普通生物学/生命演化

关键词

演化：种群中任何等位基因频率的变化，通常是自然选择的结果。

自然选择：种群内基因型的差异繁殖；一种基因型比另一种基因型更成功地繁殖并将其自身更多副本传递给下一代。这意味着种群内的等位基因频率发生变化。自然选择是已知唯一能在自然界中产生复杂适应性的机制。

任何具有遗传适应性差异的种群都可能发生自然选择。

适应性：个体将基因传递给下一代的能力。适应性差异是自然选择的核心。相对适应性：与同一物种中其他个体相比，个体的适应性。

哈迪-温伯格原理指出，种群中的等位基因频率和基因型频率在代代相传中保持不变或处于平衡状态，除非引入特定的干扰因素。

自然选择

查尔斯·达尔文和阿尔弗雷德·罗素·华莱士都提出了自然选择。华莱士向达尔文寻求帮助发表文章，结果两人一起发表了论文。

自然选择是违反哈迪-温伯格平衡的结果，哈迪-温伯格平衡是一种种群稳定状态，其中等位基因频率不会发生变化。当满足五个假设（或先决条件）时，种群会保持在哈迪-温伯格平衡状态

种群规模庞大
等位基因没有差异性迁入或迁出（种群中没有基因流动）
没有突变
没有自然选择
随机交配（关于基因型），即物种中的个体不会根据基因型选择交配对象

哈迪-温伯格平衡的结果

等位基因频率保持不变
基因型频率处于平衡状态
在一代随机交配中达到平衡

问：当我们违反哈迪-温伯格平衡的五个假设之一时会发生什么？答：等位基因频率发生变化。

哈迪-温伯格原理以英国数学家 G. H. 哈迪和德国医生 G. 温伯格的名字命名，他们在 1908 年独立得出了相似的结论。

注意：在我们的实验室计算机模拟实验中，我们放宽了 H-W 对自然选择的限制，从而导致模拟演化。当并非所有表型适应性都相等时，就会发生选择，等位基因频率会发生变化，并最终导致演化。

问：显性等位基因会在频率上取代隐性等位基因吗？答：不会。哈迪-温伯格原理表明，任何赋予更高适应性的等位基因在种群中的频率都会比赋予较低适应性的等位基因更高，并反驳了显性等位基因会随着时间推移而接管种群的简单假设。等位基因频率取决于适应性，而不是它是否为显性或隐性。

哈迪-温伯格方程

$(p+q)^{2}=p^{2}+2pq+q^{2}=1.0$

AA	Aa	aa	总数
$p^{2}$	$2pq$	$q^{2}$	1.0
1.0	1.0	$1.0-s$
$p^{2}$	$2pq$	$q^{2}(1.0-s)$	$1.0-sq2$

等位基因一： $f(A)=p$
等位基因二： $f(a)=q$
等位基因之和： $p+q=1.0$
降低适应性： $1-s$

自然选择导致的适应性示例澳大利亚死亡毒蛇的皮肤颜色：鲜艳的橙色皮肤在动物中非常罕见，但与当地土壤颜色非常相似。蛇很可能随着时间的推移逐渐演化为这种颜色，因为拥有棕色和橙色皮肤的蛇的存活率比其他颜色的蛇更高。

昆虫的杀虫剂抗性：杀虫剂 DDT（于 30 年代研制，旨在通过消灭传播媒介——传播疟疾的蚊子来对抗疟疾）最初具有很高的杀灭率，但随着时间的推移，杀灭率逐渐降低，直到它对昆虫基本上无效。在其他昆虫物种中也发现了数百种类似的杀虫剂抗性。

细菌的抗生素抗性：致病细菌遵循与昆虫类似的适应性路径。这是由错误使用抗生素治疗疾病造成的。不完全使用抗生素会杀死患者体内大多数携带疾病的微生物。然后，抗生素抗性最强的细菌会被选择出来。这些细菌会繁殖并变得越来越难以通过进一步的抗生素治疗来控制。公共卫生官员担心，如果这种过程随着时间的推移不断重复，将会产生对所有药物都具有抗性的超级细菌。结核病 (TB) 是一种目前正在遵循这种抗生素抗性增加路径的疾病。

