發(fā)布時(shí)間：2022-03-05所屬分類：農(nóng)業(yè)論文瀏覽：1次
摘 要： 在達(dá)爾文看來生物演化之所以發(fā)生是由于物種之間的相互競爭。優(yōu)勝劣汰，適者生存，弱肉強(qiáng)食，物競天擇，是一種遵守叢林法則的自然選擇過程。這種方式只是從生物個(gè)體相互競爭上描述了生物物種起源及其演化過程。隨著生命科學(xué)的發(fā)展，現(xiàn)在人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到基因突變、基因重
在達(dá)爾文看來生物演化之所以發(fā)生是由于物種之間的相互競爭。優(yōu)勝劣汰，適者生存，弱肉強(qiáng)食，物競天擇，是一種遵守叢林法則的自然選擇過程。這種方式只是從生物個(gè)體相互競爭上描述了生物物種起源及其演化過程。隨著生命科學(xué)的發(fā)展，現(xiàn)在人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到基因突變、基因重組、基因位移、基因復(fù)制、基因連鎖等遺傳和變異過程在物種起源及其演化上發(fā)揮的重要作用，也就是從分子生物學(xué)上講生物演化的實(shí)質(zhì)是生物基因組的形成及其演化過程。過去人們在研究生物演化問題時(shí)基本上都是著重于定性描述生物競爭。自從我們發(fā)現(xiàn)生物演化的自然均衡選擇現(xiàn)象時(shí)起，就開始著重用生物計(jì)量學(xué)方法研究生物競爭規(guī)律問題。現(xiàn)在我們提出的自然均衡選擇理論就是在系統(tǒng)科學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)理論的基礎(chǔ)上，利用生物界基因供需均衡關(guān)系建立的生物演化數(shù)學(xué)動(dòng)態(tài)分析模型。所以，它是對過去生物演化理論及其方法研究的一次創(chuàng)新，也可以看成是生物計(jì)量學(xué)在現(xiàn)代生物演化理論研究上的一次創(chuàng)新。
生物演化是指一切生命形態(tài)發(fā)生、發(fā)展的變化過程。自從 19 世紀(jì)以后，演化通常用來指生物不同世代之間外表特征與基因頻率的改變。達(dá)爾文 1859 年 11 月發(fā)表《物種起源》一書，標(biāo)志著生物演化的自然選擇理論正式誕生。演化在生物學(xué)中是指種群里的遺傳性狀在世代之間的變化。所謂性狀是指基因的表現(xiàn)，生物在繁殖過程中，基因會(huì)經(jīng)復(fù)制并傳遞到子代，基因的突變可使性狀改變，進(jìn)而造成個(gè)體之間的遺傳變異。新性狀又會(huì)因物種遷徙或是物種間的水平基因轉(zhuǎn)移，而隨著基因在種群中傳遞。當(dāng)這些遺傳變異受到非隨機(jī)的自然選擇或隨機(jī)的遺傳漂變影響，在種群中變得較為普遍或不再稀有時(shí)，就表示發(fā)生了演化。簡略地說演化的實(shí)質(zhì)便是種群基因頻率的改變。在達(dá)爾文看來生物演化之所以發(fā)生是由于物種之間的相互競爭。優(yōu)勝劣汰，弱肉強(qiáng)食，適者生存，物競天擇遵守叢林法則。這種方式從生物個(gè)體變化上來解釋生物物種起源及其演化過程是沒有錯(cuò)的，但隨著生命科學(xué)的發(fā)展，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到基因突變、基因重組、基因復(fù)制、基因位移、基因交換、基因連鎖等遺傳與變異過程在生物物種起源及其演化中的重要作用。也就是從現(xiàn)代生物學(xué) DOI：10.3969/j.issn.1001- 8972.2022.01.003 影響力 可替代度真實(shí)度上講生物物種起源及其演化的實(shí)質(zhì)是生物基因組的形成及其演化過程。