科学网—标签

WileyChina 2020-8-18 13:22

老龄生育不但是生殖与再生医学领域的基本科学问题，而且是当今我国国情的重大国家需求。衰老是影响男性和女性生育能力的关键因素之一，其中女性生育力通常在30岁后下降。另一方面，快速的环境变化也可能导致近年来不育率急剧上升。线粒体作为细胞内含有DNA的能量工厂，其功能障碍被假设在年龄和环境导致的不育中起重要作用。然而，衰老积累的线粒体DNA突变是否以及如何调节生育力及其性别依赖性仍然未知。近日， Aging cell 杂志在线发表了中国科学院广州生物医药与健康研究院刘兴国课题组的最新研究成果： Mitochondrial DNA mutation exacerbates female reproductive aging via impairment of the NADH/NAD + redox 。该研究发现人类老龄女性卵子比年轻女性的卵子携带着更多的线粒体DNA突变且囊胚形成率低。利用动物模型论证哺乳动物线粒体DNA突变引发雌性而非雄性的生育力下降。机制研究发现线粒体DNA突变通过降低卵母细胞的NADH/NAD+氧化还原态引发雌性生育力下降，并确定 NMN （烟酰胺单核苷酸）能够提高生育力，为老龄女性不育的治疗提供了一个潜在的候选药物。该团队揭示了人类女性卵母细胞中的线粒体DNA突变随年龄变化的规律，并鉴定了突变类型。同时，线粒体DNA突变与卵母细胞质量成反比，这为辅助生殖中的胚胎活力提供了新的潜在生物标记。为了回答线粒体DNA突变对生育力的因果作用，研究团队使用了线粒体DNA突变（线粒体DNA聚合酶γ——POLG突变）小鼠，这一广泛应用研究线粒体DNA突变引发衰老的实验模型。刘兴国博士团队使用POLG突变小鼠和野生型鼠产生了四类不同线粒体DNA突变率的小鼠，证明了线粒体DNA突变水平和生育力之间的定量相关性。并且，通过精巧的雄性或雌性线粒体DNA突变小鼠与野生型小鼠杂交设计，论证了线粒体DNA突变主要影响雌性小鼠的生育力，而不影响雄性小鼠的生育力。然后，团队发现衰老积累的线粒体DNA突变通过卵泡数量减少而降低了卵母细胞的质量，而另一方面，虽然降低了精子的运动能力但没有显着损害雄性的生育力。进一步的机制研究表明，线粒体DNA突变通过下调卵母细胞的NADH水平损害了NADH / NA D + 氧化还原状态，而降低了雌性小鼠的生育力。NMN （烟酰胺单核苷酸）是这一氧化还原状态的关键中间产物，通过提高卵母细胞的NADH / NAD + 而显著改善雌性小鼠的不育，有潜力作为改善卵母细胞衰老的药物。刘兴国组发现线粒体DNA突变引发哺乳动物雌性不育的机制综上，该研究成果首次回答了衰老累积的线粒体DNA突变与哺乳动物生育力下降之间的因果关系及性别依赖性的基本问题，并发现了其中独特的代谢控制机制，为治疗老龄女性不育提供了新的思路和潜在候选药物。点击链接可阅读本文全部内容： http://dx.doi.org/10.1111/acel.13206 关于 Aging Cell Aging Cell 是一本同行评审的国际开放获取期刊，由Wiley与Anatomical Society（英国解剖学会）共同出版，致力于发表高质量的解决老化生物学基本问题的研究。 Aging Cell 欢迎以下领域的投稿：遗传学和功能基因组学信号传导和基因表达细胞增殖、老化和死亡细胞应激和损伤干细胞和衰老综合生理学生物人口学和比较研究关于衰老和长寿的新理论

个人分类: Life Science|4523 次阅读|0 个评论

Pettitt法突变检验

dayon 2020-5-5 21:39

Pettitt 检验时间序列突变附加（matlab代码） Pettitt.m 国内水文序列变异点分析方法及在各流域应用研究进展.pdf

个人分类: 科研笔记|0 个评论

Lee_Heghinian法突变检验

dayon 2020-4-20 23:40

Lee-Heghinian法用于突变检验，其基本原理如下：附件（Matlab代码）： Lee_Heghinian.m 黄河宁蒙段洪水过程变化特点_范小黎.pdf

个人分类: 科研笔记|0 个评论

滑动F检验

dayon 2020-4-20 23:24

滑动F检验也是检测时间序列突变情况的一种方法，其基本原理如下：附件（matlab代码）： SlipeF.m 水文变异的滑动F识别与检验方法_陈广才.pdf

个人分类: 科研笔记|0 个评论

Mann_Kenddall (MK) 突变检验

dayon 2020-4-13 18:16

Mann—Kenddall的检验方法是非参数方法。非参数检验方法亦称无分布检验，其优点是不需要样本遵从一定的分布，也不受少数异常值的干扰，更适用于类型变量和顺序变量，计算也比较简便。由于最初由曼(H.B.Mann)和肯德尔(M.G.Kendall)提出了原理并发展了这一方法，故称其为曼—肯德尔 (Man-Kendall)法。但是，当时这一方法仅用于检测序列的变化趋势。后来经其他人进一步完善和改进，才形成目前的计算格式。方法概述：对于具有n个样本量的时间序列X，构造一秩序列：可见，秩序列sk是第i时刻数值大于j时刻数值个数的累计数。在时间序列随机独立的假定下，定义统计量式中UF1=0，E(sk)，Var(sk)是累计数sk的均值和方差，在x1,x2,…,xn相互独立，且有相同连续分布时，它们可由下式算出： UFi为标准正态分布，它是按时间序列x顺序x1,x2,…,xn计算出的统计量序列，给定显著性水平α，查正态分布表，若 |UFi|Ua，则表明序列存在明显的趋势变化。按时间序列x逆序xn,xn-1,…,x1，再重复上述过程，同时使UBk= –UFk，k=n,n–1,…,1)，UB1=0。这一方法的优点在于不仅计算简便，而且可以明确突变开始的时间，并指出突变区域。因此，是一种常用的突变检测方法。计算步骤： (1) 计算顺序时间序列的秩序列Sk，并按方程计算UFk。 (2) 计算逆序时间序列的秩序列sk，也按方程计算出UBk。 (3) 给定显著性水平，如α=0.05，那么临界值U0.05=±1.96。将UFk和UBk两个统计量序列曲线和±1.96两条直线均绘在同一张图上。计算结果分析：分析绘出的 UFk和UBk曲线图。若UFk或UBk的值大于0，则表明序列呈上升趋势，小于0则表明呈下降趋势。当它们超过临界直线时，表明上升或下降趋势显著。超过临界线的范围确定为出现突变的时间区域。如果UFk和UBk两条曲线出现交点，且交点在临界线之间，那么交点对应的时刻便是突变开始的时间。例如附件（matlab函数代码）： Mann_Kenddall.m

个人分类: 科研笔记|2 次阅读|0 个评论

AMAP -- 一个拟南芥全基因组突变检测流程

chinapubmed 2019-5-28 07:29

现在可以使用高通量测序在全基因组水平上检测突变。然而，由于假阳性，确定突变是一个耗时的过程。 AMAP（automated mutation analysis pipeline，自动突变分析流程）克服了这个问题。它整合了一套验证的程序进行比对（BWA），去潜在PCR重复（Picard），重比对（GATK）和突变检测（SAMtools、GATK、Pindel、BreakDancer和CNVnator）。因此，AMAP能够检测所有类型突变，例如碱基替换，缺失，插入，易位和染色体重排。此外，AMAP通过比较测序突变中的候选突变列表自动区分假阳性。我们通过输入来源于3个独特拟南芥突变株的已分析的read数据测试了AMAP，并确证所有真实突变都包括在候选突变列表中。结果显示假阳性数降低到以前缺乏减少假阳性的分析中获得的12%。因此，AMAP将不仅加速通过独特诱变剂进行的突变诱导分析，而且将加速正向遗传学过程。下载： https://github.com/ion-beam-breeding/AMAP 语言：Perl 时间：20160725 参考： AMAP: A pipeline for whole-genome mutation detection in Arabidopsis thaliana

个人分类: 软件|2158 次阅读|0 个评论

圆柱浮体的平衡姿态及其稳定性

热度 4 youmingqing 2019-1-4 09:13

引言：物体在液体中受力与其表面材料无关，置换为该液体时应处于平衡状态，因而受力就是相应液体重量，且通过其形心即浮心。浮心相当于浮体的支承点，重心在其下方一定稳定平衡；若浮心低于重心，不同姿态下浮心全体也就相当于刚体外轮廓，重心与浮心的距离达到极小则稳定平衡。浮体平衡姿态的确定有时比较繁难，朱照宣老师 1984 年《非线性力学》讲义介绍：比重 0 γ 1 的正立方体木块在水中稳定姿态与 1– γ 时相同；在 0 γ ≤1/6 和 1/4≤ γ ≤1/2 时只有一个稳定平衡姿态，分别为两个面水平和一个对角线铅直，即木块与水面的交线分别为正方形和六边形；而 1/6 γ 1/4 时则有 2 或 3 个稳定平衡姿态，木块与水面交线可能是正方形、六边形、平行四边形或五边形；与水面交线是正三角形时则不可能成为稳定平衡姿态。下图是各种情形下排水体积的求算，其后需要求其形心即浮心的位置。讲义中还提及圆柱浮体的稳定平衡姿态，称“ 计算工作量较大，大型作业 ”。尽管作了多次检索，仍不能确认他人是否发表过相关内容，因而写作之前真是有些犹豫呢。不过，最后还是决定花工夫计算画图，选了部分图件写成“圆柱浮体的平衡姿态及其稳定性”， 2018 年寒假过后送到《力学与实践》，请编辑部和审稿专家审查。在投稿信中说“只当完成 34 年前的作业啊” 。相关博文: 大学该以教学为主The true university is a collection of books 下面给出简要介绍，详尽分析请阅：尤明庆 . 圆柱浮体的平衡姿态及其稳定性 . 力学与实践, 2018 , 40(6): 676-682 http://lxsj.cstam.org.cn/CN/abstract/abstract147067.shtml# 正文：圆柱在轴线竖直和水平的平衡姿态之外，另有图所示的 3 种可能姿态。圆柱轴线即 y 轴从竖直方向偏离的角度为 θ 。 (a): 水面仅与侧面相交； (b): 水面与侧面及底面相交； (c): 水面与顶面及底面相交半径 R 、长 L 、体积 V 的圆柱体浮于水面，比重为 γ 1 。水面将圆柱分为两部分。基于浮力定律，水下部分的体积是 γV ，其形心就是浮心 B 。水上部分的体积是 (1– γ ) V ，其形心 B’ 。两部分构成圆柱体，因而连线 BB’ 必然通过圆柱体中心 W ，且有 BW * γ V= BW' * (1– γ ) V。于是， BW 和 B’W 随姿态的变化特征相同。这意味比重 γ 和 1– γ 的圆柱体平衡姿态即水面位置相同。因而下面仅对 0 γ ≤0.5 情形予以说明。上图是几个关键位置处圆柱比重与长径比的关系。在黑色曲线 1 下方，圆柱可以竖直姿态稳定平衡。长度达到曲线 1 之后继续增加则出现倾斜的平衡姿态，且是稳定的，而竖直姿态变为不稳定平衡。在棕色曲线 4 上方，圆柱可以水平姿态稳定平衡。长度减小达到曲线 4 之后则会倾斜，水平姿态变为不稳定平衡。这就是说，圆柱参数在上图的左右两侧时，圆柱可以竖直的姿态、也可以水平的姿态稳定平衡。圆柱参数在红色曲线 2 ，底面边缘的 P 点正好到达水面，长度增加底面则逐渐出露水面；在蓝色曲线 3 ，顶面边缘的 Q 点正好到达水面，长度减小顶面则逐渐出露水面。在曲线的交汇区域，圆柱浮体的平衡姿态比较复杂。仅以比重 0.2 为例说明圆柱平衡位置的倾角和浮心-重心的距离随长径比的变化特征。圆柱长度从 0 增加到 L 1 =1.768 R 时轴线竖直即 θ =0 o 失去稳定而开始倾斜，重心 - 浮心距离仍随长度近于线性增加；在 L 2 =1.826 R 、 θ =20.1 o 时，底面边缘 P 出露水面、圆柱进入姿态 b 。长度增加到 1.843 R 后姿态 b 的平衡位置就有两解，重心较低者是真实存在的状态。在 θ =25.3 o 时达到长度极值，其后长度增加则无解而只能发生突变，倾角 θ 跳跃到 90 o ，即圆柱轴线水平，重心高度也由 0.7348 R 突降到 0.7003 R 。若圆柱长度减少至 1.742 R ，开始偏离水平状态，继续减少至 1.677 R 、 θ =60.3 o 时，顶面边缘 Q 开始出露，但很快就发生突变，圆柱姿态转为竖直状态。在两个极值点处圆柱浮体的平衡位置发生鞍结分岔，而其中间的不稳定平衡位置不会实际出现。稳定平衡姿态的突变点所对应的圆柱参数就是前面大图中绿色曲线 J . 参数位于两个分岔集 J 之间的区域Ⅰ~Ⅴ，平衡位置有2个或3个，但只有1个是稳定的。如下图所示，长度在 L 1 ~ L 4 之间时，姿态a、b或c的平衡位置是稳定的，而轴线竖直或水平的姿态则总是不稳定的。系统参数位于分岔集 J 的左右两侧时有 3~5 个平衡位置，其中 2 个是稳定。计有 9 种情形。圆柱总是具有轴线竖直、水平的平衡姿态以及至少姿态 b 的一个不稳定平衡位置。轴线竖直和水平的平衡姿态在区域① 都是稳定的。参数在区域 ② 和 ③ ，轴线竖直姿态失去稳定，但分别增加了姿态 a 和 b 的稳定平衡；在区域 ④ 和 ⑤ ，轴线水平姿态失去稳定，但分别增加了姿态 c 和 b 的稳定平衡。前述 γ =0.2 γ 14 =0.2050 的平衡位置变化，包含了区域 ①~⑤ 以及 Ⅰ 和Ⅴ。参数在区域 ⑥~⑨ ，有轴线竖直、水平以及姿态 b 的 3 个不稳定平衡位置；除此之外，参数在区域 ⑥ 有姿态 a 和 c 、在区域 ⑦ 有姿态 b 和 c 、区域 ⑧ 有姿态 b 和 a 的各 1 个稳定平衡位置，在区域 ⑨ 则有姿态 b 的 2 个稳定平衡位置。图中 γ = γ 23 =0.2415 、 L =1.7222 R 是区域 ⑥~⑨ 的结合点：姿态 P 的 θ =22.6 o 和姿态 Q 的 θ =57.5 o 是稳定平衡位置，而 θ =45.7 o 以及竖直和水平的姿态都是不稳定的。综上所述，平衡位置的数量有 2~5 个，而稳定姿态则是相间的 1~2 个。系统参数从区域 ⑤ 、 ⑧ 、 ⑨ 、 ⑦ 、 ③ 跨出分岔集 J 时，原姿态 b 的稳定平衡位置将失稳而跳跃到区域Ⅰ ~ Ⅴ的稳定平衡位置。参数在区域 ⑨ 有姿态 b 的 3 个平衡位置，在分岔集 J 一个稳定平衡位置会失稳而跳跃到另一个稳定平衡位置。又，参数进入分岔集 J 时平衡位置不会发生突变。详尽分析烦请参阅尤明庆 . 圆柱浮体的平衡姿态及其稳定性 . 力学与实践， 2018 ， 40(6): 676-682 http://lxsj.cstam.org.cn/CN/abstract/abstract147067.shtml#