获得化学抗性的机制有很多

行为改变
化学物质检测增加
目标部位对化学物质的敏感性降低
目标降解

英国胡椒蛾（Biston betularia）的工业黑化现象。该蛾有两个自然发生的形态或变种：典型型（浅色）和碳化型（深色）。历史上，典型型更常见，但其栖息地的变化导致碳化型的频率增加。（空气污染杀死了树干上的浅色地衣，使蛾子暴露在深色的树皮上，而不是浅色的地衣上。掠食性鸟类成为了对抗蛾子更显眼形态的一种力量，蛾子通过增加不那么显眼形态的频率来应对自然选择。）

杀死其他幼崽的猴子：由莎拉·赫迪观察到。长尾猴生活在由一个雄性统治几个雌性和它们的幼崽的社会群体中。雌性幼崽留在群体中，但雄性幼崽会被赶出去，在群体的边缘游荡，试图接管其他群体。新来的雄性领导者会杀死正在哺乳的幼崽，以及与他还没有交配的雌性的幼崽。

问：为什么？答：因为哺乳期的雌性处于不规则的发情周期，无法怀孕。杀死它们的幼崽可以使它们更快地怀孕，并生下他的幼崽。雌性的反适应：即使已经怀孕，她们也会与新雄性交配，因为新领导者不会在后来杀死它们的幼崽。（类似的情况后来在其他物种中也观察到，例如老鼠）。

无私的火鸡问题：一只雌性火鸡的第一代雄性后代组成了一个兄弟会，一个由首领雄性领导的小型社会等级制度。兄弟会作为一个群体求爱雌性。雌性选择一个兄弟会交配，通常是较大的一个，然后只与首领雄性交配。

问：自然选择是否塑造了这些兄弟火鸡的行为？答：没有给出答案，但暗示是“是”。

问：自然选择是否调整了每个生物体的所有特征？答：否。例如，印度犀牛有1只角，而非洲犀牛有2只角。这种差异很可能是一个历史偶然事件，而不是一个适应性特征，因为两只角似乎并没有比一只角带来优势。

进化的五种限制

历史限制
形式限制
你无法从那里到达的限制
时间/变异限制
多效性限制

历史限制：“现有的变异会影响未来的可能性”。变异建立在过去历史的基础之上。

形式限制：变异不能违反物理定律。例如，猪不会飞，昆虫的大小受其外骨骼的限制。

你无法从那里到达的限制：有利的最终结果必须遵循许多微小的有利步骤。例如，没有胎生的鸟类，可能是因为鸟类体内孵化所需的薄蛋壳为了气体交换非常不利于蛋在鸟类体外发育。然而，飞行羽毛是从爬行动物的鳞片进化而来的，因为每个微小的鳞片变化在一段时间内都是有利的，并且后来允许了飞行的进化。

时间/变异限制：新的等位基因通过随机突变形成，需要时间，最终受数学概率的推动，而不是被拉向一个特定的结果。在有限的时间内，结果有限。例如，人类心脏病可能是人类饮食最近变化的结果（过去几百年而不是人类进化过程中的过去 10 万年）。

多效性限制（多效性：一个基因有多种表型表达）一个等位基因可能有多种效应，有些好，有些坏。如果所有部分的总和是正数，则该等位基因是有利的（即使它带有某些不利的东西）。例如，囊性纤维化等位基因在工业化前的欧洲可能对霍乱有优势。

