种群基因频率的改变。基因可以突变,基因突变不代表你进化了。灾难表示自然选择,自然选择使人类基因频率改变,人类进化。灾难使不适应灾难的人死掉,带有适应环境基因与能力的人活下来,产生更优后代。

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饭呢通信工程、计算机硕士

2014-05-21 16:11

借用文艺范的说法“不再灾难中进化,就在灾难中灭亡”。进化确实需要环境条件在一定程度上的苛刻,因为只有死亡或者无法繁殖的淘汰才有选择之说。

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大灾难的时候淘汰得很严重,效果明显;至于突变,随时会有;这句话问的就有问题,不应该把”进化“和”突变“并列,突变属于进化过程的一部分。

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所谓进化,就是1乘了很多次0.99,然后又等比例放大到1的过程。如果一直乘0.99而没有放大,这个物种就灭绝了。

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有时间去问这种问题,不如翻几页物种起源

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