个人分类: 力学科普|11202 次阅读|26 个评论

地质作用过程中的突变和渐变

热度 1 Michaelhu 2017-6-30 10:45

渐变和突变是变化的基本形式，各自特征极不相同，研究方法和思路迥然。在地质作用过程研究时，要区别对待这 2 类变化，否则难以得正确的认识和预测结果。以岩石圈中水的临界奇异性突变为例，初步研究了水的渐变和突变行为，指出岩石圈中水的临界奇异性突变是许多内生地质作用发生的肇因。感谢江西省地质学会 2016 年首届地学哲学研究讨会召集参会，受启发再结合着个人的科研经历，对近年来作者本人及团队的地学研究内容、技术、方法和思维等进行归纳和反思，并努力向哲学层次上提升。详见《江西省地质学会2016论文汇编集II》2016年总第65期地质作用中的突变和渐变-胡宝群20160913.pdf

个人分类: 研究心得|4093 次阅读|1 个评论

基因突变是完全随机的吗？

热度 16 mashengwei 2016-12-9 16:44

针对这个话题，相关的论文研究也不少，后面我会出一个2.0版本。基因突变是完全随机的吗？今天看到刘学武博主提到：进化论说基因突变完全是随机的，根本没有基因意识，也就不会出现什么自私的基因。 1、基因突变或者叫做序列突变发生在什么时候？一般认为突变发生在遗传物质复制时期，复制时解螺旋，单链不稳定,比较容易突变。当然突变可以是自发的也可以是诱发的，自发产生的基因突变和诱发产生的基因突变之间没有本质上的不同。 2、生物体内还有一套修复系统，可以修复一些突变的位点，那么修复是随机的吗？ 3、突变是没有方向的，自然选择是有方向的。生物体本身能选择突变吗？我们讲人是有意识的，人的意识是不是就是基因的意识？（重点不是整体与部分的讨论）。意识形成的物质基础是不是就是我们的基因？人的意识归到到底是不是基因的意识？人的意识不能完全体现基因的意识。基因的意识也许人根本就认识（意识）不到。生物是可以感知环境的，当环境发生变化，有没有可能生物主动调整自身的变异来适应环境？这是自然选择还是生物自身选择？突变的结果到底是自然选择还是生物自身的选择，或者两者都有？ 5、生物一般具有自私性。同样的还是要问，生物自私性的物质基础是什么？生物为什么会表现出自私性？如果是为了生存，那么自私性就是生物生存的唯一选择吗？综上，我认为突变发生的位置可能是随机的，但是突变的结果却不是随机的（有些突变发生了，稍后又被修复）。生物体内可能也存在一种突变选择机制。基因是有意识的。这里的基因不是指单个基因，而是指以基因为基本单位形成的“基因集团”。基因集团也许可以理解为一个细胞或者一个器官甚至一个人。如果基因没有意识，那么人的意识是凭空产生的吗？注：以上提到的基因，不单指编码基因，倾向于有功能的序列单元。或者直接理解为整个基因组。 17.12.16 最近的研究表明，生物自身具有修复偏好，即优先选择修复外显子上的变异。生物自身有一套机制来决定哪些地方非常重要，修复酶要经常或者优先去修复。

11138 次阅读|45 个评论

灭火技术未来发展趋势

dfedhw 2016-11-1 11:12

即便与火灾打交道已有数千年，每个时期都有灭火技术在不断推陈出新，却也很难说该技术领域不是一直都在“黑暗”中摸索前行。放眼当下，琳琅满目的消防产品和技术所呈现的多样性反过来透露出信息的是：火灾这一由来已久的问题并未得到根治，反而愈发复杂。每个技术体系都有自我“进化”的能力，在渐进型创新的过程中或许会闪现出突变型创新，火灾防控技术发生“突变”应当具备以下一些特点： 1. “投掷”将成为人工灭火的一个显著特征 200 万年前人类祖先已进化出投掷行为，而这种行为很可能是受到威胁时，出于防御的需要，灭火同时具有防御和进攻的属性，如果将“投掷”这个动作引入到灭火行为当中，则很容易显现出其特有的优势： a. 救援人员在投掷时能够与火源（威胁）保持一定安全距离； b. 通过缩短前行距离，并加快投掷频率，从而提高进攻效率； c. 自身所处位置“靠后”，便于灵活机动补充灭火剂（弹药）； d. 纵深距离足够，当威胁变得不可控时，可随时选择逃离（撤退）。目前市场上出现的投掷式灭火弹（球）及灭火导弹，尽管应用范围受限，却已隐隐约约揭示出灭火技术未来的这一发展方向。 2. 灭火剂存储点需要更加 “靠前” 道路及街区拥堵的状况会严重阻碍灭火工作的进行，这种局面短时间内不仅无法得到缓解，还有进一步加剧的趋势，故此，微型消防站已经开始全面“向前渗透”，然而，这样的分布密度仍然不够，还是无法及时满足对灭火效率的需求，还有待进一步的“深入”。 3. “长城防御模式”并不适用于自动灭火建筑中不同部位的火灾风险级别不同，并非有可燃物就一定是危险的，还要考虑潜在的点火源如何分布，尽管火灾每次来势汹汹，却始终遵循“点-线-面-空间”的发展路径，全线防御是一种无奈之举，类似“层层设防”这样的针对性模式远胜于“无的放矢”的长城防御模式，再从性价比角度分析，全面设防的经济性更是无从谈起，通过“量”的缩减以换取“质”的提高，将会是自动消防发展的必然趋势。 4. 火灾与灭火剂分类不再重要火灾依据物质燃烧特性，可划为5类（固、液、气、金属、电气），常用灭火剂也有10余种，在灭火技术发展历程中，两种分类方式很难说到底是谁主导了谁，将来如果只需要一两种主打灭火剂普遍适用于上述5类火灾，则分类将逐渐失去意义。（气体火灾主要依靠切断气源来止火，或是维持其稳定燃烧，同时扑灭其它被引燃物质的火灾） 5. “质优价廉”是永恒的主题既然火灾是一种常见的自然现象，并无高低贵贱之分，那么相应的防控技术也不该自带价格上的门槛，必须具有普遍适用性，操作方式也应简单到能被所有人轻松理解和掌握。每次实战伊始，灭火剂终归是多多益善，速战速决方可避免新的变数，而只有价格低廉才可能提供足够的物质保障。 6. 灭火设施与周围环境相融合尽管灭火设施极其重要，然而实战使用机会少之又少，为了降低对日常生活的影响，不妨碍视觉观瞻，则需要尽量减少刚性构件，人员活动区域尽量避免带压力存储灭火剂，外形色彩与周围环境融合，减少紧张感和突兀感。灭火方式的突变创新将改变过去对火灾防控的一些基本理念：意外起火的概率受到太多不确定因素的影响，过于苛求也难见成效，退一步来看，借助过程干预和控制，缩短燃烧时间，降低发展成灾的概率，才是火灾科学和技术的真正意义之所在，但凡能够拉低一两个数量级，都极为可观。任何一种灭火方式，无论人工还是自动，其根本价值在于全过程所能体现出来的“快速”，如果达不成这个目标，则失去意义。故此，灭火技术未来发展的重心将从专注于火灾的发生、发展机理，以及灭火剂、灭火方法改良，逐步转移到灭火剂的快速投送这一根本问题上来。

4258 次阅读|0 个评论

岩石圈中水的临界奇异性——内生地质过程突变的肇因

热度 2 Michaelhu 2016-4-28 06:46

岩石圈中水的临界奇异性，是一个非常有意思的研究课题。沿着水物理化学性质临界奇异性突变的思路，重新考察岩石圈中所发生的地质作用，会有些启发。从更广泛的意义来说，相图中相变线及两端点（临界点和三相点）邻区物理化学性质突变的研究，会给地质学和材料学带来一些新认识。如临界点及三相点，分别与热液矿床及岩浆岩形成关联密切。附：20160423“第五届流体地球科学与矿产资源及自然灾害学术研讨会”参会的PPT new 水的临界奇异性——内生地质过程突变的肇因.ppt

个人分类: 热液矿床|2824 次阅读|3 个评论

何以解道，道法自然。“非线性科学与医学沙龙”开篇寄语

maximusd 2016-4-5 16:50

一、道生一，一生二，二生三，三生万物,何谓道？大约135亿年前，经过所谓的“大爆炸”之后，宇宙物质、能量、时间、空间有了现在的样子。宇宙的这些基本特征，就成了“物理学”。大约38亿年前，在这个叫做地球的行星上，有些分子结合起来，形成一种特别庞大而又精细的结构——有机体。有机体的故事，就成了“生物学”。大约7万年前，一些属于“智人”这一物种的生物，开始创造出更复杂的架构，称为“文化”。大约1.2万年前，“农业革命”让历史加速发展。大约500年前，“科学革命”，人类开始取得前所未有的能力，整个地球形成单一历史场域（引自《人类简史》，赫拉利）。在宇宙演变的历史长河中，生命是如何产生的？是通过什么机制实现了从单纯的物理世界到原始生命？是通过什么机制实现了从原核生物演化到复杂的多细胞生物？是通过什么机制实现了从原始动物性到身心合一的人性？二、一花一世界，一叶一如来，或能解道佛陀不愧是一位超越科学的大师，神经细胞的微观生长和宇宙的宏观演化是如此的相似。托马斯在《细胞生命的礼赞》中提到，细胞内有线粒体、中心粒、基粒和“其他各司其职的更模糊的微小生灵”，它们都有各自的历史和演化过程。它们以不可思议的方式结合在一起，成为完全互相依存的统一体。我们细胞核里携带的大量DNA，也许是在细胞的祖先融合和原始生物在共生中联合起来的岁月里，不知什么时候来到我们这里的。我们的基因组是从大自然所有方面来的形形色色指令信息的集结，为应付各式各样的意外情况编码而成。生命的进化遵循着从简单到复杂的法则，从核酸分子到细胞，从组织到器官，从单一的个体到众多的人群。面对复杂的世界，我们抽丝剥茧、层层深入，探究“花”和“叶”的简单法则，或能以小见大、见微知著、洞悉未来。三、横看成岭侧成峰，换个角度看世界，或能解道医学生的世界观是这样形成的，从细胞生物学到微生物学，从解剖学到组织胚胎学，从生理学到病理学，从诊断学到内外妇儿。专业越分越细，而联系着从物理学到化学、从生物学和人类学到社会科学的学科间的距离越行越远。有没有一根这样的链条，涵盖着物理和化学的基础原理，能够通过简单的法则将生命科学和医学中被肢解的模块重新串联在一起呢？站在不同的视角，我们能看到不一样的世界；换一种思维，我们会收获到另一个秋天。为了寻找和探索这样的法则或链条，我开通了这个博客，也建立了“非线性科学与医学沙龙”微信公众号，希望通过这样一个平台，汇聚物理、化学、生物学和医学等各类跨学科信息，展示非线性科学（混沌理论、分形理论、突变理论、协同论、自组织理论和复杂性科学理论等等）的相关理论以及在生物医学方面的应用。

个人分类: 课程相关|2041 次阅读|0 个评论

薄幸·基因修复

热度 5 kongmoon 2015-10-11 15:35

赤轮加冕，紫外线、狂摧乱剪。蛋白质、支离凋落，何况螺旋双链！碱基怜、添补缺失，张冠李戴皆凶险。见差若毫厘，许仙悲叹，忍看娇妻蛇变。杞天虑、神医觅，尊号问，名酶是鉴。侦巡单链错，抽刀了断，碱基再配无亏欠。记牢模板，尽狸猫扬弃，宸妃太子重依恋。基因复旧，共赏骄阳艳艳。烈日下，太阳发出的紫外线照射人体裸露的皮肤，皮肤细胞的一些蛋白质和 DNA 吸收了紫外线，被紫外线破坏了氢键等结构，导致结构改变。 DNA 的遗传信息写在碱基的排列顺序上，一旦 DNA 上面的碱基（核苷酸）出现了增添、缺失或替换， DNA 上面的遗传信息就很有可能被改写，这就是基因突变的分子机制。遗传信息一旦被改变，就会影响生物性状的表达，而一个碱基的改变却可能会影响整个遗传信息，夸张点说，就像当年白素贞喝了雄黄酒变回了白蛇一样！由于生物目前的稳态是几亿年来自然选择的结果，一旦出现新的性状，往往难以适应当前的环境。所以大多数的基因突变都是有害的，例如癌症、遗传病、死胎、怪胎等。除了紫外线，还有很多内外的因素如电离辐射、骤冷骤热、内环境酸碱度、细胞分裂等会导致基因突变，那么我们是不是束手待毙呢？其实不然，在细胞里有很多酶，会及时将受损的 DNA 链修复。 2015 年诺贝尔化学奖就授予了三位在揭示 DNA 修复机制做出了卓越贡献的科学家。当 DNA 的某些碱基或核苷酸出现问题，如胞嘧啶 (C) 脱氨基变成尿嘧啶 (U) 、胸腺嘧啶形成胸腺嘧啶二聚体等错误的时候，这些修复酶就会识别出错误的碱基或核苷酸，单独或将与错误碱基相邻的若干核苷酸一起切除，然后再根据碱基互补配对原则将这条单链修复。当复制时薪形成的子链出现碱基对错配的时候，另一种能识别模板母链的酶根据模板链的序列，将配对错误的子链碱基切除掉，再由碱基互补配对原则进行修复，休想狸猫换太子！当然DNA的修复机制还有很多，但不管如何，正是仰仗了这一机制，我们才能在阳光下茁壮成长；也正是揭示了这一机制，我们才有信心最终攻克癌症等由基因引发的绝症！

