An introduction to evolutionary genetics (A Series of student texts in contemporary biology) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:University Park Press

作者:David T Parkin

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1979

价格:0

装帧:Unknown Binding

isbn号码:9780839114437

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演化遗传学概论：生命演变的基因密码 生命，是宇宙间最迷人的现象之一。而理解生命如何从简单的起源演化出如今丰富多彩的形态，离不开一个核心概念——演化。在这场跨越亿万年的壮丽史诗中，遗传学扮演着至关重要的角色，它如同生命的蓝图，记录并传递着世代间的变异与适应。 本书《演化遗传学概论》旨在为读者揭示这一核心机制的奥秘。我们并非要详述某本特定的著作，而是希望深入探讨演化遗传学这一广阔而深刻的领域本身。我们将从基础的遗传学原理出发，逐步深入到演化过程的分子层面，理解基因如何随时间推移而改变，以及这些改变如何塑造了地球上所有生命的形态与多样性。 第一章：演化思想的萌芽与遗传学的基石 在深入演化遗传学的世界之前，回顾历史是必要的。我们将追溯那些早期对生命变迁的朴素认识，从古希腊哲学家对物种恒常性的思考，到18世纪博物学家对生物多样性的观察。然后，我们将聚焦于现代演化思想的奠基者——查尔斯·达尔文及其“自然选择”理论。达尔文的伟大之处在于，他提出了一个强有力的机制，解释了生物界为何会存在如此惊人的适应性。然而，达尔文时代的科学局限性在于，他对遗传机制的理解是模糊的，他只能观察到性状的传递，却无法解释其内在的运作方式。 正是在这样的背景下，遗传学的基石被悄然奠定。格雷戈尔·孟德尔的豌豆实验，虽然在他生前并未得到广泛认可，却为我们揭示了基因的显性与隐性、分离定律以及自由组合定律。这些看似简单的规律，实则构成了理解遗传信息传递的分子基础。我们将详细阐述孟德尔的实验方法，解读他如何从杂乱的数据中提炼出普适性的遗传法则。从孟德尔的发现中，我们能够初步理解，性状并非是“融合”传递，而是由离散的遗传单位——基因所控制。 第二章：分子遗传学的革命：DNA的结构与功能的解码 孟德尔的发现为遗传学指明了方向，但真正打开演化遗传学大门的，是20世纪中叶的分子遗传学革命。DNA（脱氧核糖核酸）作为遗传信息的载体，其双螺旋结构的发现，由沃森、克里克、富兰克林和威尔金斯等科学家共同完成，是科学史上的一座里程碑。我们将深入探讨DNA的分子结构，理解碱基对（A、T、C、G）的排列如何构成了一个包含所有生命信息的密码。 更重要的是，理解DNA的结构如何支撑其功能的实现。DNA的复制机制，确保了遗传信息的精确传递；RNA（核糖核酸）的转录，将DNA中的遗传指令转化为信使，指导蛋白质的合成；蛋白质的翻译，则将这些指令最终转化为生物体的具体功能和性状。我们将详细解释这一“中心法则”，并强调在这个过程中可能发生的错误——突变。 第三章：突变：演化的原材料 突变，是演化过程的驱动力，是所有新遗传变异的源头。没有突变，就没有多样性，也就无从谈起演化。我们将区分不同类型的突变，包括点突变（碱基的替换、插入或缺失）、染色体结构变异（如缺失、重复、倒位和易位）以及基因组倍性变化。对于每种类型的突变，我们将探讨其产生的原因，例如DNA复制错误、环境因素（如辐射和化学物质）的诱导。 更关键的是，我们将分析突变对生物体的影响。许多突变可能是中性的，即对生物体的生存和繁殖没有显著影响。但有些突变可能是有害的，它们会降低生物体的适应性，甚至导致死亡。而少数突变，则可能是有益的，它们能够提高生物体的适应性，使其在特定环境中更具竞争力。理解突变的频率及其在种群中的积累，是理解演化速率的关键。 第四章：基因频率的改变：种群遗传学的视角 演化，本质上是种群中基因频率随时间推移而发生的变化。种群遗传学，正是研究这种变化的学科。我们将引入“基因频率”和“基因型频率”等核心概念，并以哈迪-温伯格平衡定律为基础，阐述在没有外力作用下，种群的基因频率将保持不变。 然而，现实世界中的种群很少处于完全的哈迪-温伯格平衡状态。我们将深入探讨打破这一平衡的四大演化机制： 突变（Mutation）： 如前所述，突变是新等位基因的来源，它会缓慢地改变种群的基因频率。 基因流（Gene Flow）： 个体或配子从一个种群迁徙到另一个种群，会将新的基因引入或移出，从而改变目标种群的基因频率。我们将探讨其在促进种群间基因交流和减缓分化方面的作用。 遗传漂变（Genetic Drift）： 尤其在小种群中，随机的抽样效应会导致等位基因的频率发生不规则的变化。