突变：一个随机过程，是自然选择的“最终”来源。很少的突变导致有利的变化，因此非常低效。

问：为什么它能起作用？答：因为

它有足够的时间来发挥作用
每个个体都将负担作为潜在突变的来源分担；有很多机会让事情变得顺利

抽样误差：样本与实际总体之间的差异。对于较小的样本量而言，抽样误差更大。与总体规模无关，基于样本的绝对大小。

问：当总体规模有限，限制了哈代-温伯格平衡时，会发生什么？答：在小规模的群体中，随机事件可以显著改变等位基因频率。

示例：“A”和“a”等位基因在一个群体中以相等的频率存在

$p=f(A)=.50$ $q=f(A)=.50$

在一个由该群体中的四个生物组成的样本量中，我们预计会发现

AA	Aa	aa
$p^{2}$	$2pq$	$q^{2}$
.25	.50	.25
1	2	1

$p\prime =f(A)=.50$ $q\prime =f(A)=.50$

然而，30% 的情况下，我们会得到以下结果，其中一个等位基因的频率发生变化

$p\prime =f(A)=.75$ $q\prime =f(A)=.25$

大约 8/1000 的时间（1%）

$p\prime =f(A)=.00$ $q\prime =f(A)=1.0$

一个等位基因被完全淘汰！（如果总体规模是 40，那么这种可能性是 1/500,000）。

这样，等位基因就可以从实际群体中淘汰。

问：在实际群体中，如何出现小样本量？

基因瓶颈：群体经历数量下降（这很可能最近发生在猎豹身上，猎豹的遗传变异非常小）
奠基者效应：一小群“殖民者”形成了一个新的群体
遗传漂变：群体数量长期处于低水平，例如濒危物种。

虚拟小种群规模：种群中一小部分个体承担繁殖责任。通常发生在雄性身上，有时也发生在雌性身上。例如：海豹等哺乳动物，一只巨大的雄性守护并与一群雌性交配。这是因为雌性会跑到一个偏僻的地方产崽，以避免捕食者，然后在产崽后几天就进入发情期。一只大型雄性会与其他雄性争夺守护这些雌性和其后代的权利，成为“沙滩主人”。雌性会间歇性地外出觅食，然后回到沙滩喂养幼崽。结果是，雄性比雌性大得多；它们储存大量的体脂肪，这样它们就可以长时间留在沙滩上（一旦它们离开，另一只雄性就会来占据它们的位置）。因此，一代的有效繁殖种群比实际的存活成员数量要小得多。

另一个例子：在狼群中，只有首领雄性和首领雌性繁殖，其他狼只是帮助抚养幼崽。因此，一个有六十只狼的种群可能只有六只繁殖个体。

移民/移出： “基因流动” – 个体从其他地区迁入并带来新的等位基因频率。 “一点点就能起到很大的作用”。例如：跨种族婚姻。

突变：产生基因库中的变异。突变率很低，作用非常缓慢：每个基因座、每个配子、每代只发生 1/100,000 到 1/1,000,000 的突变。突变本身不足以将一个等位基因的频率提高。一个普遍的规则：任何等位基因频率在总人口中达到 1% 或更高的，都不是由突变驱动的。

非随机交配：个体根据基因型选择配偶。（正向）趋同交配：选择基因型与自己相似的配偶，导致后代纯合。异同交配：选择基因型不同的配偶，导致后代杂合。

近亲交配：与近亲交配：一种与自身基因型交配（并产生纯合后代）的方式。

注意：普通人类在其染色体中大约有三十个致死隐性等位基因座。与近亲交配会增加后代出现双隐性致死等位基因的可能性。许多物种都有防止近亲交配的行为。例如：叶猴社会：雌性出生在一个群体中后会留在群体中，而雄性会被赶出去，以阻止兄弟姐妹之间交配。

非随机交配本身可以改变基因型频率，但不能改变等位基因频率，因此不是进化的原因。但它可以通过使等位基因在基因型中处于纯合或杂合状态来暴露它们的选择。

衰老：随着年龄增长，生物体整体性能下降。这是一个可选择性状，并非所有生物体都存在。组织并不“需要”衰老。一些原生生物基本上可以“永生”；果蝇可以被培育出长寿。

问：为什么会出现这种情况？答：吉布森没有说为什么，但暗示它是一个被选择偏好的性状。在课后，教授们似乎认为衰老不一定是进化上偏好的性状，而更多的是导致更高发展过程的副产物。为了实现延迟繁殖，更多的资源被投入到早期生存中，而牺牲了晚期生存。一个相关的例子是大西洋和太平洋中鲑鱼的差异。大西洋鲑鱼可以经历多次产卵季节，但太平洋鲑鱼被选中将所有能量都投入到一个艰难的产卵周期中，并在产卵后立即死亡。