个人分类: 化学|3059 次阅读|8 个评论

又被我说中一件事-中日关系突变

热度 7 gaoshannankai 2015-4-22 20:44

刚看到习近平会见日本首相安倍愿落实四点共识想起此前我预测的中日关系，俄国走向等问题，这次对日本的预测又是很准确。从国际大局来看，中国要想在经济金融领域拿到老二的位置，与日本缓和关系是必须的一步。更详细分析请看未来世界发展的两条主线-你我都能看到 http://blog.sciencenet.cn/blog-907017-861742.html 未来中日关系之我见-附预测 http://blog.sciencenet.cn/blog-907017-856067.html 之所以，我能够预测到日本突然来这么一手。主要是我基于对日本这个民族的深入了解，日本人对孙子兵法与三十六计达到了顶礼膜拜的水平。奇袭珍珠港，它可以把谈判拖到最后一天，而且可以不撤侨民。为了自己的长期利益，它可以突然背叛自己的干爹美国。这次四点共识，估计完全没有告知美国，先试试美国态度如果成功了，那么下一步，就看他亚投行问题上表态。搞不好，这亚投行第二把交椅就是他的。其实，他做第二也好，老大也好，对中国有利，人民币要想做大离不开日韩等国支持。如果不出意外，日本一旦反水，中国可以继续拿下新加坡等国家。新加坡离开李光耀，谁也没有能力玩得起吃了原告吃被告，他只能在中国和美国之间做出选择，最有可能倒向中国。今年如果顺利拿下日本韩国新加坡，再设法拉上台湾。有了这4张牌，人民币就可以来一个较大的动作，让美国喝一壶。

1721 次阅读|7 个评论

[转载]长寿的真菌－超过一千五百岁

chensing 2014-11-24 23:11

Bulbous honey fungus— Armillaria gallica Science， 21 NOVEMBER 2014

1373 次阅读|0 个评论

耐药细胞与选择机制

benlion 2014-8-9 08:17

常言道名师出高徒，实际上，这是知识和技能传授的教育复制效应，高徒依据同样的模式做类似的工作，其实，一般还是低了一个层次，如同模仿名画的作品；因而，诺贝尔奖获得者的弟子并非都能获得诺贝尔奖。青出于蓝，而胜于蓝，却是如同生物的突变与进化现象，就是弟子自己的创造发明，从而，超越了导师；所以，这也是众多个体之中发生的孤立或极少数现象。提升整体社会的教育水平和工作质量，并非等同于创新型社会的选择机制，却是如同生物的基因自发突变，并能够发展成为主流群落，在于社会、环境的选择和筛选机制。不同社会整体的鉴赏水平和价值导向不同，如，古代宫廷通过选拔，从民间获得德才兼备最优秀的文武官员，或通过选举获得德高望重的领袖。假如，一个社会鉴赏不了或接纳了错误的奇思异想，就必然导致不同的社会发展方向，假如，一个群体不是向优秀的学习和提升整个群体水平，却是排挤和嫉妒也必然导致社会的不同前景；因而，一个创新型社会，必然是具备鉴赏的知识和能力基础，同时，也必然是具有崇尚英雄和羡慕才德的社会风气。因此，整体社会的素质、水准和体制与环境，决定了选择的机制和价值导向。人类文明的发展，构成一个交替的演进历程。社会的价值伦理，包括，学术伦理和商业伦理等，社会进步的技术发展，包括，实验室技术和工业制造技术等。科学，不仅是知识和方法体系，而且，也是组织的管理与建制。历史学、社会学与管理学也是科学，应该用史料考证和逻辑推理的科学方法，从而，发现客观史实和历史规律。附、耐药细胞 20 世纪 90 年代我设计与做的一个耐药细胞实验：用化学诱变剂甲磺酸乙脂（ EMS ）处理 CHO 细胞，一次筛选到耐 10uM 和 20uM 洛伐他汀（ lovastatin ）的细胞系，再用 EMS 处理耐 10uM 洛伐他汀的突变细胞系，筛选到可耐 70uM 洛伐他汀的细胞系，同时，对照实验，不用诱变剂，而是依梯度从 5uM 加倍筛选，历经一年时间才获得耐药 90uM 洛伐他汀的突变细胞系。参见类同的实验 – “耐药菌株的出现是群体水平”（ http://blog.sciencenet.cn/blog-615675-818083.html ）。 - （创新型经济区） -

个人分类: 2014y|2234 次阅读|0 个评论

地学中热力学相变的一些思考

Michaelhu 2013-12-16 11:21

相变线两端及其延伸段邻区的物性特点、过程，和相变线（含端点）上突变的具体细节及数理关系，是研究的难点、甚至是盲点。因在相图的区块内可用状态方程、渐变处理，但是在相变线（点）及其邻区则要用突变理论来处理。当研究对象为水、固相等，将产生许多新的认识。如水的临界奇异性及一、二级相变(相变线的上端点)，熔浆冷凝(相变线的下端点)得出是玻璃质还是结晶质，变质变形过程等。相关研究成果会给地学乃至整个科学带来新的冲击。

个人分类: 热液矿床|2934 次阅读|0 个评论

涌现、突变与惊奇

estudy 2013-10-15 05:14

涌现（emergency）是圣塔菲学派为复杂系统理论贡献的两个重要概念之一（另一个是混沌的边缘edge of chaos），它已经成为复杂性研究中的一个核心概念，一些研究者甚至把关于涌现的研究单独列为一个理论分支。根据霍兰德（1998）对涌现最初的界定和描述，以及其他研究者的阐发，涌现的特征可以总结为：（1）涌现是系统在结构或属性上的改变；（2）涌现是系统中的元素相互作用的结果；（3）涌现是从系统中的低层次（level）向高层次的过渡。本质上讲，涌现就是出现或产生，即新的东西从无到有。比一般意义上的出现或产生更进一步的是，涌现伴随着系统在某一方面（结构、属性、功能、模式等）的具有研究意义的改变。这种改变似乎是突然发生的，并在一瞬间完成的。这里突变这个概念值得提一下，有的人把emergency译为突变，从而认为涌现和突变是同一个概念。作为中文译名的突变大体有两个来源，一个是生物学中的mutation，一个是动态系统理论中的catastrophe（也被译为灾变），它们都表示突然发生的、意料之外的或者不可预测的改变。涌现有别于突变之处在于，涌向并非完全不可以预料的，至少不是在任何情况下都不可以预料的，事实上，意料之外的、给人们带来惊奇的涌现只是一小部分。在复杂系统研究中，突变被认为是发生在比涌现更低层次的变化，是涌现现象发生的微观基础。在农业合作社形成机制的研究中，考虑专业大户发起、由专业大户和普通小农共同组建的合作社，当达到一定的条件（如潜在收益足够大，参与人之间的信任足够高）时，合作社的出现具有必然性，且在一定程度上是可以预测的。然而，具体什么时候、什么场合、由谁发起合作倡议，或商议合作事项则带有偶然性，不难以提前预知的。可能是某个农户一时受到了某种启发，于是决定筹建合作社；也可能是某个偶然的机会使得一些农户聚在一起高谈阔论，随即付诸实践。在原有的专业大户和普通小农并存的格局中生发出合作社是农户系统在结构上变化，因此是一个涌现，这使得较大户和小农更高层次的一类主体出现。而参与人的灵机一动或未经计划的头脑风暴，则是微观层面上发生的突变，它直接推动了涌现的发生。再看一个关于水的例子。液态水加热到一定温度，水蒸气必然涌现。水蒸气是水分子从液态水的分子结构中逃逸出来的形成的，加热到一定温度时，水分子剧烈运动并从原来的结构中逃逸出来，是由分子运动规律决定的必然现象，而具体哪一个分支在哪一个时点发生逃逸则是属于突变。惊奇（surprise）在复杂系统研究中不是一个术语（至少截至目前），人们谈到惊奇时指的是全然未曾预料，甚至与常理相悖的一类涌现。正因如此，它是研究者更希望看到的。惊奇一般出现在比较复杂（complicated）的系统中，这种复杂体现在三个“多”：主体多、规则多、状态多。如果某个系统中有i类行为主体，假设每类行为主体有j条行为规则，而每条规则能够呈现k个状态，理论上这个系统可以呈现出i*j*k种格局（pattern）（或结构structure）。i、j、k越大，可能呈现的格局越多，产生惊奇的可能性越大。水在一个标准大气压下加热到100摄氏度变成水蒸气，这是一个主体单一、规则单一、状态也单一的系统，涌现的结果（即产生水蒸气）几乎是可以完全确定的。中国象棋中的主体、规则和状态都多，因此可以产生千变万化的棋局，虽然已历经千百年仍然不断有新的棋局涌现。从水加热形成水蒸气是涌现，其中水分子随机性的逃逸是突变，如果水加热变成了冰——这是一个有悖常理的现象——就堪称惊奇了。