我们将详细解释创始人效应（Founder Effect）和瓶颈效应（Bottleneck Effect）等遗传漂变的具体表现形式，并强调其在加速小种群分化中的重要性。 自然选择（Natural Selection）： 这是演化的主要驱动力。我们将详细阐述不同类型的自然选择，如方向选择、稳定选择和分裂选择，以及它们如何通过改变等位基因在种群中的相对适应度，来驱动物种的适应性演化。 第五章：自然选择与适应：生命适应性的演化机制 自然选择是理解演化最核心的概念之一。我们将深入剖析“适应”（Adaptation）的概念。适应性状是指那些提高了生物体在特定环境中生存和繁殖机会的性状。这些性状并非凭空出现，而是通过一代代的自然选择，使具有有利变异的个体得以生存和繁殖，并将这些有利变异传递给后代。 我们将探讨不同形式的适应，例如形态上的适应（如保护色、伪装）、生理上的适应（如耐寒、耐旱）以及行为上的适应（如迁徙、求偶行为）。我们会通过具体的例子，来阐述自然选择如何塑造这些适应性状，并强调环境是决定性状是否具有适应性的关键因素。例如，在捕食者众多的环境中，具有良好伪装的个体更容易存活；而在食物匮乏的环境中，能够高效利用有限资源的个体更具优势。 第六章：性选择：演化中的另一股力量 除了生存竞争，繁殖的成功也是演化的重要驱动力。性选择（Sexual Selection）是指那些提高了生物体吸引异性、赢得交配机会以及成功繁殖后代的性状。我们将区分两种主要的性选择模式： 雌性选择（Female Choice）： 雌性个体选择拥有某些特定性状的雄性进行交配，这些性状可能是装饰性的（如孔雀的尾羽）、展示性的（如鸟类的歌唱）或资源控制性的（如雄性占有优质巢穴）。 雄性竞争（Male-Male Competition）： 雄性个体之间为了争夺交配权而进行的竞争，例如体型、武器（如鹿角、獠牙）的进化，以及争斗策略的演化。 性选择常常导致“性二态性”（Sexual Dimorphism），即同一物种的雌性和雄性在形态、大小、颜色等方面存在显著差异。我们将探讨性选择对物种的演化轨迹可能产生的独特影响，有时甚至会形成与生存适应性相悖但能提高繁殖成功率的性状。 第七章：遗传变异的维持与分化 如果有利突变总是被选择，有害突变总是被清除，那么种群最终会达到一种“完美”的适应状态。然而，生命世界充满了遗传变异，这又是为何？我们将探讨维持遗传变异的机制，例如： 平衡选择（Balancing Selection）： 包括杂合子优势（Heterozygote Advantage），即杂合子的适应度高于纯合子，如镰刀型贫血基因在疟疾高发地区的存在。 多态性（Polymorphism）： 种群中存在多个等位基因，且它们的频率都高于某个阈值。 环境的动态变化： 环境的不断变化意味着在不同时间或地点，不同的等位基因可能更具优势，从而避免了单一基因型的完全淘汰。 在遗传变异得以维持的同时，种群间的差异也在不断累积。当种群间的基因流受阻，且各自经历着独立的突变、漂变和选择压力时，它们就会逐渐分化。我们将初步探讨“物种形成”（Speciation）的概念，即新的物种如何从一个共同祖先的种群中演化而来，理解生殖隔离（Reproductive Isolation）在物种形成过程中的关键作用。 第八章：分子钟与系统发育：追溯生命的演化历史 在理解了驱动演化的机制后，我们自然会想知道，这些改变是如何记录在DNA中的，以及我们如何利用这些信息来重建生命的演化历史。分子钟（Molecular Clock）的概念，是基于DNA序列突变速率相对恒定的假设，利用基因序列的差异来估算物种分化的时间。 系统发育学（Phylogenetics）则利用DNA、RNA或蛋白质序列的相似性，来构建物种或基因之间的演化关系图谱，即“系统发育树”（Phylogenetic Tree）。我们将介绍构建系统发育树的基本原理和常用方法，并展示如何利用这些树状图来理解不同物种的亲缘关系，以及它们在生命演化长河中的位置。这些研究成果，为我们描绘了一幅宏伟的生命演化图景，从最近的共同祖先，到如今繁盛的多样性。 结论：演化遗传学的当下与未来 《演化遗传学概论》的旅程将带我们领略生命演化的宏大叙事，从微观的基因突变到宏观的物种形成。我们所探讨的演化遗传学，不仅仅是理论的堆砌，更是理解生命世界多样性和适应性的钥匙。 在现代，演化遗传学与基因组学、生物信息学等学科深度融合，其应用范围不断拓展。从理解疾病的演化机制，到开发新的抗生素和疫苗，再到保护濒危物种和理解农业生物的驯化过程，演化遗传学都发挥着不可替代的作用。 本书所展现的，是一个充满活力和不断发展的领域。随着技术的进步，我们对基因组的理解越来越深入，对演化过程的模拟也越来越精确。未来，演化遗传学将继续为我们揭示生命更深层次的秘密，帮助我们更好地理解自身在生命演化史中的位置，并以更明智的方式与自然和谐共处。

