生态与进化研究中的分子方法

⑴ 如何从分子生物学水平讨论生物进化

从分子水平来研究生物进化通常有两个途径：蛋白质序列的比较和DNA序列的比较。
蛋白质序列比较常见到的是细胞色素C的氨基酸序列在不同物种之间的差异。因为几乎任何生物体的细胞内都存在细胞色素C。例如人的细胞色素C与黑猩猩的差异为0，与猕猴的差异为1，与马的差异为12，与果蝇的差异为27，与向日葵的差异为38。可以根据各种生物的细胞色素C氨基酸一级结构的差异导出一个生物进化树，这个进化树要比传统的靠外观分析描述出的进化树更具科学性。
随着各种生物的DNA序列逐步被破译，通过DNA序列进行生物进化研究是近些年来更加盛行的，一个非常重要的比较是人类与黑猩猩的DNA序列比较分析：美国加州大学伯克利分校的进化生物学家Allan Wilson和他的研究生Mary-Claire King认为，人类和黑猩猩的基因差异仅有1%。在一片质疑声中，最终DNA测序研究支持了他们的观点，这也成了人们的普遍认识。这一研究甚至导致了对人类的生物学分类的挑战，认为黑猩猩应当归于人属，这是不是分子水平对生物进化的研究成果呢？
更有意义的是：人类与黑猩猩相比所具有的高度只能只是由于这1%的DNA序列不同导致的！这些差异到底表现在哪里，是那几个基因引起了如此巨大的差异呢？这个问题是不是很令人兴奋？
进一步的研究表明，虽然DNA的变化总体只有1%，但在黑猩猩第22染色体和对应得人类第21染色体的比较，差异达到1.44%，表现为68000个碱基对，约400多KB的差别，但这些差别导致了83%的蛋白质表达出现差异，而蛋白质氨基酸序列的差别造成活性和功能有了差别，于是差异便被放大了。还有研究表明人类的染色体中比黑猩猩多处很多重复片断，是否由于这些好似没有功能的重复片断影响到智力的差异呢？这些问题还有待研究。

⑵ 生态学的研究方法

生态学的研究方法如下：

野外的研究方法是生态学研究的基本方法。很多理论和生产实践都来自于野外或田间的实际观察携让枣与调查。实验的研究方法能够进一步完善来自于野外或田间的实际观察与调查的结果。

实验研究的优点是条件控制严格，对结果的分析可靠，重复性很强，但也有缺点，也就是在实验室环境中得到的实验数据和自然环境中得到的数据可能会有差别。

生态学重要性

人类生态学是研究人滑核与生物圈相互作用，人与环境，人与自然协调发展的科学。人类生态学是研究人类与其环境间的关系的学科。人类生态学是研究人类在其对环境的选择力，分配力和调节力的影响下所形成的在空间和时间上的联系的科学。

人类生态学就是运用生物学、地理学、人类学、人口学、经济学、社会学和其他学科的相关理论和方法，探讨人与环境相互关系的一门科学。

⑶ 研究生物进化过程所用的科学方法

学习研究生物进化的方法：
（1）化石
比较生物的化石及生物化石在地层中存在的情况，是运用古生物学上的证据对生物进化研究的方法，化石是生物进化最直接和最有力的证据。
①化石是生物的遗体、遗物或生活痕迹，由于种种原因被埋藏在地层中经过若千万年的复杂变化形成的。
②科学家发现，越简单、越低等的生物化石总是出现在越古老的地层里，越复杂、越高等的生物化石则出现在越新近形成的地层里。
③1861年，在德国发现的“始祖鸟”化石，是爬行类进化成鸟类的典型证据。始祖鸟既具有鸟类的一蝼特征，又具有与爬行动物相同的身体结构特征，说明它是一种从爬行类到鸟类的过渡类群。

（2）对植物、动物的器官和系统进行解刨和比较研究的方法
比较解剖学为生物进化提供的最重要的证据是同源器官。同源器官是指外形、功能不同，但来源相同、在解剖结构上具有相同性或相似性的器官。同源器官的存在，证明凡是具有同源器官的生物，都是由共同的原始祖先进化而来的，只是在进化的过程中，由于生活环境不同，同源器官适应于不同的生活环境，逐渐出现形态和功能上的不同。

（3）比较和研究动植物胚胎形成和发育过程的方法
比较和研究动植物的胚胎形成和发育也为生物进化提供了重要证据。一切高等动物的胚胎发育都是从一个受精卵开始的，这说明高等动物起源于低等的单细胞生物。

（4）比较分子生物学证据
证明生物进化还可以通过对不同种生物的同一种蛋白质(如细胞色素C) 的分子结构或DNA分子的结构的研究。研究表明：亲缘关系越近的生物，其DNA或蛋白质分子具有越多的相同性；亲缘关系越远的生物，其DNA或蛋白质分子的差别就越大。