个人分类: 经济思维|5607 次阅读|0 个评论

[转载]演化

zhangqw 2013-2-15 13:04

百科名片 http://baike.baidu.com/view/712348.htm 演化演化又称进化，指生物在不同世代之间具有差异的现象，以及解释这些现象的各种理论。演化的主要机制是生物的可遗传变异，以及生物对环境的适应和物种间的竞争。自然选择的过程，会使物种的特征被保留或是淘汰，甚至使新物种诞生或原有物种灭绝。现今生物学家认为，地球上的所有生命，是来自30多亿年前形成的共同祖先，之后生物持续不断的演化。直到今天，世界上现存估计大约有13,500,000个物种。与演化思想密切相关的新兴交叉学科还有：演化证券学、演化金融学、演化经济学等。目录汉语词语生物学名词基因遗传基因变异基因机制演化历程演化结果展开汉语词语生物学名词基因遗传基因变异基因机制演化历程演化结果基本信息【词目】演化【拼音】 yǎn huà 【基本解释】指生态的群落或自然群落的逐渐进化详细解释 1. 推广教化。唐骆宾王《上兖州崔长史启》：“是以佐龟阴而演化，务肃百城升值成就空间一般会显现出山峰与山谷。” 前蜀杜光庭《孟彦晖西亭子南北斗醮词》：“伏闻大道孕灵，天尊演化，乘机诞瑞，命世降贤。”《景德传灯录·子比丘》：“以僧伽棃衣密付斯多，俾之他国，随机演化。” 2. 演变。胡适《国语文法概论》：“国语是古文慢慢的演化出来的；国语的文法是古文的文法慢慢的改革修正出来的。” 柯岩《奇异的书简》五：“这些论文……为理解这类星体的演化，找到了新的规律。” 编辑本段生物学名词概念解释演化的理论为演化论，虽然以用进废退理论著名的拉马克，是最早把演化建立为一门学问的生物学家之一。但是达尔文与华莱士所提出的物竞天择与适者生存等观念，才是后来的生物学家接受的理论。在达尔文的《物种源起》一书中，天择第一次被提出作为演化的机制。始祖鸟复原模型由于演化的观念与宗教信仰，尤其是人类起源的观点有所冲突，因此导致从达尔文时代至今，持续不断的宗教、社会与哲学层面的诸多争议。近年来出现整合生物学各分支学门，以研究生物演化的现代综合理论。例如种系发生学（phylogeny），应用了生物化学与分子生物学的 DNA 序列和蛋白质序列分析，和古生物学的化石比较等方式，研究物种演化史与物种之间的关系；以及以数学模式描述演化动力影响下，等位基因分布和改变的群体遗传学。此外演化还衍生出演化发育生物学、系统分类学与人类演化学等学门。现今生物学家所了解的演化过程，已经能够总结成演化时间表。概述演化又称进化，在生物学中是指族群里的遗传性状在世代之间的变化。所谓性状则是指基因的表现，这些基因在繁殖过程中，会经由复制而传递到子代。而基因的突变会使性状改变，或者产生新的性状，进而造成个体之间的遗传变异。新性状又会因为迁移或是物种之间的水平基因转移，而随著基因在族群中传递。当这些遗传变异受到非随机的自然选择或随机的遗传漂变影响，而在族群中变得较为普遍或稀有时，就表示发生了演化。自然选择能使有利于生存与繁殖的遗传性状变得更为普遍，并使有害的性状变得更稀有。这是因为带有较有利性状的个体，能将相同的性状转移到更多的下一代。经过了许多世代之后，性状产生了连续、微小且随机的变化，自然选择则挑出了最适合所处环境的变异，使适应得以发生。相对而言，遗传漂变会使性状在族群中的所占比例产生一些随机的变化，来自一些使个体能古代大陆间有陆桥连结够成功繁殖的偶然因素。物种是指一群可以互相进行繁殖行为的个体。当一个物种分离成杂交受到阻碍的不同族群时，再加上突变、遗传漂变，与不同环境对于不同性状的青睐，会使变异逐代累积，进而产生新的物种。生物之间的相似性显示所有已知物种皆是从共同祖先（或是祖先基因池）逐渐分化产生。以自然选择为基础的演化理论，最早是由查尔斯·达尔文与亚尔佛德·罗素·华莱士所提出，并且在达尔文出版于1959年的书籍《物种起源》中详细阐述。1930年代，达尔文自然选择与孟德尔遗传合而为一，形成了现代综合理论。连结了演化的“单位”（基因）与演化的“机制”（自然选择）。这种有力的解释以及具预测性的理论成文了现代生物学的中心原则，使地球上的生命多样性得以作统一的解释。词源英文中的“evolution”一词，起源于拉丁文的“evolvere”，原本的意思是将一个卷在一起的东西打开，也可以指任何事物的生长、变化或发展。包括恒星的演变，化学的演变，文化的演变或者观念的演变。自从19世纪以后，演化通常用来指生物学上，不同世代之间外表特征与基因频率的改变。达尔文并未对“evolution”下过定义，在1859年出版的《物种起源》第一版中，也并未使用“evolution”这个字。当时达尔文是使用“经过改变的继承”（descent with modification）、“改变过程”（process of modification）或是“物种改变的原理”（doctrine of 脊椎动物同源构造的相互比较 the modification of species）等。evolution这个字在当时生物学上的意义，指的是胚胎发育的过程，并且在当时的一般用语中具有“进步”的意含，而达尔文反对将“进步”之类的用语来描述生物改变的过程。他曾在《物种起源》第7章中说：“（天择）的最后结果，包括了生物体的进步（advance）及退步（retrogression）两种现象”。而后来包括达尔文在内，之所以改用evolution来描述生物演化现象，是经由英国哲学家赫伯特·史宾赛在许多著作里进行的名词统一。（1）进化与演化原本中文对“evolution”这个字有两种翻译。“进化”一词是来自日语（日制汉语）。而严复则是最早反对使用“进化”的人之一，后人在《天演论》书尾的名词表中写到：“evolution一词，严氏译为天演，近人撰述多以进化二字当之。赫胥黎于本书导言中实尝有一节，立evolution之界说；谓为初指进化而言，继则兼包退化之义。严氏于此节略而未译，然其用天演两字，固守赫氏之说也”。也就是说，严复主张以“ 天演 ”取代“进化”。根据台湾教育部所编辑的辞典，“进化”定义为生物由低级到高级、由简单到复杂的发展过程，并将“退化”定义为进化的反义词。而“演化”则定义为生物物种为了因应时空的嬗变，而在形态和与行为上与远祖有所差异的现象。目前中文对于如何翻译“evolution”仍有争议。支持使用“演化”的学者认为，演化在字面上的意义比较中性，能表达连续与随机的意义；进化则带有“进步”的含意。而且由于汉语中“进”与“退”是代表相反意义的两个字，因此若使用进化，则在逻辑上不易将“退化”定义为进化的一种类型。对翻译的争论也表现了人们对进化论理解的变化，过去 “进化”多表示生物朝适应环境的方向演化，而当前多认为生物的演化是随机的，并没有进步退步之分。演化模型（1）微观演化与宏观演化演化可以依据时间长短与差异程度，分成“ 微观演化”（微演化）与“ 宏观演化”（广演化）。微观演化指几个世代中，基因频率小范围的变化，例如现今世界各地人类的差异。宏观演化指长时间的演化过程，例如人类与灭绝祖先的关系。宏观演化的历史中可能包括生物群在化石纪录中的突然出现、丢失的环节、物种长期停滞等难以解释的现象。例如寒武纪地层中保存大量化石的现象。（2）演化速率关于宏观演化的过程，有许多不同的理论，主要是用来解释化石纪录中难以解释的现象。传统的观念认为，许多微观演化的累积，经历足够时间之后便形成新物种，这样的理论称为渐变论。而渐变论又有许多形式，例如由杰伊·古尔德与尼尔斯·艾尔德里奇在1972年提出的疾变平衡论。这种学说认为物种演化是通过短时间内的快速变化来实现的，而这些发生快速变化的短暂时期又被一个个很少或者没有变化的漫长时期所分隔。根据这种学说，当物种内的部分群体被隔离后会迅速的演化， DNA结构，碱基位于中心使自己能适应新的环境。现在，大多数科学家则认为演化在某些时候可能是循序渐进的，但在另一些时候则可能十分迅速。而且这两种演化方式在地球漫长的历史中都曾经发生过。这种理论认为生物的演化历史是许多走走停停的过程，在大多数时间并没有太大的变化。而某些个体中存在关键基因（如同源异形盒），可能导致新物种迅速形成并大量繁殖，之后再恢复平衡。如此便能够合理的解释化石纪录不平均的问题。其实古尔德经常以批判渐变论的姿态出现在大众媒体，但是道金斯认为，疾变平衡论只是渐变论的一种形式。而极端的渐变论，认为演化过程是以等速进行，对于化石数量的不平均，则以“化石纪录本身并不完整”来解释。极端的渐变论，仍然经常使用在分子层次，并发展出分子时钟的观念。但是近年的研究发现，分子时钟也并非等速进行，而是在不同物种或是不同年代具有不同的演化速度。且不同的研究中，对分子演化速率的推算差异相当大。另外有一种跃进论，认为物种只需要一个世代就能够形成，且可能具有创造论与灾变论等形式。创造论与灾变论都是源自宗教，如《创世纪》与大洪水，不过现在的灾变论已将火山爆发、陨石撞击等所有来自地球内外的影响包含在内。（3）数学模式生物的变异可以量化为数字，因此也能够建立出数学模型。较早的数值分类学（numerical taxonomy）将生物的特征量化为数字，并且依照这些数字进行分类，借此找出它们的亲缘关系。现在的科学家一般认为生物型体的演化，是源自于基因的变异（基因中心演化观点）。而且由于基因突变具有一些规律性，因此复杂的演化过程，可以简化成数学模型。早期的新达尔文主义科学家使用线性的模型，例如将为每一个对偶基因定下一个“天择系数”，借此估计此对偶基因在每一世代中的基因频率。现今则多用非线性的方式分析，例如一种称为生殖成就空间（fitness landscape）的曲面图形，可以用来表达生物个体在繁殖上的能力，与其特征之间的相关性。由图形可以看出具有不同特征的生物可能同时皆有较高的生殖成就。由于这些生物的变异可以化成许多种不同的变量，因此数学上用来处理多维空间的技巧，便可应用在生物关系的分析。此外这些数学方法的优点是计算过程上相当精确，缺点是其正确性取决于人为的判断与假设。演化证据（1）古生物学与化石纪录古生物学是以生物化石为基础，以研究生物亲缘关系的一种研究。当生物个体死亡之后，它的尸体通常会经由微生物分解而腐化，使得生存痕迹消失。但有时候这些遗迹可能会因为某些因素而被保存。只要是来自古代生物造成的痕迹，或是生物体本身，都可以称为化石。化石对于了解生物演化历程而言将当重要，因为化石是较为直接的证据，且带有许多详细的资讯。在化石形成过程中，生物体外的痕迹由于快速地受到掩埋，因此不会发生风化与分解的情形。而较为常见的化石，则通常源自骨骼或外壳等坚硬部位，并经由类似铸模的过程形成。坚硬的骨骼在动物死亡之后，会因为有机物的腐败，而产生一些漏洞。将骨骼掩埋的砂石或矿物，则会经由这些漏洞侵入骨骼内部，并将其填满。这种过程称为置换作用，属于型体的保留，而不是生物体本身的以16SrRNA的基因序列所建立的种系发生树保留。也有一些化石是生物体本身，例如被冰冻的猛犸象、琥珀里的昆虫。此外，古代动物的脚印，或是植物在地底下因为温度与压力的作用而碳化，都可称为化石。不同时代的生物化石，会出现的在不同的地层中，如此便能够研究古生物之间，以及它们与现代生物之间的关系。“失落的环结”指演化过程可能出现过，却尚未发现的物种；而连接两个物种之间化石，则称为“过渡化石”。例如可能位在鸟类与恐龙中间的始祖鸟（Archaeopteryx）化石；以及最近所发现的一种具有四肢的大型浅水鱼（Tiktaalik），可能是鱼类与两栖类的过渡化石。化石纪录对于古生物的研究有所限制，因为形成化石并不容易。举例而言，软体动物身上并没有太多能够形成化石的部分，还有一些生物生存在难以形成化石的环境当中。即使化石形成之后，也有可能因为某些原因被摧毁，使得大多数化石皆是零散的状态，只有少数化石能够保持完整。而当演化上的改变在族群当中只占有少部分，或是环境变化使族群规模缩小，都会使它们形成化石的机率相对较小。此外，化石几乎无法用来研究生物内部器官构造和机制。（2）生物地理学与物种分布由于板块移动造成的大陆漂移（如南美洲与非洲），以及冰河时期前后造成的海平面高度的变化（如白令海峡陆桥），改变了陆地之间的相连性，使得一些相差遥远的地区，虽然能够在地底下挖出许多相似的生物化石，如今却因为海洋或山脉的隔离，而使现有的物种具有相当大的差异。例如在南美洲的新世界猴、美洲豹与骆马；以及非洲的旧世界猴、狮子与长颈鹿。此外，与世界上其他地方的胎盘动物相比较为原始的有袋类动物，虽已大多灭绝，但澳洲大陆却依然保留如袋鼠与无尾熊等许多有袋类。除了不同陆块之间具有这种现象之外，在大陆与其邻近岛屿，也因为曾经在地理上相连，而能够找到相似但具有变异的物种。例如台湾、中国大陆与日本的猕猴之间的差异。（3）型态比较脊椎动物五趾肢的比较，支持了脊椎动物具有共同祖先的理论。举例而言，虽然人类、猫、鲸鱼与蝙蝠的五趾肢在型态上有所差异，但是主要架构都很相似。这些“同源”的构造，适应了不同的功能，如抓握、行走、游泳与飞行。此外有一些构造在功能上相似，但却具有不同的型态。例如蝙蝠、鸟类与昆虫的翅膀；昆虫与脊椎动物的腿；章鱼与脊椎动物的眼睛；鱼类、鲸鱼与龙虾的鳍等。这类“异源”的构造，适应了相同的功能，如飞行、行走、感光与游泳。（4）发育过程　所有的脊椎动物胚胎在发育初期都非常相似，在发育的过程中，这样的相似会逐渐减少，最后形成各物种的型态。举例而言，虽然各种成熟的脊椎动物差异很大，但是它们的胚胎型态在发育初期却非常相似，腮裂仍然出现在已经没有腮的爬虫类、鸟类与哺乳类胚胎中。鱼类的二孔雀显眼又花枝招展的尾羽房心会被保留到成体，而人类的胚胎虽然也有这种构造，却会在胚胎成熟后消失。 1870年代提出胚胎重演学说的恩斯特· 海克尔，认为不同物种在同一段发育时期的差异也会显现出这些物种在演化上的亲近程度，而且这些生物演化历史的重复表现，能够出现在任何生物的胚胎发育过程。但是到了1997年，海克尔的理论正式被推翻。理察森与先前的一些研究发现，胚胎发育的型态，并不完全符合演化上的亲近程度。即使如此，现今的某些中学生物教科书依然继续使用海克尔的理论。在胚胎重演论提出直到被推翻的期间，胚胎学对于演化机制的解释并没有太大的进展。但是近年的演化发育生物学（Evolitionary developmental biology、Evo Devo）研究，将分子生物学与发育生物学等学门结合，解释基因的改变对于动物形态的控制过程。同时也发现外表差异相当大的动物之间，也拥有相同的调控基因。以及相同的基因在不同的时间与空间，具有不同的作用。这些调控动物发育过程的基因，主要为一类 Hox基因。（5）分子证据分子生物学与生物化学可以利用构成生命的各种分子，来研究生物的亲缘关系。这些分子包括了核糖核酸（RNA）、去氧核糖核酸（ DNA ）、蛋白质与醣体等。现在的科学家已经可以用机器与电脑将这些分子的碱基序列、氨基酸序列定序。研究这些序列的学门分别为基因体学、蛋白质体学。此外还有一种更为复杂的醣体学，专门分析醣类构造。基因体学透过去氧核糖核酸序列的比较，可以建立出与传统分类学大致符合的种系发生树。这种方法通常用来确认并增强分类学的研究，将其他演化证据的漏洞修补或是修正。例如人类的DNA序列与黑猩猩的差异约为1.2%，与大猩猩的差异约为1.6%，与狒狒则为6.6%，如此就能推断并量化人类与猿类的亲缘关系。此外一种组成核糖体的16S rRNA序列，也是研究亲缘关系的重要分子，这些研究导致了三域系统的出现，将真核生物、古生菌与细菌分开。蛋白质体学也支持了生物具有共同祖先的说法，因为许多生命所需的蛋白质，例如核糖体、DNA聚合酶与 RNA聚合酶，不但出现在较原始的细菌，也出在复杂的哺乳类体内。这些蛋白质的核心部分在不同生物中保有相似的构造与功能，而较复杂的生物具有较多的蛋白质次单位（protein subunit），以调控更复杂的蛋白质相互作用。生物体内有一种去氧核糖核酸片段，虽然与已知基因具有相似的四种物种形成过程的比较图序列，但是却无法发挥作用并完成蛋白质的制造。这类无用的核酸片段称为伪基因，是支持生物具有共同祖先的证据之一。它们之所以无法正常作用，是因为在演化过程中，基因突变累积过多的缘故。（6）抗药性微生物与病毒的抗药性，在医学上是重要问题，也是演化证据之一。例如金黄葡萄球菌在1943年时仍可使用青霉素（盘尼西林）治疗，到了1947年就已经发现具抗药性的菌株。1960年代改用甲氧苯青霉素，同样因为抗药性菌种的散布，使得1980年代改用万古霉素，2002年时，已发现抗万古霉素的菌种。编辑本段基因遗传生物体的遗传是发生在一些不连续性状上，也就是生物的特定特征。以人类为例，眼睛的色彩是一个是一项特征，可遗传自父母的其中一个。遗传性状是由基因所控制，而在生物个体基因组中完整的一套基因，则成为基因型。完整的一套可观察性状，可形成生物的构造或是行为，称为表现型。这些性状来自基因型与环境的交互作用。因此生物体的表现型并非完全来自遗传，例如皮肤的晒黑情况，是决定于个人的基因型与阳光的照射。每个人之所以对阳光有不同的反应，是因为基因型的差异，较显著的例子是拥有白化性状的个体，这类个体不会晒黑，且相当容易晒伤。基因是DNA分子中一些含有遗传讯息的区域，DNA则是含有四种碱基的长链分子。不同的基因具有不同的碱基序列，这些序列以编码形式形成遗传讯息。细胞里的DNA长链会与蛋白质聚集形成一种生为染色体的构造，染色体上的特定位置，则称作基因座（locus）。有时基因座上的序列在不同个体之间有所差异，这些各式各样变化型态称为等位基因（allele）。突变可使基因序列改变，产生新的等位基因。当突变发生虞基因时，新形成的等位基因可能会影响此基因所控制的性状，使表现型改变。不过单一等位基因对应单一性状的情形较少，多数的性状更为复杂，而且是由许多进行交互作用的基因来控制。编辑本段基因变异（1）突变突变是指遗传的物质发生改变，广义的突变包括染色体数目和结构变异。不过一般所说的突变，是核酸序列的改变，也就是基因突变。基因突变是产生遗传变异的最根本原因，细胞中的遗传物质（通常是脱氧核糖核酸或核糖核酸）能够经由许多方式改变，例如细胞分裂时的复制错误、放射线的照射、化学物质的影响或是病毒感染。多细胞生物的基因突变，可依照发生的细胞种类分为两种。生殖细胞突变能够遗传到下一代；体细胞突变则通常限制在个体中。基因突变可能对个体有害，也可能对个体有益，或是两者兼具。有害的隐性基因因为不会出现症状而被保留，当这些隐性基因配成对时，就可能使个体得到病变或是死亡。有一些基因虽然可能会造成病变，但是也可以使个体具有某些优势，例如带有一个镰刀型红血球疾病基因的人，对疟疾更有抵抗力。对生物个体无益也无害的突变称为中性突变，在族群中的出现频率主要受到突变机率影响。由于这些突变不影响个体的生存机会，因此大多数物种的基因组在没有天择的状况下，依然会有稳定数量的的中性突变不断发生。单一碱基对的变换称为点突变，当一个或多个碱基对插入或是最知名的已灭绝动物之一，渡渡鸟删除时，通常会使基因失去作用。转座子（transposon）是生物的基因组片段，并且在基因组的演化上扮演重要角色。它们能够移动并插入基因组中，或是取代原有的基因，产生演化上的变异和多样性。DNA复制也被认为每百万年间，会在动物的基因组中产生数十到数百的新基因。（2）重组在无性生殖的过程中，染色体上的任何一对等位基因都会一起遗传到下一代。但是对于行有性生殖的物种而言，亲代同源染色体中的等位基因，在制造生殖细胞的减数分裂过程中，会发生基因重组。这是一种不同的脱氧核糖核酸段落断裂并重新组合的过程。原核生物之间能够透过接合等方式，直接交换彼此的基因，因此重组在原核生物中也比较常见。而较复杂的动物与植物，则通常是在制造生殖细胞的减数分裂时期，因为染色体的交接（crossover）而发生重组。