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我对本书的实用性和辅助材料的整合性非常满意。在每个关键的理论介绍之后，作者都附带了精心设计的“案例分析”环节，这些分析不仅是单纯的例子罗列，而是将理论模型应用于真实生物学数据集的模拟过程。虽然书中没有包含实际可操作的软件代码，但对计算步骤的描述足够详尽，足以引导有编程基础的读者自行复现那些群体遗传学模拟。更值得称赞的是，书后附带的术语表编排得异常清晰，它不仅仅是字母顺序排列的定义集合，而是将相关的核心概念进行了群组化分类，这在我进行复习和快速查阅时，起到了事半功倍的效果。相比其他同类书籍经常将图表放在书的最后，这本书将关键图表紧密地嵌入到相关文本段落的旁边，极大地减少了阅读时在页码间来回跳转的干扰。这种对读者体验的关注，体现了作者在编写教材时深思熟虑的教学设计理念。

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这本书的装帧设计非常吸引人，封面那种深沉的蓝与白色的字体搭配，透着一股严谨而又充满探索欲的学术气息。初次翻阅时，我立刻被它清晰的目录结构所吸引。作者显然深谙教学之道，将复杂的遗传学概念层层剥开，从最基础的孟德尔遗传定律讲起，逐步深入到分子遗传学的精妙之处。特别是关于群体遗传学部分的处理，简直是教科书级别的示范。它没有一味地堆砌公式，而是巧妙地穿插了大量的经典实验案例——那些关于果蝇和玉米的传奇故事，被重新讲述得引人入胜，仿佛这些知识点并非尘封的理论，而是刚刚发生的科学发现。阅读过程中，你会发现作者极其注重概念的连贯性与逻辑递进，每深入一个章节，都会自然而然地对前一个章节的知识点产生更深层次的理解，这对于自学或者基础不牢固的学生来说，无疑是巨大的福音。而且，章节末尾那些精心设计的思考题，往往不是简单的知识点复述，而是需要综合运用所学知识进行推演和分析的开放性问题，极大地激发了读者的主动思考能力。这本教材的排版也十分精良，图文并茂，那些关于染色体交换和基因连锁的示意图，线条清晰，标注准确，极大地帮助了抽象概念的可视化理解。

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这本书在构建“进化”这一宏大叙事时的视角选择，令我印象深刻。它没有将进化仅仅视为一个遥远的历史过程，而是始终强调其发生的速率和尺度依赖性。作者非常成功地将微观层面的分子突变、基因频率漂变与宏观层面的物种形成、谱系分化紧密地联系在一起。尤其是在讨论协同进化（Coevolution）时，书中对捕食者-猎物系统和植物-传粉者系统的动态平衡的描述，展现了一种动态的、活生生的进化图景，而非静态的分类学描述。它让我们意识到，进化不是一个终点，而是一个永无止境的、在不同时间尺度上相互作用的反馈循环。这种强调“过程”和“动态平衡”的处理方式，对于打破读者对进化论的刻板印象——即认为进化只关乎遥远过去的大灭绝事件——起到了极佳的引导作用。阅读完此书，我对生命起源和多样性的理解，变得更加立体和富有层次感。

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说实话，我期待这本书在进化机制的阐述上能更加大胆和前沿一些，但阅读完之后，感觉它更像是一部经典而可靠的“压舱石”级别的教材，而非激进的先锋派。它完美地履行了“引言”的职责，扎实、全面，但对于当前生物学界正在激烈争论的某些热点议题，例如调控基因组学在物种分化中的作用，或者基因组自私元素（Selfish Genetic Elements）对进化路径的重塑等，探讨的深度略显保守。我希望能看到更多关于非经典遗传（Epigenetics）如何影响表型可塑性并驱动短期进化的论述。当然，我可以理解，作为一本面向入门和中级读者的教材，保持知识的稳定性和主流性是必要的。但对于那些已经掌握了基础知识，渴望触及学科前沿的读者来说，这本书提供的“地图”可能缺少了最近绘制出的那些激动人心的“新大陆”坐标。不过，它在基因流和适应度计算方面的详尽阐述，确实为理解宏观进化事件打下了坚实的基础，那些关于自然选择模型假设的讨论，充满了审慎的科学态度。

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这本书的语言风格，初看之下，可能有些过于学术化，用词非常精确，缺乏一些科普读物中常见的幽默感或个人色彩。每一句话似乎都经过了严格的推敲，力求无懈可击的准确性。这使得初次接触进化遗传学的读者可能会感到略微有些“硬”，需要集中全部精力去消化那些严谨的术语和定义。但一旦适应了这种节奏，你会发现这种克制恰恰是其强大之处。它迫使读者用科学的精确性来构建自己的知识体系，而不是依赖于华丽的辞藻或生动的比喻。例如，在解释“有效种群大小”时，作者没有使用任何类比，而是直接给出了其数学定义和在不同情景下的修正，这种直击本质的处理方式，对于训练一个未来研究人员的思维模式是极为宝贵的。可以说，这本书更像是一位沉稳而博学的导师在面对面授课，他不会说太多无关的闲聊，而是专注于传授核心的、经过时间检验的知识。读完之后，你获得的不仅仅是知识，更是一种严谨的学术态度和对科学语言的敬畏感。

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