选择类型

稳定选择
定向选择
颠覆选择

稳定选择：将生物体向其可能性状范围的中心移动的选择。例如：人类出生体重；特别大或特别小的婴儿更容易出现婴儿死亡，而中等体重的婴儿更易存活。稳定的环境导致化石记录在数百万年内保持不变，例如鲨鱼和鲎的身体结构。

定向选择：消除一系列表型中极端性状的选择。例如：铜等金属通常对某些植物几乎是致命的。一种耐铜草在许多代在被污染的高铜土壤中生长后发展起来。

颠覆选择：倾向于消除中间类型的选择。例如：非洲种子裂嘴雀：有两种喙大小，一种大，一种小，每种都最适合当地丰富的不同种类的种子。中间喙类型不受选择偏爱，因为它们不适合任何一种种子。在这里，导致一种喙类型的纯合子比导致中间喙类型的杂合子更受青睐。

考虑一个种群，该种群对一个具有两个等位基因“A”和“a”的基因座具有以下基因型频率

基因型	AA	Aa	aa
表型频率	77	14	49

问：“A”的等位基因频率是多少？（即 p 是多少？）问：该种群似乎处于 Hardy-Weinberg 平衡状态吗？

解决步骤

将所有数字加在一起以找到总数
77 + 14 + 49 = 140
将每个数字除以总数

基因型	AA	Aa	aa
$n/140$	77 / 140	14 / 140	49 / 140
答案	.55	.10	.35

( 注意：.55 + .10 + .35 = 1.0 )
找到“A”和“a”的等位基因频率。
- A: .55 + (.10/2) = .60
- a: .35 + (.10/2) = .40
( 再次注意 .60 + .40 = 1.0 )
将这些推导出的基因型频率代入方程
- $p^{2}+2pq+q^{2}$
- $(.6)^{2}+2(.4)(.6)+(.4)^{2}$
- .36 + .48 + .16
( 再次，所有总和为 1.0 )

AA = .55	Aa = .10	aa = .35
AA' = .36	Aa' = .48	aa' = .16

我们看到基因型频率从其初始值变为其最终值。因此，该种群没有处于 Hardy-Weinberg 平衡状态。问：如果数字只是略有不同，我们如何判断它们应该被认为是相似还是不同？答：这是由超出本课程范围的统计和数学分析决定的。

已经对许多生物体进行了育种试验，以培育出特定性状，方法是将连续的几代分成以表型为基础的组。例如：果蝇（Drosophila）被人工选中分成两组：一组有许多腹部刚毛，一组有很少的刚毛。我们发现这两个结果组中的任何一个甚至都没有重叠起始代中发现的刚毛范围。这模拟了某些情况下自然选择对野生种群的影响。这类似于几千年来植物和动物育种者使用的方法。

杂合子优势：当杂合子基因型比纯合子基因型具有更高的适应性时。镰状细胞贫血是一个典型的例子。当一个人对隐性等位基因纯合时，就会发生这种人类疾病。隐性等位基因增加了杂合子携带者对疟疾的存活率。在疟疾高发地区，自然选择作用于增加人类中该等位基因的频率。该等位基因频率在非洲中部最高，那里疟疾一直是重要的杀手。

基因型	表型
HbN HbN	正常，没有镰状细胞
HbN HbS	单镰状细胞，抗疟疾
HbS HbS	双镰状细胞，致死

物种形成

问：我们如何获得一个新物种？

问：什么是物种？答：有不同的定义，但我们只深入讨论一个。生物物种概念 (BSC)：由恩斯特·迈尔提出。物种被定义为一个生殖隔离的种群。如果两个生物体可以交配，它们就是同一个物种；如果不能交配，它们就不是同一个物种。这不是一个完美的定义，因为狮子和老虎可以在人工饲养条件下交配，而且这只适用于有性繁殖的生物体（蒲公英进行无性繁殖）。表型定义：物种由种群中的表型差距定义。支序定义：属于单一支序的种群或种群组