减数分裂重组的发生频率较低，而且排列位置较接近的等位基因，也较不易交换。因此可以由等位基因的重组率计算出基因的相对位置。此外有性生殖中的孟德尔遗传规则，能够使有害的突变被清除，有益的突变被保留。且因为具有这种清除有害突变效果，因此当一个等位基因无法进行基因重组的时候（例如孤立的 Y染色体），便因为有害突变逐渐累积，而使族群的有效族群大小（英语：effective population size、简写：Ne）缩减，这种现象称为希尔 —罗伯森效应（Hill-Robertson effect）。若是染色体逐渐退化，则称为缪勒氏齿轮（Muller's ratchet），这种现象比较容易出现在无性生殖的生物中。编辑本段基因机制遗传变异一方面经由生殖而传递到下一个世代（被称为垂直基因转移），另一方面也可以透过水平基因转移（英语：horizontal gene transfer，简写：HGT），在物种之内或是物种之间传递。尤其是细菌经常使用这种方式交换基因，最近的研究更发现可能有跨物种的水平基因转移存在。基因流（gene flow）则是指基因在生物个体之间转移。基因型（遗传因子）是产生表现型（外在表现）的根本。而表现型本身也拥有表型可塑性（phenotypic plasticity），能够在基因型未改变的状况下有所变化，并且能够遗传到下一世代。除了基因本身的改变，染色体的重新排列虽然不能改变基因，但是能够产生生殖隔离，并使新物种形成。一般来说，选择包括了“天择”（自然选择）与“性择”（性选择）。天择的主要原因是物种所居住环境的改变，包括物种之间关系的变化；性择则是物种在繁殖的需求下而产生的选择。而这些性择所留下的性状，可能会有害于个体本身的生存能力。各种选择的分类事实上并不明确，也有一些分类以天择表示所有选择作用，并分为生态选择（ecological selection）与性择。（1）基因流基因流也称为迁移（migration），当族群之间并未受到地理或是文化上的阻碍时，基因变异会经由一些个体的迁移，使基因在不同族群间扩散，这样的情形称为基因流。恩斯特·麦尔认为基因流类似一种均质化（homogenising）的过程，因此能够抵销选择适应的作用。当基因流受到某种阻碍，例如染色体的数目或是地理的隔阂，便会产生生殖隔离，这是物种形成的条件之一。族群中等位基因的自由移动，也受到族群结构的阻碍，例如族群的大小或是地理分布。虽然理想状态中族群的生殖对象完全自由且完全随机，但是现实世界中并非如此，因此地理上的亲近程度会对这些基因的移动造成庞大的影响。而且当迁移数量较少的时候，基因流对演化的影响也较低。（2）遗传漂变基因漂变指的是族群中等位基因频率在每一个世代之间的随机的变化。位在美国冰川国家公园的前寒武纪叠层石这种变化能够以数学表达，哈蒂－温伯格平衡描述了理想状态情况下（不考虑天择等因素）的数学模型。在理想状态中，后代的等位基因频率将接近随机分布。当族群规模较大，基因漂变的机率会较低；当族群规模较小的时候，基因漂变的现象较为明显。当一个少数族群从原先族群之中分离而出，且两者的基因频率有所不同，若是分离而出的少数族群与原先族群的基因无法继续交流，则两者的基因频率将渐行渐远。这种现象称为奠基者效应。例如从德国迁移到美国宾夕法尼亚的阿米什人，起源大约仅有200人，且习惯族内通婚。这个族群的埃利伟氏综合症（Ellis-van Creveld syndrome）出现频率较其他族群高。（3）水平基因转移水平基因转移（英语：horizontal gene transfer，简写：HGT），是个体将遗传物质传递到其他非本身后代个体的过程。这种机制使遗传物质得以在无直系关系的个体之间产生基因流。水平基因转移也可以经由抗原转移（antigenic shift）、基因重整（reassortment）与杂交反应（hybridisation）等现象观察。病毒能够透过转导作用（transduction）在物种间传递基因。细菌则能够与死亡的细菌合体、经由转形作用（transformation），以及与活细菌进行接合（conjugation），而获得新的基因。而新的基因则能够以质体的形式，加入宿主细菌的基因组中。杂交的现象在植物中最显著，此外目前已知还有10种以上的鸟类物种能够杂交。另外在哺乳动物与昆虫中，也有杂交的例子，只是通常杂交后代不具有生殖能力。HGT也是细菌传递抗药性的方式之一，而且有些发现表明HGT是原核生物与真核生物的演化重要机制。由于HGT的存在，使种系发生学更加复杂，也使早期物种的演化过程出现一种隐藏关系（metaphor）。遗传资讯在生殖作用之外，也能在物种之间传递。这使科学家必须在解释演化关系的时候，表达出物种的隐藏关系，并且将不同的演化历程组合。（4）自然选择由于各种基因的变异，使同一个族群中，不同个体的生存方式和繁殖方式有所不同，当环境发生改变，便会产生天择作用。之所以称为天择，是因为这种选择并非如基因漂变或基因突变一样随机，当环境改变发生时，将只有某些带有特定特征的群体能够通过这些考验。天择有一些特例，有时候被视为与天择拥有相等地位的选择方式。其中包括性择、人择等等。性择指某个个体因为比起其他个体拥有较高的繁殖机会，因此它们的基因会被保留，使后代继续保有相同的优势。人择指人类为了本身的生存或是喜好而对不同的基因变异进行筛选，通常发生在农业、畜牧业或是宠物的育种上。此外，优生学则是人类对人类所进行的筛选行为。不过人类事实上只是自然界的一部分，因此人择与并天择没有明确的分别。由于这些特殊的选择机制，导致对于生物适应环境有益的特征，并非在演化过程中一定会出现或是被保留。举例而言，拥有更多的手指对人类的生活可能会更加方便，但是这种方便几乎不会增加任何繁殖机会，甚至反而会减少。编辑本段演化历程（1）生命演化历程、地球历史和演化树对于最初始的生命起源，目前尚未明了。而且生物学的演化研究，通常不包括这段初始过程。因为这段过程牵涉到太阳系与地球的形成过程，所以对于生命起源的研究，许多是来自物理学与化学。例如1952年的一项实验中，米勒（Stanley Miller）与尤瑞（Harold Urey）以氨、甲烷、氢气、氰酸与水等分子，模拟地球的原始状态，并首次在实验室中制造出氨基酸。而近年的研究发现，作为氨基酸原料的有机分子，有可能是来自太空中，或是海底火山。而关于包括遗传物质在内的有机分子演化过程，现在科学家一般认为核糖核酸比蛋白质与脱氧核糖核酸更早出现，之后出现类似反转录酶的蛋白质，最后才有脱氧核糖核酸达尔文开创了进化论，不过这些理论的证据并不多。脂肪酸的出现则构成了原始的细胞膜，之后经由内共生等过程，形成最早的单细胞生物。（2）演化主要事件在演化过程中，有许多关键性的生物分化，配合地质时间与演化历程，能够归纳出演化时间表。目前已知的化石纪录中，最早生命遗迹是出现在约38亿年前，原核单细胞生物则出现在33亿年前。到了22亿年前，才出现最早的真核单细胞生物，如蓝绿菌。6亿年前藻类与软体无脊椎动物出现。再此之前的年代称为前寒武纪。古生代是由5亿4千3百万年前到5亿1千万年前所发生的寒武纪大爆发开始，此时大多数现代动物在分类上的门已经出现。之后海中藻类大量出现，而且植物与节肢动物开始登上陆地。最早的维管束植物在4亿3千9百万到4亿9百万年前出现。接著是硬骨鱼类、两栖类与昆虫的出现。3亿6千3百万年前到2亿9千万年前，维管束植物开始发展成大型森林，同时最早的种子植物与爬虫类出现，并由两栖类支配地球。最后爬虫类开始发展，并分化出类似哺乳类的爬虫类，随后发生二叠纪灭绝事件，古生代结束。中生代开始于2亿4千5百万年前，这时以恐龙为主的爬虫类与裸子植物逐渐支配地球。1亿4千4百万年前到6千5百万年前，开花植物出现，最后中生代结束于白垩纪灭绝事件。 6千5百万年前之后则称为新生代，哺乳类、鸟类与能够为开花植物授粉的昆虫开始发展。开花植物与哺乳动物在这段时间取代了裸子植物与爬虫类，成为支配地球的生物。可能是人类祖先的类人猿出现在360万年前，直到10万年前，现代人（学名：Homo sapiens）才诞生。编辑本段演化结果（1）适应在天择的作用影响之后，生物能够更加适应它们所处的环境。只要是能够使个体拥有更大生存优势的过程，都可以称为适应。不过需要注意的是，适应并非放诸四海皆准，在一个环境中拥有优势的特征，可能会在另一个环境中成为缺陷，这种现象也能解释为何演化并没有任何缺省方向和目的，只有适应或是不适应。即使“进步”在演化过程中并非必要，但是物种之间的竞争关系，仍能使物种在最基本的环境适应之外，进行更进一步的变化。这些竞争类似人类的军备竞赛（arms race），且能够依照物种的关系而分成两类。一种是不对称竞争，指物种受到不同条件的选择，如掠食者与猎物的关系；另一种是对称竞争，指物种受到相同的条件选择，如森林中树木对阳光的争取。此外性择也具有竞争的特性，有些物种在繁殖机会的竞争压力之下，会逐渐发展出相当奇特的外观或行为，例如鲜艳羽毛与吞食异性。（2）物种形成物种形成受到许多类型的机制影响，主要可以分成2种类型。一种是异域性物种形成（allopatric speciation），发生在族群受到地理隔离，而形成新物种的情况。例如大峡谷两侧的松鼠，由于峡谷地形的阻隔，形成两个物种。不过地理隔离不一并会使物种分化，当两个物种再度接近，有可能会产生杂交。例如台湾的白头翁与乌头翁，原本受到山脉阻隔而发展出不同型态，近年来纯种乌头翁却逐渐与白头翁交配而减少数量。同域性物种形成（sympatric speciation），是指新物种与固有物种在相同的地区生存，因为繁殖或是沟通等行为而产生生殖隔离。例如印尼的一种蝙蝠由于声音的不同，产生三个从未杂交的族群。另外还有两种较特殊的物种形成方式。边域性物种形成（peripatric speciation）介于异域性与同域性之间，指物种原先受地理隔离，之后因族群扩大而与固有物种接触，却已经形成两个物种。边域性物种形成是由恩斯特·麦尔所提出，这种理论同时支持了疾变平衡理论，且与奠基者效应有关，是小族群作为演化关键的例子。临域性物种形成（parapatric speciation）指物种虽然生存在相连的区域，但是因为交流的困难而产生新物种。最著名的现象是环状物种（ring species），例如北极圈周围的黑脊鸥（Larus argentatus）。（3）灭绝灭绝指物种或是某个分类上的族群消失，并减少生物多样性。某一物种的最后个体死亡，就是物种灭绝的时刻，即使灭绝前就已经失去了任何繁殖的可能。由于物种的潜在范围可能相当大，因此确定物种灭绝时刻相当困难。地球上曾经有过多次大规模的灭绝，其原因大多是因为环境，尤其是气候的大幅改变。其中最严重的5次，分别是奥陶纪后期（4亿4千万年前）、泥盆纪后期（3亿6千万年前）、二叠纪后期（2亿5千万年前）、三叠纪后期（2亿1千万年前）与白垩纪末期（6千5百万年前）。其中二叠纪后期的二叠纪灭绝事件，大约95%的海洋生物与70%的陆地动物消失。白垩纪末期的白垩纪灭绝事件，则因为恐龙的灭绝而著名。编辑本段演化思想史早在古希腊时代，类似演化的思想已经出现，例如阿那克西曼德认为人类祖先来自海中。到了18世纪与19世纪，就已经有许多关于生命起源来自共同祖先的观念。建立生物学的拉马克，是第一位为演化提出科学理论的科学家。而达尔文与华莱士所提出，以天择为主要机制的演化论，成为第一个具有说服力的解释。在达尔文发表著作并成名之后，有许多先前尚未发表，发展较少的类似理论被发现。此外，达尔文在当时还未知任何遗传机制，因此他无法解释为何不同世代具有不同特征。尤其当时流行子代的性状为两位亲代性状混合的概念，使得任何变异理论上似乎会逐渐消失。孟德尔发现遗传性状的分离现象，解决了原本性状混合的难题，然而一开始却受到忽略。而且原本遗传学家并不接受达尔文的天择观念，而是以突变作为演化原动力。直至20世纪，数学家罗纳德·费雪、生物学家莱特（Sewall Wright）与霍尔登（J. B. S. Haldane）才建立了群体遗传学，并与演化论结合。再加上汤玛斯·摩根、特奥多修斯·多布然斯基、朱利安·赫胥黎、恩斯特·麦尔、乔治·辛普森、斯特宾斯（G. L. Stebbins）等人的研究，又称为新达尔文主义的现代综合理论在1920年到1940年代开始成形。至于详细的遗传机制，则要等到埃弗里发现核酸为遗传物质，以及华生与克里克，根据富兰克林（Rosalind Franklin）的研究，发表脱氧核糖核酸双螺旋结构，以及分子生物学的建立之后。到了1960年代，许多生物学家开始以基因中心演化观点探讨演化过程。道金斯更认为，基因是唯一的天择单位。此外还有汉弥尔顿提出以利他行为为基础的亲属选择。与之同时，古尔德与艾崔奇对演化的速率重新诠释，提出疾变平衡论，认为生物的演化速度是长期的停滞与短暂的爆发所组合。之后演化生物学成形，并且发展出许多分支。（1）现今的研究与应用演化生物学是研究演化的主要学门，探讨物种的起源和改变，以及物种之间的亲缘关系。这些研究影响了传统的分类学，并导致系统分类学的出现。演化发育生物学（evo-devo）比较不同动物在发育过程中的变化，由此探讨它们之间的关系与演化过程。体质人类学专注于人类的起源与演化，并探讨人种的差异，又称为生物人类学。为了更深入研究演化过程与机制的细节，许多相关的分支学门产生。例如生态遗传、人类演化、分子演化与种系发生。由于生物学是奠基在其他更基础的自然科学之上，因此数学、统计学、物理学与化学对于了解演化机制也相当重要。例如为基因流、基因漂变等现象提供数学模式的群体遗传学，研究在演化动力影响下，等位基因的分布和改变。遗传算法则是应用演化与遗传的各种机制，并结合电脑的运算能力来解决许多问题。应用的层面包含工程、设计与通讯科技等。（2）演化在社会学的应用有些演化研究专注在社会性生物上，称为社会演化学。例如汉弥尔顿提出亲属选择，解释利他行为与邪恶的存在。不久之后，艾德华·威尔森出版的《社会生物学:新综合》，解释了社会性生物的各种行为，并在最后讨论套用在人类行为的可能性。 1976年，道金斯在《自私的基因》一书中，认为人类的文化也能以演化解释。他根据基因（gene）这个词，将文化的演化单位称为迷因（meme、在中文也被音译为迷米）。类似作为遗传因子的基因，迷因为文化的遗传因子，也经由复制（模仿）、变异与选择的过程而演化。社会演化学与迷因学的差异在于，社会演化仍然是一种基因中心观点，以遗传物质分子为天择单位；而迷因学则是以非基因的文化为天择单位。（3）演化在经济学的应用演化经济学是现代西方经济学研究的一个富有生命力和发展前景的新领域，与新古典经济学的静态均衡分析相比，演化经济学注重对“变化”的研究，强调时间与历史在经济演化中的重要地位，强调制度变迁。由于中国正处于经济制度变迁的历史潮流中，因此，近年来中国学术界对演化经济学的发展倾注了高度的热情。马克思是现代演化经济学的思想前驱，此后广义的演化经济学（具有演化思想的经济学）源于凡勃伦，狭义的现代演化经济学源于熊彼特和西蒙。熊彼特对创新过程的研究使演化经济学真正成为一个独立的理论分支，西蒙的理论贡献主要在于提出了“有限理性”概念，演化经济学借此概念批判新古典经济学，并将之视为自身理论框架的重要基点之一。实际上，早在1898年，凡伯伦就向经济学家们提出了，“经济学为什么不是一门进化的科学？” 马歇尔也宣称，“经济学家的麦加应当在于经济生物学，而非经济力学”。然而，演化经济学的发展却历经坎坷，到了20世纪五、六十年代，它已被绝大多数经济学家所遗忘。只是到了20世纪八十年代，演化经济学才开始被越来越多的经济学家所注意。因此，日本京都大学教授八木纪一郎认为，如果以演化思想为基础的经济学重建算是科学革命的话，那末，这种科学革命就是被推迟了一个多世纪之后才又重新开始的。　（4）演化在证券学的应用演化证券学是运用生物进化原理系统阐释股市运行机理的新兴交叉学科，是证券投资研究的一个具有生命力和丰富内涵的新领域。与现代金融学的“理性人”、“有效市场”相关假设不同，演化分析法重视对“生物本能”和“竞争与适应”的研究，强调人性和市场环境在股市演化中的重要地位，是揭示股市生存法则最有潜力的前沿科学。其开山之作《股市真面目》颠覆了股市运行机理的传统理论，可称为达尔文式的范式革命。　演化证券学的理论精髓，在于它摒弃了机械论的思维方式和理想化假设，揭示股市运作背后的生物进化逻辑，指出股市波动在本质上是一种复杂多变的“生命运动”，而不是传统经济学认为的钟摆式的“机械运动”，其典型特征包括：代谢性、趋利性、适应性、可塑性、应激性、变异性和节律性等。这就是为什么股市波动既有一定规律可循，又难以被定量描述和准确预测的最根本原因。编辑本段社会争议（1）理论与事实有时候演化会被人们强调为理论、学说或假说，而非真实。例如美国前总统里根曾在1980年的一场竞选活动中表示：“演化是一个理论，只是一个科学理论，直到现在依然在科学界中受到挑战，并且尚未被科学界认为绝对正确。”这类说法强调演化只是一个理论，所以并不是真实存在的事物。然而对科学家而言，理论并非与真实对立。真实是指经验上所得的资料或数据，理论则是对事实的解释与想法。（2）进步、复杂化与退化有些物种（如人类），常被认为是比其他的物种更高级，甚至是演化的方向与目的所在。且认为演化的过程必定会使生物愈来愈复杂，或是进行与演化相反的退化。而现在的生物学家认为演化是没有方向的过程，也没有任何预先计划的目标。虽然在已知的演化过程中，确实具有逐渐复杂的现象，但是依然有许多物种保持在较简单的状态，如细菌。因此复杂性可能增加也可能减少，或是维持不变，结果取决于天择的机制。（3）物种形成物种形成有时后被认为是无法直接观察的现象，并得出演化是不科学的结论。但是科学的发现不仅是经由可重复的实验，均变说（uniformitarianism）使科学家得以用经验来推论事物的原因。此外物种形成的例子也出现在植物。还有刺鱼（stickleback）的外胚叶发育不全（ectodysplasin）等位基因，被用来当作研究基因转变与物种形成的模型。有一种类似的观点，认为微观演化是可以观察，而宏观演化则无法观察。但是由于宏观演化的机制与微观演化相同，所以宏观演化事实上已经在微观演化中被观察。而且物种之间基因序列的比较，也显示少量的遗传变异，就可以导致外表相当大的变化。（4）熵与生命有些观点认为演化增加复杂性的情形，违反了热力学第二定律。熵是物理学上的乱度，这个定律是指在一个孤立系统中，熵只会增加或是维持不变，可以使用的自由能逐渐减少，最终反应逐渐趋于动态平衡。这种观点忽略了生态系事实上并非孤立系统，所有生态系中生物所获得的自由能，都是来自太空中，尤其是太阳。太阳、地球与太空的系统并不违反热力学第二定律，因为太阳与地球辐射所产生的自由能，远超过生物演化所需。（5）宗教与社会争议自从《物种源起》出版之后，演化论在宗教、社会与哲学层面的争议就持续不断。最大的争议，便是关于人类演化的部分，因为一神教大多是认为人类由神所亲自创造，例如《圣经》中的《创世纪》。由于演化论的出现，也导致了许多类似创造论的理论出现。例如天主教，将其信仰与演化论调和为神导演化论。而除了传统的创造论之外，也有一种称为智慧设计的理论出现，这种理论并不强调造物者是谁，只是认为生物的出现必定受到某种智慧体的安排。在美国，这种创造论与演化论的争议已经进到法院与政治层面。例如2005年的美国宾州多佛学区案中，法官判决学校在2004年开始教授的智慧设计论违反法律。以及同年美国总统布什公开赞成学校同时教授智慧设计论与演化论。另一种对于演化论的批评，对象则是社会达尔文主义，以及衍生而出的种族主义、优生学与生育控制等19世纪末与20世纪初的产物。这类思想主要是起源于哲学家与政治人物对达尔文主义的借用，例如最早提出类似理论的赫伯特·史宾赛。而演化学者中也有一些本身具有优生学与种族主义等思想，例如提出胚胎重演论的海克尔。