過去人們研究生物演化都是著重于定性描述。現(xiàn)在我們通過對生物演化的生物計(jì)量學(xué)分析，提出生物演化的自然均衡選擇理論。該理論的核心內(nèi)容：“生物演化本質(zhì)上是生物基因組演化，這一過程受生物系統(tǒng)目的性的控制與調(diào)節(jié)，生物演化是進(jìn)化與退化過程的統(tǒng)一。這種統(tǒng)一是按照自然均衡選擇演化規(guī)律進(jìn)行的，生物競爭力在生物演化過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用”。由此可見，該理論是在系統(tǒng)科學(xué)理論和經(jīng)濟(jì)學(xué)理論的基礎(chǔ)建立的一個(gè)演化理論，它是在現(xiàn)代基因生物學(xué)的基礎(chǔ)上建立的一個(gè)具有量化分析特點(diǎn)的新生物演化理論，其產(chǎn)生為生物演化理論研究提供了數(shù)學(xué)動(dòng)力學(xué)分析模型。我們認(rèn)為自然均衡選擇演化理論為生物演化理論及其方法研究的數(shù)學(xué)化開辟了一片廣闊新天地。
生物演化包括進(jìn)化與退化兩個(gè)雙向選擇過程
隨著現(xiàn)代生命科學(xué)的發(fā)展，尤其是分子生物學(xué)的進(jìn)步。人們對生物系統(tǒng)的演化機(jī)制的進(jìn)一步了解已不再只局限于對生物物種之間的個(gè)體競爭認(rèn)識(shí)，而是對生物演化的核心和本質(zhì)的內(nèi)容，即生物基因組競爭的認(rèn)識(shí)。其實(shí)生物演化的過程就是生物基因組的演化過程，也是這部“生命之書”不斷寫作，不斷修改，不斷創(chuàng)作，不斷完善的過程。也就是生物基因組通過基因雜交、基因復(fù)制、基因突變、基因位移、基因重組、基因連鎖、基因交換等遺傳與變異過程，實(shí)現(xiàn)生物基因組不斷演化的目的。是一個(gè)不斷存儲(chǔ)縱向遺傳基因信息和橫向遺傳基因信息的過程。每一部生命之書寫好之后，就是將它們進(jìn)行分類。生物基因組演化與分類的過程是與生物在環(huán)境中適應(yīng)性調(diào)整密切相關(guān)的，也可以說與生物基因組系統(tǒng)目的性實(shí)現(xiàn)直接相關(guān)。生物基因組是每個(gè)生物體所特有的。大到生物種群，小到生物個(gè)體，每個(gè)生物都具有特異性的生物基因組。生物在演化的過程中，只有那些適應(yīng)外界環(huán)境的生物基因組改變的物種才能生存下來，盡管這些改變不是短時(shí)間可以實(shí)現(xiàn)的，但真正新物種的形成，應(yīng)該是生物基因組改變的產(chǎn)物。從生物基因組的產(chǎn)生到生物基因組的發(fā)展，再到生物基因組的消亡。這就是生物演化的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。生物演化過程就是對生物基因組的選擇過程。將適合環(huán)境的生物基因組保存下來，而將不適應(yīng)環(huán)境的生物基因組淘汰掉。被選中的生物基因組物種就可以大量繁殖。而那些沒有選中的生物基因組物種就自然而然地淘汰掉。
演化包括進(jìn)化和退化兩個(gè)雙向選擇過程。所謂進(jìn)化與退化都是相對的，沒有進(jìn)化哪來退化，沒有退化又哪來進(jìn)化，生物在演化的過程中就看進(jìn)化的力量與退化的力量誰比誰強(qiáng)。如果進(jìn)化的力量大于退化的力量，生物的演化就表現(xiàn)為進(jìn)化;如果退化的力量大于進(jìn)化的力量，生物的演化就表現(xiàn)為退化。