支序：进化树的一个分支。

两种命名新物种的方法

种系发生：在经过单一进化路线的足够大的变化后，为新物种命名的任意/方便的方式
分支发生：支序的产生

分支发生有三种基于“家园”patra 的分裂模型/假设

异域物种形成（allos：“其他”；又称地理隔离模型，常见）异域物种：不在一起出现。
同域物种形成（sym：“与...在一起”；在植物中很常见）
邻域物种形成（para：“在旁边”；不常见）

邻域物种形成：我们可能拥有的唯一例子可能是在前面讨论过的耐铜矿草中发现的。选择强烈地偏爱对铜抗性等位基因纯合的基因型。这导致了授粉时间的适应，使其与周围草类的授粉时间不同，避免了杂交。这里是在没有地理隔离的情况下发生的物种形成，是由强烈的选择引起的。

同域物种形成：（这个信息正确吗？书本似乎与讲座相矛盾）植物中常见，动物中不常见，发生在来自两个不同物种的配子杂交并产生一个可行的新物种时。这被认为是开花植物的来源。多倍体：同域物种形成最重要的模型。或者，染色体加倍会导致同域物种形成。异源多倍体：由种间杂交事件触发的多倍体。

物种 A	物种 B	物种 AB
n=3	n=2	n=5

由此产生的合子可能是不可行的或不育的。如果可行，它以后可能会发育出生育能力。这是由于有丝分裂和减数分裂中细胞分裂之间的差异（我们以为我们已经逃脱了）。在有丝分裂中，染色单体自我复制。在减数分裂中，每个染色单体必须“找到”它的同源染色体。如果没有同源染色体，结果将是可行的，但不能育。然而，在异常的有丝分裂事件中，胞质分裂（核分裂后胞质分裂）不会发生，导致一个细胞的染色体数量是正常数量的两倍。如果这个细胞进入减数分裂，它可以育。（许多例子）。例如：面包小麦是两次连续的草杂交事件的结果。草的染色体数量从 14 > 28 > 42。

地理物种形成

地理变异：物种根据地理位置的不同而产生的差异，通常是基于基因的。在地球上，不同地方的人群基因型存在差异。这种变异在移动性较低的群体中更为常见，因为它受到基因流动的阻碍。例如，西洋蓍草是一种生长在较高海拔地区的植物，它的株高往往较低。问：这种变异是由于基因还是环境造成的？答：可以通过“共同花园实验”来找到答案。将不同来源的种子种植在相同的环境中。实验结果表明，来自较高海拔地区的种子会长成更矮的西洋蓍草，这表明存在潜在的遗传因素。再例如，普通袜带蛇（Thamnophis surtalis）在美国和加拿大广泛分布，被分成不同的本地亚种，具有不同的颜色。由于袜带蛇的移动性不高，这些种群可以在当地适应。而对于绿头鸭，这种地理变异就不存在了，因为每一代雄性都在南部的“越冬地”与雌性交配，然后跟随雌性回到北部的家园，而这个家园可能与雄性的家园相距甚远。这导致每一代的基因洗牌与位置无关。

一个种群可以暂时分裂成不同的、孤立的种群，从而走上不同的进化道路。例如，冰川推进覆盖北美大陆，将一个种群分裂成西南和东南两个群体。当障碍消失（冰川消退）时，这些种群可能会再次接触，称为二次接触。问：然后会发生什么？答：如果近亲繁殖产生可育的后代，它们仍然属于同一个物种。如果没有，它们就变成了新的物种。

隔离机制：任何阻止两个生物之间产生可育合子的因素。分为两类

合子前
合子后

合子前机制阻止精子与卵子受精，从而阻止合子的形成，通常发生在雄性求偶行为不被雌性识别的情况下。合子后隔离机制导致合子

无法存活（死亡），或
无法繁殖。

例如，驴和马杂交会产生骡子，而骡子是不育的。

地理隔离会导致两个形态上差异很大的种群，在二次接触时可以相互交配，因此它们属于同一个生物物种。就像，它们看起来可能完全不同，但仍然可以彼此交配。有时，看似微小的差异也会阻止交配。要点是：两个种群隔离期间产生的差异“程度”不一定决定它们在二次接触时是否能够成功交配，因此被认为是一个或两个物种。