2171 次阅读|0 个评论

《科学报：基因揭开运动员天赋之谜》的一些错误

热度 1 tianyizhang6 2012-8-12 11:27

刚才在科学网主页看到一条感兴趣的报道《科学报：基因揭开运动员天赋之谜》，就点开来看看。里面有一句话引起了我的注意 “ 例如，几乎每个接受测试的奥运会男性短跑选手体内都有 577R 等位基因—— ACTN3 基因的变体。这种基因存在于 85% 的非洲人体内。 ”。 “577R 等位基因”这个说法没有问题，这说明在该 ACTN3 等位基因的第 577 个氨基酸是 R （ arginine ）。但如果 577R 位点是个突变，通常的说法是“ A577B”, 就是 577 位点上的野生型氨基酸 A 突变成了 B 。由于文中没有给出这种写法，我想知道是什么氨基酸在 577 位点上突变成了 R ，就查了一下“ ACTN3 577R ”。结果令我吓一跳，原来野生型的 ACTN3 在 577 位点上的氨基酸就是 R 。也就是说， 577R 等位基因并不是突变基因，而是野生型基因。突变的等位基因应该是 R577X ， X 表示的是终止，这种突变的基因的氨基酸在 577 之后的序列丢失了。根据现在的研究，黑人的野生型 ACTN3 等位基因的比例最多，而亚洲人的 R577X 突变的 ACTN3 等位基因的比例最多。科学报作者把野生型基因说成是突变基因，确实不应该。另外，“普通运动员拥有 ACTN3 基因的比例为 30% 左右，参加奥运会并取得顶级运动成绩的爆发力项目，如短跑项目的运动员 ACTN3 基因的携带比例高达 95% ，”这句话也存在严重的描述错误。 ACTN3 基因每个人都有，只不过是何种等位基因而已。参考链接 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1180686/

个人分类: 分子遗传|5206 次阅读|1 个评论

狂犬病活疫苗经多重突变减毒及其安全性和有效性评价

热度 3 yanjx45 2012-6-1 15:21

( 这是日本学者近期在研究狂犬病减毒活疫苗方面取得的一项进展，此为发表在《 Vaccine( 疫苗 ) 》杂志上的论文摘要的译文。 ) 已知狂犬病毒 G 蛋白 333 位氨基酸的替换可以决定其致病性：颅内接种该位点是 Arg 或 Lys 的毒株后成年鼠死亡，而该位点是其他氨基酸的毒株则不会造成致死性感染。在这些发现的基础上，获得了狂犬病毒减毒株并用于主要针对野生动物的口服疫苗。然而，考虑到毒株有回复突变成致命表型毒株的可能性，对某个毒株不仅在 G 蛋白上，还在病毒的其他蛋白上进行多重突变来减毒，更有希望获得安全的活疫苗。我们以前曾证明，狂犬病固定毒 Ni-CE 株主要通过突变 N 、 P 、 M 蛋白减毒，减毒后的毒株颅内注射成年鼠只引起短暂的体重减轻，该毒株 G 蛋白的 333 位还是强毒型的 Arg 。在本研究中，为了通过多重突变减毒来获得活疫苗株，我们制备了 Ni-CE 突变株 Ni-CE （ G333Glu ）株 ( 其 G 蛋白 333 位的 Arg 突变为 Glu) ，并验证该毒株的病原性和免疫原性。我们发现，与 Ni-CE 株相比， Ni-CE （ G333Glu ）株颅内注射后不会引起成年鼠短暂的体重减轻。减毒的 Ni-CE （ G333Glu ）株通过乳鼠脑内传代 10 次也没有发生表型性状的改变。我们也证明了注射 Ni-CE （ G333Glu ）株后，被免疫的鼠产生的病毒中和抗体能够保护小鼠对抗致死性攻击。这些结果表明， Ni-CE （ G333Glu ）株是研发有高度安全性的狂犬病活疫苗的有希望的候选者。

个人分类: 狂犬病防治|6866 次阅读|6 个评论

CiteSpace中的Burst Detection

热度 16 ChaomeiChen 2012-5-3 02:03

Burst detection 有突变，突发，剧增 , 等等几种常见的翻译。基本意思是一个变量的值在短期内有很大变化。 CiteSpace将这种突变信息视为一种可用来度量更深层变化的手段。 CiteSpace中Burst detection用于两类变量： 1。施引文献所用的单词或短语的频次 2。被引文献所得到的引文频次下面简单说明以下具体步骤。 1。施引文献所用的单词或短语的频次 A) 选Burst Terms之后，如看到如下提示： CiteSpace found existing burst terms. You may use them, or re-run the detection proccess, which may take several seconds to complete. 这说明你已经做过burst detection, 如果你愿意使用上次的结果，你不再需要做什么，可直接按GO. 这样产生的网络会包括你上次burst detection所选中的词。见图1。如果你想重新做一遍burst detection, 按Detect Bursts的按键。CiteSpace会给你两个选择（见图2）。 B) 如选plain text, 稍等片刻之后，Space Status 窗口中会出现像：870 burst terms detected. 这说明CiteSpace发现870个词有跃迁现象。下面的操作和A相同。 C) 如选noun phrases，如果当前的数据从未抽取过名词短语，则会看到提示：Run noun phrase selection first, then run this function. 接步骤D. D) 抽取名词短语在Term Type中选Noun Phrases, 提示两个选择：Create POS Tags 和 Do Not Create POS Tags. 注意，Create POS Tags 可能会需要几分钟或者更长的时间来完成。在Space Status可见类似下面的提示： CiteSpace is pre-processing data files. Please wait ... Years: 10 Unique source records: 3255 这时抽取程序尚未开始运行。如想看到抽取结果，可在Node Types中选Terms, 也可同时选掉Cited References(当然保留也可以）。总之，这个过程只是个中间步骤。可将Top N per slice 选得很低，像5或10。按GO. 这一步完成后，可继续C. 便会在Space Status里看到这样的提示： 29 burst terms detected. 短语burst的个数一般会比单词的小许多。见图3。 2. 引用次数的Burst 这个操作就简单得多了。在网络显示的上方有一个Citation Burst的按键。按2次即可看到图中加上了一些红色的圈圈儿。图1 图2 图3 图4：yqhuang数据。图5。Demo 5: CNKI. Keywords. g-index (k=100). gamma=0.7.