生物在進(jìn)化時(shí)不停地將縱向基因信息(種系遺傳基因)存儲(chǔ)到非編碼基因區(qū)，將橫向基因信息(個(gè)體遺傳基因)存儲(chǔ)到編碼基因區(qū)，使生物系統(tǒng)生物基因組結(jié)構(gòu)不斷地從低級(jí)到高級(jí)，從簡單到復(fù)雜的轉(zhuǎn)化，生物基因組結(jié)構(gòu)向有序化方向發(fā)展;生物退化時(shí)就不停地從非編碼基因釋放縱向基因信息(種系遺傳基因)和編碼基因區(qū)釋放橫向基因信息(個(gè)體遺傳基因)，使生物基因組結(jié)構(gòu)不斷地由高級(jí)到低級(jí);由復(fù)雜到簡單的轉(zhuǎn)化，生物基因組結(jié)構(gòu)向無序化方向發(fā)展，最后達(dá)到一個(gè)均衡點(diǎn)，形成一個(gè)新生物物種(圖 1 所示)。
生物演化的目標(biāo)和方向是由系統(tǒng)目的性所決定
系統(tǒng)科學(xué)包括系統(tǒng)論、信息論、控制論、耗散結(jié)構(gòu)論、自組織理論、協(xié)同學(xué)、突變論、博弈論、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、人工智能學(xué)等學(xué)科在內(nèi)的一門綜合性科學(xué)。用系統(tǒng)科學(xué)理論與方法揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)及其演化規(guī)律是現(xiàn)代生命科學(xué)發(fā)展的必然趨勢。生物就是一個(gè)典型的有機(jī)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)與功能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。生物基因組的形成及其復(fù)制與表達(dá)過程不僅控制著生物演化的過程，同時(shí)也決定著生物生殖與發(fā)育的全過程。在我們看來，生物演化就是生物基因組(DNA 和 RNA)的形成及其變化過程。其變化必然會(huì)引發(fā)生物一系列基因組突變現(xiàn)象的出現(xiàn)。生物系統(tǒng)各部分是相互聯(lián)系、相互作用的。這種聯(lián)系和作用不是簡單的連接，而是具有一定組織結(jié)構(gòu)和復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的生命狀態(tài)。其中包括物質(zhì)變化與流動(dòng)、能量的傳輸與轉(zhuǎn)變、信息的傳遞與調(diào)節(jié)。比如 DNA 量的快速增長，對細(xì)胞增殖的貢獻(xiàn);又比如生物大腦信號(hào)的傳遞對生物肢體的控制等。生物系統(tǒng)內(nèi)部的相互聯(lián)系和相互作用是具有高度組織性和結(jié)構(gòu)性，這使得生物按照一定的組織與結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的功能。生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能都是為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目的性而形成和發(fā)揮作用的。生物之間的相互競爭也是一種生命狀態(tài)。是導(dǎo)致生物物種演化的外在動(dòng)力。系統(tǒng)目的性是系統(tǒng)科學(xué)的核心概念。系統(tǒng)正是通過正負(fù)反饋進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，使其一切行為都是圍繞著實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的目的展開。