例如，东部和西部草地百灵鸟在外观上几乎完全相同（形态相似），但它们是不同的生物物种。这可能是由于冰川隔离导致的隔离期间发生的改变。在二次接触中，这两个种群显然没有对彼此的交配行为做出反应，最终成为两个生物（繁殖）物种。（还有很多类似的例子）。

边缘隔离：地理隔离的常见形式。在物种分布范围的边缘，生物生活在其生存能力的极限。当这些区域彼此隔离时，就会发生异域物种形成，高强度的选择会推动等位基因频率的改变。

栖息地岛屿：指一个物种适宜生存的栖息地被一个该物种无法生存的区域包围的区域。例如，海洋中的火山岛。在这种情况下，创始种群到达这里，发现生态空缺或不同的条件，这些条件会影响适应。随着不同物种的相互作用和通过进化进行调整，一系列的适应事件发生，被称为适应性辐射。例如，达尔文雀的变异是由创始种群的雀鸟适应每个岛屿的独特条件造成的）。注意：在夏威夷群岛的雀鸟中，变异程度更大。夏威夷也是无数种果蝇（果蝇）的家园。

双名法：“双名命名法”（bi: two，nomin: name）由瑞典的卡尔·林奈（Carl von Linné）提出。每种生物都有其独特的双名法，由以下两部分组成

属名，首字母大写，表示一组物种
种名，首字母小写，描述属中的一种物种。（种名：描述词，或根据www.m-w.com的定义，“伴随或替代人名或事物的名称的特征词语或短语”。）注意，并非所有种名本身都是唯一的；事实上，一些种名被反复使用，例如“vulgaris”，用在Pinguicula vulgaris和Sturnus vulgaris中，分别是食虫草和欧洲椋鸟的学名（vulgaris：常见）。种名通常指的是颜色等特征。

智人（Homo sapiens）是现代人的双名法。Homo是一个包括所有灵长类动物（除了人类，其他都已灭绝）的属，而sapiens是一个描述词，意为“智慧”。在打字时，这个双名法通常用斜体表示，手写时则用下划线。

命名系统是分级的，等级越低，生物被划分为更具体的分类群。最广泛的分类是界（或域，现在许多生物学家接受的更基本的分类。以下是完整的等级列表，从最一般到最具体。（域）>>界>>门>>纲>>目>>科>>属>>种。

有时会在这些等级之间使用细分（例如，亚门），但我们不需要了解它们。

等级越高，群体之间的差异越大，反映出更早的物种形成事件。

问：为什么林奈的命名系统与进化树完美契合，即使他在没有进化概念的情况下发明的？答：生物以系谱的方式相关，具有内在的等级关系。

分类单元：某个特定等级的特定生物群体。例如，分类单元“Canis”是指犬属的狗，而分类单元“Canidae”是指犬科的狗。（分类学：根据生物之间推测的自然关系对植物和动物进行有条理的分类。）

单系分类单元：一个物种集合，或物种分组，由

一个共同祖先
所有其后代物种组成。

例如：类人猿

并系分类单元：物种分组与单系分类单元类似，只是它排除了最远离开共同祖先的物种。例如：类人猿，不包括人类。

多系分类单元：物种分组，不包括最近的共同祖先。例如：鲸鱼和鲨鱼的组合，不包括它们的共同祖先（无论是什么）。

存在两种分类学派

传统学派（也被错误地称为“进化学派”，错误在于另一个学派也是基于进化的）
支序学派（或系统发育学派，或 Hennigian 学派，以创始人威廉·亨尼格命名）

这两个学派在如何绘制进化树以及

最好的分组方式是单系分组，以及
最糟糕的分组方式是多系分组，方面达成一致。

然而，他们在对中间地带，即并系分类群的处理上存在分歧。传统主义者说：这些群体是可以接受的，因为它们反映了重要的进化改变。支序学家说，并系群体是不可接受的，因为识别“重要”改变是基于人们的主观意见的。支序学更倾向于客观性。