个人分类: CiteSpace使用指南|85616 次阅读|39 个评论

癌症发生的突变理论(准通俗版)

热度 10 yzhang111 2011-11-23 00:22

张彦斌 2011年11月22日于某海滩大家都知道癌症（肿瘤）发生的根本原因是由于某细胞增殖失去控制、无限繁殖造成的。癌症的突变发生理论（ Mutagenesis Hypothesis ）是目前解释细胞如何失控的重要理论。其大概意思是这样：正常细胞要变成癌细胞需要积累大量 DNA 突变，这样才能让癌基因活动起来，让抑制癌症的基因失去作用，从而造成细胞增殖失控。一直比较感兴趣的问题是这造成癌症的突变是怎么来的。想和大家分享一下一些观点，主要目的是为了交流提高。欢迎大家的任何意见和建议。一些环境因素（包括紫外线、抽烟喝酒、污染物等）和内在因素（氧胁迫和自发突变等）会造成DNA不同程度的损伤。正常细胞有检查损伤程度的能力，根据损伤程度的不同决定是否值得花时间投入资源修复损伤。损伤程度不高时，细胞一般都会采取修复措施。如果损伤太严重，为保护整个机体，细胞一般会采取“自杀”行动（apoptosis）或自我隔离行动（senescence）。这就是为啥不加保护地在海滩晒太阳，第二天会脱一层皮（很痛哦）。如果细胞不能有效检查损伤程度，势必会造成受损细胞带伤执行任务。如果这些细胞不增殖，问题也不大。一旦需要增殖，受损DNA需要复制时，问题就来了。受损DNA经常不能被准确复制，从而造成大量突变（变异），为早日能够成为癌细胞添砖加瓦。如果细胞有能力检查损伤程度而且也决定要修复损伤，一些承接修复工程的各种各样的下游工厂（DNA repair）就有活儿干了。如果这时有的专业工厂因为各种原因不能正常运转，细胞就会退而求其次，找稍差一点儿的工厂来承接工程。差的意思您比我明白，最后的结果就是干活不地道，修是修了，没修那么好（突变了）。很多遗传性的癌症都是因为这些修理工厂先天缺陷造成的。除了损伤外，细胞和人一样，也会犯错误，尤其是在DNA复制时。细胞要增殖就必须要复制DNA。人的一个细胞有大约30亿个碱基对，要在几个小时内全部逐个复制。这工作量多大可以想象。可是正常细胞每次分裂增殖，大概只会产生一个突变，够厉害吧！为啥？我知道起码有四道质检关卡：清洁的原料（nucleoside pool）、ACGT原料选择（DNA synthesis）、产品校对（proof reading）、和次品修复（mismatch repair）。这四道关卡哪个出问题，都会造成N个突变，为癌症发生贡献自己的力量。上面说的都是细胞有问题的情况。没有任何问题的正常细胞就不会变成癌细胞了嘛？错啦。我们人在面对大量工作时，还会顶不住出问题呢，细胞也不例外啦。细胞如果天天和很多DNA损伤战斗，会很疲劳的。一不留神，有些损伤就会漏网。漏网的后果估计大家读完上文已经明白是啥了吧？为癌症事业添砖加瓦呗。一旦癌细胞得势，他们还会疯狂上调损伤修理工厂的工作效率，大力加强保卫自己免受损伤伤害的能力。怎么？感觉和上面说的不一致？没错啦，就是上调，尤其是放化疗后。癌症复发为啥抗药（诱导DNA损伤的药物）更难治疗？就是因为它们的损伤修复能力已经炉火纯青。说DNA修复机制是把双刃剑很恰当：没有DNA修复机制会造成癌症；治疗癌症时我们会发愁怎么想办法把DNA修复机制搞掉。总之，我建议大家别不加保护大量晒太阳（海滩那种最危险）、别抽烟喝酒、别呼吸污染的空气、别吃污染变质的食物、别......、反正就是别给DNA受损的机会，除非你对癌症有好感。

4995 次阅读|29 个评论

[转载]人的智商并非稳定不变

dongzg101 2011-10-21 10:32

人的智商并非稳定不变古人说：小时了了，大未必佳。从科学角度看，这也是能说得通的。英国一项最新研究发现，人的智商并不像此前通常认为的那样基本稳定不变，而是很有可能大起大落，尤其在青少年时期，普通孩子可变成聪明人，聪明人也能泯然众人矣。英国伦敦大学学院等机构研究人员10月19日在《自然》杂志网站上报告说，他们在2004年测试了33名健康青少年的智商，他们当时的年龄在12岁到16岁之间，智商测试结果有高有低。2008年，研究人员对他们进行了又一次智商测试，结果显示其中一些人的智商发生了变化，有低智商变高，也有高智商变低，高智商变得更高或低智商变得更低的情况也都存在。其中最明显的变化是，有受试者智商增高或降低的幅度达20点，这足以将一名智商100的普通孩子带入智商120的聪明人范畴内，也表明聪明者可以变回普通人。研究人员还在两次测试期间都用磁共振成像技术扫描了受试者的大脑，结果显示，在第二次测试时，他们不仅智商测试成绩发生变化，大脑相应区域的发达程度也发生了变化，这有力地证明了智商确实发生变化。研究人员凯瑟·普莱斯教授说，对智商发生变化的原因还不是很清楚，有可能是每个人大脑发育的步伐不同，如果在某些时候发育慢于同龄人，就会显得智商低，而如果有时发育又快于同龄人，就显得智商高了。此外教育所产生的作用也可能是导致智商变化的原因。她说，这项发现对于教育有重要意义，过去人们总认为智商是基本不变的，并常用一个人小时候的智商测试结果来预测今后的发展，而实际上孩子们的智商可能在以不同的速度发展。因此，小时候显得笨的人不应气馁，而小时候聪明者也应警惕有变回普通人的可能性。（来源：新华网黄堃）更多阅读《自然》发表论文摘要（英文）特别声明：本文转载仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用，须保留本网站注明的“来源”，并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，请与我们接洽。

790 次阅读|4 个评论

从累积损伤诱致突变现象谈起

热度 1 qsqhopeiggcas 2011-8-4 09:37

用一把铁锤不断敲击一个铁块，当敲打到 10000 次的时候铁块没有断裂，当敲打到 10001 次的时候铁块突然断裂了，这是一个典型的累积损伤诱致突变现象。前 10000 次的每次敲打已使铁块内部产生了损伤，当损伤累积到一定程度，突变发生了。这说明没有渐变，就没有突变，突变往往是渐变累积的结果，也在某种程度上说明了量变质变规律的合理性。强震是断层中锁固体发生宏观破裂的结果，但在宏观破裂前，锁固体一定会发生中小程度的破裂（对应中小震级甚至更大震级的地震），当这些破裂累积到一定程度，将诱致突变（强震）发生。这说明强震的发生不是偶然的，是从小破裂发展到大破裂的一个必然过程。在该过程中会发生震群事件，震群是唯一的地震活动性前兆，据此可以预测未来大震事件。

个人分类: 科研随想|2968 次阅读|2 个评论

生命科学问题幼稚的猜想（1）

drYZZ 2011-4-28 11:50

线粒体DNA的转录组(transcriptome)中有些片段可能与核DNA转录来源的小RNA及微RNA具有类似的功能（张永忠）近几十年来的研究表明，线粒体不仅仅是细胞的能量转换场，它们与细胞的许多代谢途径、信号途径，以及细胞的分化、病变、凋亡等有着密切的关系。有人提出在卵母细胞发生过程中有些线粒体中出来的RNA参与生殖质(germ plasm)的组成。通过阅读其他相关资料，特别是线粒体DNA突变与疾病的关系，本人觉得线粒体DNA的突变并不一定是直接通过影响呼吸链上13种亚基的合成，或这13种亚基中的某一种或几种的功能而导致疾病的发生。而是这种（这些）突变导致其所产生的RNA（或小的线粒体RNA，smRNA,或其他类型的RNA）在与人体发育的某种阶段、某种组织（器官），或某种条件下的特定的代谢组(metabolome)的profile(不知怎么翻译这个词)发生相互作用时才表现出调节功能上的异常，从而导致疾病的发生。这可以较好地解释为什么不同的线粒体DNA突变常常会在致病方面表现出不同的组织特异性，并常在某一年龄段（之后）发病。当然，不同基因突变的致病作用各不相同，这里只是猜想有些线粒体DNA(mtDNA)的突变可能是通过与特定的代谢组的profile相互作用而致病的。

个人分类: 生命科学猜想|2981 次阅读|0 个评论

甲型H1N1流感病毒基因突变的研究动态与信息分析

xupeiyang 2011-1-11 08:35

http://tech.sina.com.cn/d/2011-01-11/07235080536.shtml 英国伦敦帝国理工学院紧急组织了一个科研组，用来研究甲型H1N1流感病毒发生的基因突变，是否能导致疫苗对其失去作用。　　资深的政府部门科学家已经发现H1N1病毒发生的轻微基因突变。他们正在研究这种变异是不是导致一些感染患者病情更严重的原因，不过，目前还没有证据显示甲型H1N1流感病毒的这些变化会导致疫苗失去作用，或妨碍抗病毒药物特敏福生效。从10月到现在，已经有45人死于甲型H1N1流感。 http://www.gopubmed.org/web/gopubmed/2?WEB017po79r9kf35lI3I1I00h001000j100300.y 97 documents semantically analyzed Top Years Publications 2010 41 2008 14 2009 12 2007 5 2006 4 2004 4 2005 3 2003 2 2001 2 1979 2 2002 1 1999 1 1995 1 1994 1 1984 1 1983 1 1980 1 1978 1 1 2 Top Countries Publications USA 33 Germany 6 United Kingdom 5 Japan 4 Hong Kong 4 India 3 Australia 3 Russia 3 France 3 Netherlands 3 Turkey 2 China 2 Greece 2 Canada 2 Thailand 2 Singapore 2 Bangladesh 1 Yemen 1 Spain 1 Iran 1 1 2 1 2 3 Top Cities Publications Memphis 8 Hong Kong, Hong Kong 4 Rockville 4 Moscow, Russia 3 Tokyo 2 Kolkata 2 Ankara 2 Thessaloniki 2 Cambridge 2 Bangkok 2 Rotterdam 2 Atlanta 2 London 2 College Park 2 Singapore, Singapore 2 Madison 2 Gieen 2 Sylhet, Bangladesh 1 Greifswald 1 Seattle 1 1 2 3 1 2 3 Top Journals Publications J Virol 10 Plos One 7 J Virol Methods 4 Plos Pathog 4 Virol J 4 Arch Virol 4 J Clin Virol 3 Nature 3 J Gen Virol 3 Vaccine 3 Berl Munch Tierarztl 2 Infect Genet Evol 2 Virus Res 2 Euro Surveill 2 Proc Natl Acad Sci U S A 2 Zh Mikrobiol Epidemiol Immunobiol 2 Virology 2 Science 2 Cell 2 J Microbiol Biotechn 1 1 2 3 1 2 3 ... 49 Top Terms Publications Influenza, Human 97 Disease Outbreaks 97 Viruses 92 Mutation 92 Genes 86 Orthomyxoviridae 82 Humans 79 Influenza A virus 64 Animals 62 Influenza A Virus, H1N1 Subtype 45 Virulence 45 Neuraminidase 36 Proteins 35 Hemagglutinins 35 Influenza in Birds 34 Viral Proteins 33 Influenza A Virus, H5N1 Subtype 30 Sialidase 85-1.1 26 Sialidase 85-1.2 26 Sialidase 85-1.3 26 1 2 3 ... 49 1 2 3 ... 21 Top Authors Publications Webster R 4 Kawaoka Y 3 Taubenberger J 3 Reid A 3 Osterhaus A 2 Klenk H 2 Prez D 2 Watanabe S 2 Hatta M 2 Ilyushina N 2 Fanning T 2 Kaverin N 2 Scholtissek C 2 Golubev D 2 Murphy B 2 Chanock R 2 Palese P 2 Young J 2 Saksena N 1 Wang B 1 1 2 3 ... 21