生物系統(tǒng)目的性原理可以表述為：“生物演化過程就是對自然界生物基因進(jìn)行選擇，這個(gè)選擇是生物系統(tǒng)目的性自然均衡選擇過程，這個(gè)過程完全是一種自然的，不是神的意志所左右的。系統(tǒng)目的性定律就是生物系統(tǒng)通過反饋(正負(fù)反饋)調(diào)節(jié)使系統(tǒng)趨向相對穩(wěn)定目標(biāo)值，這個(gè)目標(biāo)值就是均衡點(diǎn)。生物為了實(shí)現(xiàn)自身的目的(適應(yīng)、生存和發(fā)展)就必須通過反饋調(diào)節(jié)(正、負(fù)反饋)，一方面保持自身體系的結(jié)構(gòu)和功能的相對獨(dú)立和穩(wěn)定;另一方面與外界環(huán)境其他事物(物種)競爭的過程中保持物質(zhì)、能量與信息交換的動(dòng)態(tài)平衡(均衡)。當(dāng)吸收物質(zhì)、能量和信息時(shí)(合成反應(yīng))負(fù)熵增加，就意味著生物系統(tǒng)向有序化方向發(fā)展，表現(xiàn)為進(jìn)化;反之當(dāng)系統(tǒng)釋放物質(zhì)、能量和信息時(shí)(分解反應(yīng))負(fù)熵減少，則意味著生物系統(tǒng)向無序化方向發(fā)展，表現(xiàn)為退化;從而實(shí)現(xiàn)生物系統(tǒng)的演化過程，當(dāng)進(jìn)化與退化過程達(dá)到一定均衡點(diǎn)時(shí)，就意味著新生物物種的誕生”。所以，生物的系統(tǒng)目的性原理決定生物的演化方向和目標(biāo)，決定著新物種的形成與演化過程。也這是說，生物要想實(shí)現(xiàn)演化的目的，就必須通過正負(fù)反饋，一方面保持自身體系的相對獨(dú)立與穩(wěn)定，另一方面與外界生物物種(生物基因組)競爭的過程中進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息(基因)交換并保持動(dòng)態(tài)平衡(均衡)。因此，我們把生物物種的演化看成是其生物系統(tǒng)目的性實(shí)現(xiàn)的過程。而這一切又取決于生物基因組的變化，所以生物演化的核心內(nèi)容是生物基因組的演化，它決定了生物新物種形成，這是本質(zhì)的方面。系統(tǒng)目的性原理解釋了生物系統(tǒng)演化的目標(biāo)和趨向，回答了生物系統(tǒng)演化(進(jìn)化和退化)的原因和動(dòng)因。也是我們提出生物演化的自然均衡選擇學(xué)說的理論依據(jù)(圖 2 所示)。
生物演化的實(shí)質(zhì)就是生物基因組的演化
生物基因組的形成
在孟德爾之前，人們曾認(rèn)為遺傳是一個(gè)混合過程，但是孟德爾證實(shí)存在一種不可分割和獨(dú)立的遺傳單位，后來人們證實(shí)這種遺傳單位就是存在于染色體的基因上一段 DNA 序列。孟德爾在基因水平上揭示了有性生殖的遺傳過程，雖然他那時(shí)并不知道基因的真實(shí)存在形式。現(xiàn)代遺傳學(xué)家認(rèn)為，基因是 DNA 分子上具有遺傳效應(yīng)的特定核苷酸序列的總稱，是具有遺傳效應(yīng)的 DNA 分子片段。基因位于染色體上，并在染色體上呈線性排列。基因不僅可以通過復(fù)制把遺傳信息傳遞給下一代，還可以使遺傳信息得到表達(dá)。不同人種之間頭發(fā)、膚色、眼睛、鼻子等不同，是基因差異所致。基因是生命遺傳的基本單位，而基因組是包括全部生物的生命遺傳信息。人類基因組序列圖譜首次在分子層面上為人類提供了一份了解生命本質(zhì)及其規(guī)律的“說明書”，不僅奠定了人類認(rèn)識(shí)自我的基石，推動(dòng)了生命與醫(yī)學(xué)科學(xué)的革命性進(jìn)展，而且為全人類的健康帶來了福音。生物基因組就好比一本本“生命之書”，記錄了每種生物物種的全部生命遺傳信息。
生物基因組基因序列的縱橫雙向性