问：我们如何估计进化序列？答：推导同源性，或从 [ a -> a’ ] 的转变，例如：物种随着时间的推移而失去一根手指。突触特征

“共享的衍生相似性”
衍生的性状，在考虑的两个或多个分类单元中共享
用于推断共同祖先

吉布森认为，突触特征提供了唯一真正的分支序列概念

同源特征

“共享的祖先相似性”
祖先性状
从分类单元的共同祖先那里继承来的

进化分支问：我们如何生成关于进化分支的假设？（我们如何确定哪个分支序列最可能是历史上的分支序列？）答：有多种方法可以做到这一点。一般来说，我们首先考虑某些特征，然后将它们排列成可能的树。特征存在于祖先状态或衍生状态，有时特征会完全消失，甚至重新出现。当物种从一种特征变为另一种特征时，被称为特征改变。

确定最可能的分支序列的一种方法是创建所有可能序列的示例。虽然这是一个简单的过程，但在许多情况下是不可行的，因为可能的支序序列数量非常庞大。例如，只有 10 个物种的群体，就有超过 3400 万种可能的进化树。（某些方法可以用来消除许多这些选项，使过程更简单）。最简单的序列是具有最少特征变化的序列，更受青睐。然后，它们被用作进一步完善的基础，这些完善来自更多的数据。

间断平衡：关于进化速度和模式的假设，由史蒂芬·古尔德和奈尔斯·埃尔德里奇提出，作为对传统观点，即渐变论的挑战。

	速度	模式
渐变论	缓慢而稳定	独立于物种形成
间断平衡	长时间没有变化（停滞），偶尔被快速变化的事件“打断”	主要局限于物种形成事件

目前的观点认为，进化变化既不是这两个极端，而是介于两者之间，或者有时更像一种，有时更像另一种。

进化“新奇”问：我们如何解释宏观进化？微观进化的渐进变化能否导致宏观进化的巨大变化，例如鸟类的飞行？还有哪些过程可以导致物种的重大变化？

预适应（共用）

一个结构起初执行一种功能，然后被共用于执行另一种功能
例如：鸟类的飞行羽毛来自爬行动物的鳞片
例如：哺乳动物的乳腺来自……改良的汗腺？

异速生长

随着体型增大而发生的比例变化，或不同部位以不同的速度生长
对一个身体部位的选择会导致另一个部位的生长
例如：爱尔兰大鹿的鹿角大小，巨大的鹿角是由于鹿体型过大造成的（鹿角仍然与正常鹿角的比例一致）

幼态延续（paidos: child）

成年生物保留幼年特征，或极端情况下，在幼虫状态下进行繁殖
例如：通常在陆地生活的成年蝾螈保留了幼年水生蝾螈的鳃，并在水生幼年阶段繁殖
成年黑猩猩从幼年到成年在头骨形状上比人类有更大的变化：黑猩猩和人类婴儿的头骨形状相似，人类比黑猩猩更接近成年时的头骨形状

等速生长：所有部位以相同的速度生长并保持比例，例如正在成长的蝾螈和大多数生物

异速生长：不同部位以不同的速度生长，导致生长周期中比例发生变化，例如人类和红脚鹬，这种鸟的喙比它的头部生长速度快很多倍

类似结构：两个结构执行相似的功能，但具有不同的起源。例如：蝴蝶和鸟类的翅膀，蛇和某些蜥蜴的无腿，各种不同鸟类的白色蛋

触角突变体：突变果蝇在头部长出小的腿而不是正常的触角，这是由于细胞不正常发育为同源部分造成的。

双胸：现代昆虫的祖先有两对完整的翅膀，但今天其中一些已经进化出第二对翅膀变成了称为平衡棒的小型平衡结构。（一些现存的昆虫，如蜻蜓，保留了所有四只翅膀，一对在胸部的第二和第三节）。只有两只翅膀的昆虫称为双翅目，意思是“两翅”。在双胸突变体中，平衡棒发育成为第二对完整的翅膀。

同源域：一系列60个氨基酸（180个核苷酸），编码发育，并且在非常不同的生物体的进化过程中一直保持相似，跨越动物，并且显然延伸到植物界的某些部分。揭示了基因在进化过程中的高度保守性。