8、寒武纪信息大爆发

从简单的生命形式构建新的生命形式，需要新的信息。

孟德尔：达尔文的融合遗传是错的。如果融合遗传是真的话，那么几代以后，所有的人类都会长得一模一样。黑白的父母生的小孩要么是黑人，要么是白人，不会是灰人。

自然选择作用于基因突变。小规模的微进化积累到一定程度会发生大规模的大进化。

问题：寒武纪大爆发需要的信息，是谁提供的？

9、组合通胀

随机突变并不一定需要降解现有碱基和蛋白质才能产生新的碱基和蛋白质。

名词复习：新达尔文主义指种质连续学说为基础，生物进化是有性生殖时产生的差异经自然选择造成的结果。（连续切割小鼠尾巴不能得到无尾巴的小鼠）

突变才是进化的创新源泉，而不是自然选择。

氨基酸的多种排列可以做出一个蛋白质，大部分的碱基序列只是功能性，不参与蛋白质编码。

10、基因和蛋白质的起源

一条蛋白质链上许多点位可以容许氨基酸替换。打字员把某个句子打错了，并不会影响别人的理解，但是某些关键的是非的词语用错，就会产生误解。

新物种大爆发前必须有新的蛋白质结构。

随机突变可能产生新的蛋白质，但是一个蛋白质的产生并不必然产生新的物种，必须是多个蛋白质的产生，有几个构成新的机体，有几个构成新的酶，多个蛋白质的产生组合在一起才能形成新的生物。或者，一代的变异产生了新的机体，稍稍比其它个体更适应环境的变化，二代可能形成另一个新机体，三代形成新的酶，如此累加，最终成了新物种。

随机突变作用预想的两条路：

所以，进化演变是不可能从已存在的蛋白质折叠中，通过折叠中间序列而从中产生一个全新的折叠结构。

第三条路：在减数分裂的过程中，基因与基因发生碱基交换，有的基因会失去一些碱基，有的会获得一些，就是副本。当两个相同的碱基其中一个发生变异 ，并不会对原有功能产生不利影响（另一条碱基正常产生蛋白质），并传给后代，直到某一天，发生了有利的变异。

寒武纪大爆发证据难度：

1. 化石证据上体现的时间比地球的时间短很多
2. 阿克斯的估算以细菌为代表，多细胞生物则更少
3. 构建新的生物至少要150个蛋白质的产生

更的在于，新的功能基因产生，需要在自然选择的条件下保存下来，多个新功能基因整合到一起。

11、假设一个基因

并不是所有的相似性都是来源于一个共同祖先的基因，比如鼹鼠和蝼蛄有相似的前肢。这是趋同进化。相似的基因序列是由两个不同的基因平行发展而来。

ORFAN基因，种属限制型基因，缺乏（即使是远亲）相似的已知基因，没有同源基因。

为什么又说所有动物的基因90%是相似的

进化生物学家所想的是：新基因的产生就像印书一样，通过复制一页书，重排页面的段落，文中单词随机拼写，页面随机重排，这样就是一本新书了。但是这本书一定读不通顺。如果这样的书产生了很多本，会不会有一本正好能读的通顺？？？

外显子重排产生新的蛋白质，但是说法还有几个问题：

• 如果形成蛋白质的氨基酸链被切了重排，就很难再形成形状，会一直只是蛋白质片段，因为蛋白质高度依赖于其它的蛋白质组成和结构，去掉一小段，就是松散的氨基酸。
• 参与重排的外显子边界与蛋白质结构域的边界相一致，然而事实上，大分子蛋白质的外显子边界不一定与折叠域的边界相对应。
• 较小的二级结构单元被侧链包围，没法进行新的折叠，因此较小的蛋白质单元依靠外显子重排很难形成新的蛋白质折叠。

12、复杂适应性及新达尔文主义数学

当想对一台机器的设计进行改进时，工程师不需要保持一种连续性，不用一边维持机器的功能一边进行改造……但在进化过程中，从一种形式转换为另一种形式可能需要大量的中间类型，涉及到巨大的连续性。这不仅对于设计的最终产品——最后的机器来说是切实可行的，而且对于大量中间体来说也是必须的。从真正意义上说，进化的问题是：这部机器是一边运行一边进化的。
弗拉泽塔 《进化种群的复杂适应性》

改变动物的耳朵或眼睛的解剖结构，会导致多重协调性突变的发生。改变任何基因都会导致功能丧失甚至死亡，除非改变是协同发生（几乎不可能）。第10章里认为，基因的突变并不立即表现出来，而是在多代的累积之后，个体不会对突变导致死亡的关键时间点才会出现。

新达尔文主义起源于二十世纪30年代，在还没有阐明DNA的时代。更多的科学家意识到，突变不会产生一个新的功能或特征，反而可能减少基因中所包含的遗传信息。将突变比喻成排版一本书。在未理解DNA的时代，突变被认为是可以瞬时产生的，理解了DNA后，突变是由大量的DNA的变化引起，同时还得保证这些变化不会使个体丧失功能并能继续存活。因此，通过基因突变来构建新的生物变得更加不可能。

获得新功能需要许多突变步骤，早期的步骤可能是选择性中性（非有利的），因为新功能可能一开始还表现不出来，除非量变已经积累到了一定的程度。
李文雄 《分子进化》

新达尔文主义数学模型本身就表明了新达尔文主义机制不能建立复杂的适应性。

13、躯体模式的起源

给雄果蝇喂食诱变剂，再与雌果蝇交配，产出有缺陷的后代，再通过检查基因哪里被被改变，和观赛身体结构的缺陷来判断不同基因的功能（基因逆向工程）。 初中生物书里，通过故意给植物施加缺少某营养的元素，观察植物哪里有缺陷，从而确定该元素对植物生长发育的作用，因为，仅仅因施加某元素，而缺失大多数的元素，是无法使植物正常生长的，总是会长出不健康的植物。

伟大的达尔文主义悖论：存在于自然种群中的容易发生变化的基因仅仅影响机体形态和功能的次要方面，那些掌控机体重大变化的基因显然不会变化，要么一旦变化就会损害机体。

• 从受精卵到成体细胞的过程中，早期阶段决定了后续事件
• 如果要发生进化，突变必须发生在早期
• 早期发生的突变，是最不可能被胚胎容受的

微进化的改变是不够的，而大突变的结果是有害的。

建立新的动物躯体不仅需要基因和蛋白质，还需要基因调控网络（是一个抽象的概念。控制躯体在发育时，哪个细胞分裂成哪种形态的功能），一旦发生变化，对躯体则是毁灭性的。由此，突变更难构建出新的物种。

14、表观遗传革命

DNA是胚胎完成发育所必需的，但不是一切。移除细胞核后仍能发育出几百个细胞。越来越多构建躯体模式的重要信息来源于胚胎细胞的形态和结构。

• 细胞骨架阵列，同类的蛋白质根据不同的形状在三维空间中的排列，这些蛋白质组合成的不同细胞，对于躯体的功能是不同的。
• 膜型，存在于细胞蛋白质的双向模式，信使RNA被转录后，这些蛋白质必须运送到适当的位置发挥适当的功能。
• 膜靶点，产生的蛋白质由细胞骨架陈列运送到适当的位置。

细胞骨架陈列是车，膜型是路，膜靶点是目的地。离子通道和电磁场是另一种交通工具，糖代码是钥匙。

细胞分裂过程中，蛋白模式是由亲代膜直接传给子代膜，而不是每个新的子代细胞基因表达的结果。