生物基因組圖譜在自然情況下是如何繪制的?從縱向看，生物基因組是從生物界逐步演化而來，是生物演化的產(chǎn)物;但從橫向看，生物基因組則是親代遺傳基因即親代配子染色體雜交的產(chǎn)物。這一縱一橫繪成了我們今天生物基因組圖譜。縱向遺傳基因信息主要存儲(chǔ)在非編碼區(qū);橫向遺傳基因信息主要存儲(chǔ)在編碼區(qū)。所以，我們認(rèn)為生物遺傳信息主要來源于兩個(gè)方面的遺傳：一方面，生物遺傳信息來自生物界的長期進(jìn)化，是從整個(gè)生物界繼承而來;另一方面，生物遺傳信息又來自于親代染色體的雜交。因此，生物基因組圖譜中應(yīng)該包含兩方面的生命遺傳信息，即一方面是縱向的種系進(jìn)化信息即縱向生命遺傳信息(一般共同信息，即種系遺傳信息);另一方面是橫向的父母遺傳信息即橫向生命遺傳信息(特殊差異信息，即個(gè)體遺傳信息)。不管是縱向生命遺傳信息，還是橫向生命遺傳信息，在遺傳基因的結(jié)構(gòu)序列上和存儲(chǔ)數(shù)量上均發(fā)生了一定質(zhì)與量的變異。這點(diǎn)是非常至關(guān)重要的，正是因?yàn)樽儺惉F(xiàn)象的出現(xiàn)使得生物體可以不斷地去適應(yīng)更為復(fù)雜的外界環(huán)境，同時(shí)也使生物與生物之間，生物個(gè)體與個(gè)體之間產(chǎn)生生物性狀的差異。正是這種差異導(dǎo)致豐富多彩的生物世界的形成。生物從低級(jí)到高級(jí)，從簡單到復(fù)雜，由于其生物基因組所包含的上述兩類信息的質(zhì)與量的不一樣而分布于不同的演化與發(fā)育層次之中并表現(xiàn)出不同的分布狀態(tài)。這就是我們對生物基因組內(nèi)縱向生命遺傳信息和橫向生命遺傳信息的存儲(chǔ)與重組、復(fù)制與表達(dá)過程所具有的生物演化和生物發(fā)生學(xué)意義的理解。
生物演化的自然均衡選擇規(guī)律
我們認(rèn)為，每一種生物的進(jìn)化率不隨時(shí)間的變化而改變，也就是一種生物有一種生物進(jìn)化率。物種一旦形成，其基因組進(jìn)化率是不變的。這種進(jìn)化率決定了生物基因組基因結(jié)構(gòu)和功能的形成。這種比率是不變的，這就是決定生物物種特征的數(shù)值。生物物種在形成的過程中，由于為了達(dá)到適應(yīng)、生存和發(fā)展的目的，為了適應(yīng)環(huán)境的需要，就會(huì)不斷地在基因水平上進(jìn)行調(diào)整，形成一般共同基因(非編碼基因、縱向基因、種系基因)和特殊差異基因(編碼基因、橫向基因、個(gè)體基因)組合體。生物正是在這兩種基因的基礎(chǔ)上進(jìn)行雜交、重組，最后達(dá)到一定的相對交叉均衡狀態(tài)，形成一種生物的基因組。然后又不斷地由均衡狀態(tài)走向非均衡狀態(tài)，再由非均衡狀態(tài)走向均衡狀態(tài)，完成一次又一次突變過程，進(jìn)行生物遺傳基因的自然均衡選擇，最后形成多種多樣的生物物種。生物物種在演化過程中要進(jìn)行選擇，如何進(jìn)行選擇?并遵循什么規(guī)律?下面我們就來討論一下生物演化的自然均衡選擇規(guī)律。
根據(jù)生物系統(tǒng)目的性原理，生物要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目的(適應(yīng)、生存和發(fā)展)就必須通過反饋(正負(fù)反饋)調(diào)節(jié)，一方面保持自身體系的相對獨(dú)立和穩(wěn)定，另一方面與外界保持動(dòng)態(tài)平衡。環(huán)境因素是驅(qū)使生物演化的外在動(dòng)力因素，外界環(huán)境中生物競爭必然要進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息(基因)的交換和爭奪，生物競爭就是一場生物基因的爭奪戰(zhàn)。