分子進(jìn)化與系統(tǒng)發(fā)生
拉馬提出進(jìn)廢退理論。他說(shuō)生物經(jīng)常使用的器官會(huì)逐漸發(fā)達(dá)，不經(jīng)常使用的器官會(huì)逐漸退化。而且這種后天獲得的性狀是可以遺傳的，因此生物可以把后天鍛煉的成果遺傳給下一代。達(dá)爾文認(rèn)為，所有的生物物種都存在趨利的適應(yīng)性變化。并且這些適應(yīng)性變化會(huì)通過(guò)一種他稱之為“自然選擇”的過(guò)程遺傳下去。而大自然是數(shù)百萬(wàn)年間推動(dòng)演變進(jìn)化的唯一力量。這個(gè)理念讓達(dá)爾文成為了現(xiàn)代生物學(xué)之父。達(dá)爾文認(rèn)為“物競(jìng)天擇”意味著，存在一種最初的生物，之后通過(guò)某種方式得到了改良。
拉馬克和達(dá)爾文告訴我們，進(jìn)化很重要！
傳統(tǒng)上有兩種研究進(jìn)化的方法。一種是看死的，一種是看活的?？此赖?，也就是看化石，這是進(jìn)化最直接，最確鑿的證據(jù)。第二種研究方法是利用比較形態(tài)學(xué)、比較解剖學(xué)和生理學(xué)等手段，確定大致的進(jìn)化框架。這種方法比第一種方法更容易實(shí)現(xiàn)。但是這種方法僅局限于大致的框架，很多細(xì)節(jié)是存在爭(zhēng)議的。這兩種傳統(tǒng)方法都有局限性，如今研究的是分子進(jìn)化。也就是利用軟件，從分子水平上構(gòu)建物種的進(jìn)化樹。這里說(shuō)的分子水平是指 DNA、RNA、以及蛋白質(zhì)序列。
分子進(jìn)化理論是 1962 年美國(guó)科學(xué)家 Linus Pauling提出的。這種理論與傳統(tǒng)研究方法的最大區(qū)別是，它研究的是 DNA、RNA 以及蛋白質(zhì)序列這些分子水平上的信息，而不是物種的外在特征。并且基于某一個(gè)特定的分子在不同物種中的序列差異來(lái)構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)生樹。此外，分子進(jìn)化有兩個(gè)基本的假設(shè)條件，只有接受這兩個(gè)假設(shè)，分子進(jìn)化理論才能得以實(shí)施。第一、DNA、RNA 或蛋白質(zhì)序列包含了物種的所有進(jìn)化史信息。第二是分子鐘理論。這個(gè)理論說(shuō)的是，一個(gè)特定基因或蛋白質(zhì)的進(jìn)化變異速度在不同物種中是基本恒定的。所謂變異速度是指一定時(shí)間內(nèi)不同堿基或氨基酸突變的個(gè)數(shù)。這個(gè)進(jìn)化變異速度被認(rèn)為是恒定的，跟物種沒有關(guān)系。所以，拿蛋白質(zhì)來(lái)說(shuō)，兩個(gè)蛋白質(zhì)在序列上越相似，他們距離共同祖先就越近。分子鐘理論是進(jìn)化研究領(lǐng)域被普遍認(rèn)可的理論，但是至今也沒有直接的證據(jù)證實(shí)。
同源（Homologs）：來(lái)源于共同祖先的相似序列為同源序列。也就是說(shuō)，相似序列有兩種，一種是來(lái)源于共同祖先的，那么他們可以叫同源，另一種不是來(lái)源于共同祖先的，那么他們盡管相似也不能叫同源。第二種情況出現(xiàn)的概率雖然低，但還是存在的，所以相似序列并不一定是同源序列。同源又分為三種，直系同源，旁系同源和異同源。同源只是對(duì)性質(zhì)的一種判定，只能定性描述，不能定量描述。
直系同源（Orthologs）是指來(lái)自于不同物種的由垂直家系，也就是物種形成，進(jìn)化而來(lái)的基因，并且典型的保留與原始基因相同的功能。也就是說(shuō)，隨著進(jìn)化分支，一個(gè)基因進(jìn)入了不同的物種，并保留了原有功能。這時(shí)，不同物種中的這個(gè)基因就屬于直系同源。
旁系同源（Paralogs）是指在同一物種中的來(lái)源于基因復(fù)制的基因，可能會(huì)進(jìn)化出新的但與原功能相關(guān)的功能來(lái)。
異同源（Xenologs）是指通過(guò)水平基因轉(zhuǎn)移，來(lái)源于共生或病毒侵染所產(chǎn)生的相似基因。異同源的產(chǎn)生不是垂直進(jìn)化而來(lái)的，也不是平行復(fù)制產(chǎn)生的，而是由于原核生物與真核生物的接觸，比如病毒感染，在跨度巨大的物種間跳躍轉(zhuǎn)移產(chǎn)生的。