个人分类: 信息分析|3378 次阅读|0 个评论

我也谈进化论的误区--进化的方向？

smallland 2011-1-3 11:08

神创论者反驳进化论常用的一招是，你说人是猴子变来的，你变一个我看看？毫无疑问，谁也变不出来。即使给我一千万年的时间，也几乎没有可能。那么万能的无处不在的上帝能变出来吗？你让上帝也变一个我看看？他自然也没能力说服上帝故伎重演做出一个。稍微温和一点的会反驳，你说人是猴子变来的，世界上那么多猴子，你举例说明哪个猴子变成了人？还真没有这样的例子。突变是随机的，进化是没有方向的。同样的环境，同样的食物，同样的生活方式，也不可能独立进化出两个完全一样的物种。然而，没有方向不等于乱套，也不能说五花八门的生物特征都是随机的、中性的，都是遗传漂变的结果。南极大陆上就不可能进化出皮下脂肪很薄，全身光秃秃的陆地动物，海洋中也不可能进化出带有羽毛的动物。虽然进化不是创造完美的过程，但与环境极不相称的特征是无法生存的，孔雀的尾巴再夸张，还是有个限度。再譬如，食草动物头上的角，生在两侧（牛羊等）和生在中间（犀牛）各有什么好处？不好说吧。然而，没有一种动物只在头部的一侧长角，那样连走路都不平衡，怎么生存？有一种观点认为，绝大多数的突变是中性的，无益也无害，这就可能导致新物种的诞生。在地理隔离状态下，随机漂变甚至随机事件产生新物种是没问题。两个地理环境中的同类动物，许多特征差异可能没有什么适应性可言。但是，要进化出复杂的结构或夸张的特征，就不可能是随机的杰作。一种陆地兽类的祖先，一部分下了海，一部分继续在陆地上生活，下海的家伙变得越来越像一条鱼，这就不可能是随机的结果。还是那句话，基因突变是随机的，而环境的压力可不是随机的，水的阻力总是要克服的。至于什么幸运者生存，就更不靠谱了。靠彩票中奖也能生活的很好，但绝大多数人还是靠常规的生存手段。中了大奖的家伙，还是要适应这个社会啊，不可能一个人跑到火星上去发展。如果他觉得有了钱就可以随便拿汽车碾人，立即就会被社会清除。

个人分类: 未分类|3115 次阅读|0 个评论

我也谈进化论的误区--进化就在我们身边

smallland 2011-1-2 00:13

贝格尔号的远航成就了达尔文的进化论，其理论主要是在化石和大尺度的比较研究基础上诞生的。这给非专业者造成了一个普遍的误解，认为不研究化石，不研究物种形成和物种灭绝，没有长期的研究积累，没有长途跋涉，就不可能研究进化问题。一位生态学教授就曾表示，我们凭什么研究进化问题？我们有足够的时间？我们有足够的材料？类似的疑问，还是因为对进化论，对什么是进化的理解偏差。达尔文的研究也不只是大尺度的，他对相邻岛屿的物种比较，对家养动物变异观察，对动物表情的描述，都是很细腻的，具有生物学基本素养者都能做到。生物进化时时刻刻都在进行着，只要生物不灭亡，它就总在进化之中。因为，生物的DNA复制不像电脑程序复制那样准确，总是要出错误的（电脑复制也会出错，只是概率低），而错误就是进化的基础，或者说，进化就是对复制错误的选择过程。DNA复制的错误没有好坏，这和人范犯错误差不多，要看环境，有的错误中文革期间就有好处，在太平盛世就有坏处。同样的错误，在美国吃不开，在中国可能就是值得赞美的。时势造英雄，其实不是造，而是选择，并且，常常选择了一些心狠手辣家伙。同样是简单的细菌，现在的细菌和几亿年前的细菌肯定是不同的，如果几亿年前的一个菌落被原封不动地保存在现在，它可能也无法存活了，它会感叹这是什么世道啊，人的大肠怎么像个制药厂，到处是药味！超级细菌的产生就是生物进化过程。它没有变得更复杂，也没有变得更高级，但是它的确进化了，在短短的几年或几十年内变得更适应这个全新的环境了。这个变，不是魔术，而是通过分裂繁殖实现的。这就是进化。生物进化无处不在，无时不在。在我们讨论这个问题的时刻，说不定某种细菌又获得了不被发现的新能力。

个人分类: 未分类|3560 次阅读|0 个评论

我也谈进化论的误区--猴子变人

热度 1 smallland 2011-1-1 15:11

无知常常成为勇气的妈妈。经常看到有人挑战进化论，大多是因为无知。许多人没有基本的生物学知识，仅凭道听途说和自己的曲解就去评论生物进化。忍无可忍，就决定继续发表一些关于进化的个人理解。人是从猴子变来的，这是一个最普遍的误解。什么是变呢？像鸡下蛋一样？像川剧的变脸一样？像孙猴子的障眼法一样？都不是，这样的变是不存在的，生物进化只是一代一代的繁殖过程。譬如说，你是孔圣人（当然也做过龌龊事）的第75世孙，能说你是孔子变来的？不能。只能说，你是他的后代。孔子亲自交配并繁殖了下一代，世世代代繁殖下来，才轮到今天的你。再譬如，孔子的后代有一支流落到一个荒岛上继续繁殖，他们更多地保留了孔子的生物特征和文化特征。如果把它们称为孔OUT族，能说你是孔OUT族变来的？也不能，只能说，你和它们是远房亲戚。就拿最近发生的说事，能说你父亲变成了你？人和猴子，也是远房亲戚关系，而不是谁变成了谁。进化过程中的变，不是突然的变化，而是一代一代的渐变。渐变的基础是基因突变，但突变总是有限的，一只猫再突变，生出的小猫也不可能是华南虎。在进化史上，不能确切地说这种动物哪一天是猴子，哪一天是人。nnn1年12月31日是猴子，nnn2年1月1日出生的一代就是人，这怎么可能呢？这个过程，可能需要500万年，或更久。要研究进化，需要足够的生物学知识背景和训练，而要理解进化，只需要基本的生物学知识（高中就可以）。你可以想象这个过程，你的上一代是父母，再上一代是祖父母，再上一代是曾祖父母......往前推250代，就已经在中华文明史之外的年限了。这250代，人体不可能发生大的变化。那么，往前2500代呢，就无法想象了。正是因为生命历史的跨度太长，所以超出了一般人的想象力。人的想象力总是有限的，即使很短的时间，譬如狼怎样变成了宠物，也还是超乎许多人的想象。当然，研究进化不能靠想象力。办法总是有点，多看点书再来挑战吧。

个人分类: 未分类|6129 次阅读|5 个评论

某些线粒体DNA突变的致病机制或许有待重新探讨

drYZZ 2010-12-31 11:56

线粒体主要是细胞中的能量转换站。线粒体也与细胞的干细胞状态维持、分化、病变、凋亡，钙离子稳态的维持、氧还状态的调节、钙离子信号和ROS信号的转导等有密切关系。但是，从目前所了解的线粒体功能方面很难理解其DNA的某个基因中的某个位点的突变就对应某种类型的疾病。因为，目前所知人类线粒体DNA听37个基因都是为合成呼吸链（80多个亚基）中的13个亚基服务的。这种服务环节中的任何缺陷都会导致13个亚基中的某个亚基的失活或异常。都会影响呼吸链的功能。呼吸功能的异常主动会使产生ATP的数量减少、ROS的数量加或减少、钙离子稳态或钙离子信号或ROS信号转导的紊乱，以致细胞的病变或凋亡。照理说，这些过程无论发生在哪类细胞中，都会导致细胞功能的丧失或细胞死亡。为什么线粒体疾病几乎都表现出某种程度的组织（以及器官、系统）特异性呢？这就很能理解。很多人认为，线粒体DNA突变主要影响需要能量比较多的神经和肌肉组织。那么，不同的线粒体DNA突变为何又对某些部位的神经或肌肉有相对专一性呢？如有的主要影响视神经、有的主要影响听神经、有的主要脑中的某个核团、有的主要影响心肌、有的主要影响骨骼肌、有的主要眼睑部肌肉。最近，越来越多的研究发现核基因的突变在线粒体疾病中占有更为重要的地位。不同的为线粒体编码的核基因的突变会引起不同的线粒体疾病。但是，这里还是又回到了前面的问题，即然是为线粒体编码的核基因的突变，都会影响线粒体的功能，全身细胞都会受累。可临床上为什么不同的核基因突变又会造成不同组织器官的对应性的病变呢？我们推测，线粒体的功能恐怕还远不止目前所认识到的这些。它对于不同组织细胞的分化、分化状态的维持、分化细胞的特殊功能、细胞健康与病变等很可能还有着更为精细的调节、控制作用。线粒体中的呼吸链也不止于仅仅用于传递氢及电子、产生跨膜质子浓度差和电位差、产生某种水平的ROS，还可能通过这些功能中的某种或某几种的综合来更广泛地调节细胞代谢和细胞命运。新近发现呼吸链中某些亚基的突变可以缩短或延长动物的寿命，编码线粒体蛋白的核基因的某些突变也可以缩短或延长动物的寿命。这些都可能提示线粒体功能的复杂性和广泛性。线粒体DNA遗传的特殊性，以及与核基因的复杂关系等意味着核基因型与线粒体基因型之间的复杂的cross talk决定着细胞的分化、功能和命运。我们对线粒体功能和有关疾病的了解还很粗浅，望同行专家给预指正。

个人分类: 问题思考|3578 次阅读|0 个评论

医学研究热点：表皮生长因子受体突变与肺癌研究进展与文献分析

xupeiyang 2010-12-14 15:34

http://sciencewatch.com/dr/nhp/2010/10novnhp/10novnhpRose/ Article: Screening for Epidermal Growth Factor Receptor Mutations in Lung Cancer Authors: Rosell, R, et al. Journal: N ENGL J MED, Volume: 361, Issue: 10, Page: 958-U38, Year: SEP 3 2009 * Hosp Badalona Germans Trias Pujol, Catalan Inst Oncol, Badalona 08916, Spain. * Hosp Duran Reynals, Catalan Inst Oncol, Barcelona, Spain. * Autonomous Univ Barcelona, Hosp Germans Trias Pujol, Barcelona, Spain. (Addresses have been truncated) http://www.gopubmed.org/web/gopubmed/1?WEB0lyu68uttjr1gI1vI37I00h001000j100200010 Epidermal Growth Factor Receptor Mutations and Lung Cancer 1,530 documents semantically analyzed 1 2 Top Years Publications 2010 326 2009 242 2007 232 2008 226 2006 218 2005 165 2004 45 2003 16 2001 6 1999 5 1998 5 1994 5 2002 4 2000 4 1995 4 1993 4 1990 4 1989 4 1997 2 1992 2 1 2 1 2 3 Top Countries Publications USA 501 Japan 336 Italy 74 China 66 South Korea 55 Taiwan 53 France 49 Spain 45 Germany 35 United Kingdom 28 Canada 23 Netherlands 23 Greece 15 Hong Kong 12 Hungary 12 Singapore 11 Switzerland 9 Austria 8 Czech Republic 6 Denmark 6 1 2 3 1 2 3 ... 14 Top Cities Publications Boston 94 Nagoya 66 New York City 64 Tokyo 54 Seoul, South Korea 44 Houston 32 Okayama, Japan 31 Taipei 26 Osaka 22 Dallas 21 Amsterdam 20 Aurora, USA 20 Beijing, China 19 Chicago 18 Barcelona 18 Bethesda 16 Nashville 16 Guangzhou 16 Toronto 14 Kitakyushu 14 1 2 3 ... 14 1 2 3 ... 17 Top Journals Publications J Thorac Oncol 122 Clin Cancer Res 121 Lung Cancer-j Iaslc 75 Cancer Res 72 J Clin Oncol 69 Lung Cancer 30 Int J Cancer 30 N Engl J Med 29 Clin Lung Cancer 28 Cancer Sci 25 Brit J Cancer 23 Cancer 22 Oncogene 21 Anticancer Res 19 Ann Oncol 19 Mol Cancer Ther 18 Oncol Rep 15 J Natl Cancer Inst 15 Gan To Kagaku Ryoho 14 J Mol Diagn 12 1 2 3 ... 17 1 2 3 ... 208 Top Terms Publications Receptor, Epidermal Growth Factor 1,509 Mutation 1,458 Lung Neoplasms 1,445 Lung 1,433 Epidermal growth factor receptor 1,383 Humans 1,350 Epidermal Growth Factor 1,242 Intercellular Signaling Peptides and Proteins 1,241 epidermal growth factor receptor activity 1,239 epidermal growth factor receptor binding 1,234 Receptors, Growth Factor 1,208 Patients 1,047 Phosphotransferases 858 Carcinoma, Non-Small-Cell Lung 828 Neoplasms 771 Protein-Tyrosine Kinases 743 Tyrosine 732 Genes 681 negative regulation of kinase activity 629 Quinazolines 619 1 2 3 ... 208 1 2 3 ... 402 Top Authors Publications Janne P 32 Mitsudomi T 27 Minna J 27 Gazdar A 26 Meyerson M 26 Yano M 23 Johnson B 22 Pao W 22 Fujii Y 21 Kiura K 21 Yatabe Y 20 Hirsch F 20 Sasaki H 20 Toyooka S 20 Haber D 19 Endo K 18 Varella-Garcia M 17 Rosell R 17 Bell D 17 Shigematsu H 17 1 2 3 ... 402

个人分类: 信息分析|2551 次阅读|0 个评论

从艳阳到暴雨

aimeiya 2010-2-11 20:29

这几天福州非常热，和北方的夏天差不多，这样的温度也不断地提醒我南迁已经一年了。一年前的今天的此时已在机场等着上飞机了，相同的日子，相似的温差，365天前，我的生活就这样改变了。今天一直到下午都很炎热，但傍晚却突降暴雨，躲在超市里往外看，女儿形容雨大的像门帘似的，这就是突变的生活，常常不为人所控制，情况变化了就得适应。其实，虽然地域变了，但人的思想、行为也不会有根本的改变。正如我的状态一如既往，没有根本的变化。具体到这个短暂的寒假，我是那么的期待，事实上也的确比上班时懈怠了很多，做事效率不高，可以肆意地看看电视，翻翻杂志，我享受这样的状态，但就是不能自制地内心自责因为我计划很多，但完成的进度不如我意，所以就经常是带着自责看电视或看闲书，这样让我很难受，但却很难改变，我觉得自己似乎一直就是在这样的状态中度过的，对此我真的挺苦恼。这应该是我第二次不在父母身边过春节，除了惦记着买春联和灯笼，其他一如往常，我知道日子肯定是飞逝的，转眼就要上班了，然后就是忙碌的一个学期，我现在就期待放暑假了，到那时我就可以回北方了！新春快乐 to everyone！

个人分类: 生活点滴|2992 次阅读|1 个评论

帐号		自动登录	找回密码
密码			注册

关闭安全验证

标签: 突变

相关日志

关闭 安全验证

标签: 突变

相关日志

关闭安全验证