因此，生物演化主要取決于生物基因競爭，而生物基因競爭的強(qiáng)度又取決于生物競爭力的大小。因此生物競爭力在生物演化的過程中發(fā)揮著決定性的重要作用。生物演化過程與生物競爭力直接相關(guān)。生物競爭力越大的生物，其表現(xiàn)生物進(jìn)化的概率越大，生物競爭力越小的生物，其表現(xiàn)生物進(jìn)化概率越小;反之亦然。也可以這樣說，生物競爭力與生物進(jìn)化率曲線成正相關(guān)，與生物退化率曲線成負(fù)相關(guān)。生物演化過程伴隨著生物競爭，這與市場競爭類似，都是優(yōu)勝劣汰。市場競爭是把有價(jià)值的商品被保留下來，沒有價(jià)值的商品淘汰掉。生物競爭也一樣，生物優(yōu)良品種會(huì)被保留下來，次級(jí)品種也就自然被淘汰。生物就是在這兩種不同的力量作用下，存儲(chǔ)和釋放這兩類基因(縱向基因和橫向基因)到非編碼基因區(qū)和編碼基因區(qū)。在非編碼基因區(qū)主要存儲(chǔ)縱向遺傳基因(種系一般共同遺傳基因)，在編碼基因區(qū)主要存儲(chǔ)橫向遺傳基因(個(gè)體特殊差異遺傳基因)。然后進(jìn)行不斷結(jié)構(gòu)和功能的調(diào)整并完成生物基因組架構(gòu)的組建，最終達(dá)到均衡狀態(tài)，從而形成不同類型的生物基因組，最后導(dǎo)致新生物物種的誕生。生物就是在這種兩種力量的作用下實(shí)現(xiàn)對遺傳基因的均衡選擇，從而導(dǎo)致生物不斷演化(圖 3 所示)。
評(píng)價(jià)生物競爭力的兩大重要指標(biāo)體系
生物競爭的生物遺傳基因供給曲線定理
生物在競爭的過程中，我們可以通過生物基因供給曲線對生物競爭的強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估。如果生物供給曲線變化率增大，就說明其競爭力增大，反之則變小。生物競爭力(P)與生物遺傳基因供給變化率曲線成正比。生物基因供給曲線對生物競爭力的影響是通過變化率實(shí)現(xiàn)的。所謂生物基因供給變化率是指生物在競爭過程中在某個(gè)時(shí)期生物基因供給的變化速率。生物基因供給變化率曲線在某種意義上講代表了生物競爭力，也反映了生物競爭力的大小。因此，生物基因供給變化率的確定對評(píng)價(jià)生物競爭程度無疑是一個(gè)非常重要的生物計(jì)量學(xué)指標(biāo)。生物競爭力(P)與生物基因供給曲線具有非常重要的相關(guān)關(guān)系。這種關(guān)系表現(xiàn)為生物基因供給變化率越大，其生物競爭力越大，生物基因供給變化率越小，其生物競爭力越小;生物競爭力與生物基因供給曲線變化表現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系。生物競爭力與生物基因供給變化率之間表現(xiàn)出來的這種普遍規(guī)律，我們稱之為生物競爭的基因供給曲線定理(圖 4 所示)。
以縱軸0P 表示生物競爭力，橫軸0Q 表示生物遺傳基因數(shù)量，生物基因供給曲線 SS 就是按照不同生物競爭力下相對應(yīng)的生物基因數(shù)量而描繪出來的曲線。曲線上的各點(diǎn)都表示在不同生物競爭力下的生物基因數(shù)量變化率。例如生物基因供給曲線上的 E 點(diǎn)就表示，當(dāng)生物競爭力為 Pe 時(shí)，生物基因數(shù)量為 Qe。
生物競爭的生物遺傳基因需求曲線定理
要了解生物競爭力還可以從生物基因需求變化率曲線上來考慮。通過對生物競爭的生物基因需求曲線分析，就可以了解生物基因需求曲線變化率與生物競爭力之間的關(guān)系。如果生物競爭力越大，就說明生物基因需求變化率越小，如果生物競爭力越小，就說明生物基因需求變化率越大。生物基因需求曲線對生物競爭力的影響是通過需求變化率實(shí)現(xiàn)的。所謂生物基因需求變化率是指生物在競爭過程中某個(gè)時(shí)期基因需求的變化速率。生物基因需求變化率在某種意義上講代表了生物競爭力，也反映了生物競爭力的大小。因此，其無疑也是確定生物競爭力的另一個(gè)非常重要的生物計(jì)量學(xué)指標(biāo)。生物競爭力與生物基因需求曲線變化具有一定的相關(guān)性，這種相關(guān)性表現(xiàn)為生物基因需求變化率越大，其生物競爭力越小，其生物基因需求變化率越低，其生物競爭力越大。生物競爭力與生物基因需求變化率曲線之間表現(xiàn)出負(fù)相關(guān)性。生物競爭力與生物基因需求變化率之間表現(xiàn)出來的這種普遍規(guī)律，我們稱之為生物競爭的基因需求變化率定理(圖 5 所示)。
縱軸0P 表示生物競爭力，橫軸0Q 表示生物基因數(shù)量。生物基因需求變化率曲線 DD 就是根據(jù)在各種生物競爭力下相應(yīng)的生物基因數(shù)而描繪出來的曲線。曲線上的各點(diǎn)表示在各種生物競爭力上的生物基因的數(shù)量。例如，生物基因變化率曲線上的 E 點(diǎn)就表示，當(dāng)生物競爭力為 Pe 時(shí)，生物基因的數(shù)量為 Qe。
總之，生物演化取決于生物競爭，有競爭優(yōu)勢的生物被保存下來，沒有競爭優(yōu)勢的生物自然被淘汰。有沒有競爭優(yōu)勢主要取決于生物獲得優(yōu)勢基因的能力和有沒有整合優(yōu)勢基因的能力。也就是將縱向遺傳基因信息和橫向遺傳基因信息整合到生物物種基因組中，形成非編碼基因和編碼基因，導(dǎo)致生物基因組結(jié)構(gòu)突變并進(jìn)一步進(jìn)行功能調(diào)整，從而達(dá)到適應(yīng)環(huán)境選擇的目的。生物競爭力表示生物所具有生物競爭力量。它與生物基因供給變化率成正比;與生物基因需求變化率成反比。
生物競爭力均衡定律
生物競爭力均衡的定義
生物競爭力均衡是生物基因供給變化率與生物基因需求變化率之間相一致時(shí)的生物競爭力。
生物競爭力均衡的形成生物競爭力均衡是生物遺傳基因供給曲線和生物遺傳基因需求曲線的相互作用而導(dǎo)致生物競爭力本身的波動(dòng)而形成。這可以從以下兩方面來理解。
一方面，生物競爭力過高的情形。如果生物競爭力過高，其生物遺傳基因供給就會(huì)增加，而其生物遺傳基因需求則會(huì)減少。生物基因供給數(shù)量就會(huì)大于基因需求數(shù)量。出現(xiàn)供給大于需求。這樣生物競爭力就會(huì)越來越增強(qiáng)。隨著供給不斷地大于需求，生物競爭力也就越來越大;隨著供給基因的增加，供過于求時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)折從而導(dǎo)致生物競爭力下降，生物競爭力一旦下降，就必然導(dǎo)致需求基因的增加。隨之生物需求基因數(shù)量的不斷增加，這樣就必然導(dǎo)致生物競爭力下降，最后降至一個(gè)新的均衡狀態(tài)。就像市場商品價(jià)格變化過程一樣，由于供給增加，供過于求時(shí)，導(dǎo)致市場商品價(jià)格下跌，需求就會(huì)上升，必然引發(fā)商品價(jià)格上漲。需求上升到一定程度時(shí)，求大于供時(shí)，價(jià)格就會(huì)下降，從而促使價(jià)格達(dá)到一個(gè)均衡狀態(tài)。
另一方面，生物競爭力過低的情形。當(dāng)生物競爭力過低時(shí)，其生物遺傳基因需求就會(huì)增加，而其生物遺傳基因供給則會(huì)減少。生物基因供給數(shù)量就會(huì)小于生物基因需求數(shù)量，出現(xiàn)需求大于供給。隨著需求不斷地大于供給，供給生物基因數(shù)量將會(huì)增加，隨之供給就會(huì)不斷上升，這樣就必然導(dǎo)致該生物競爭力上升，最后升至一個(gè)新的均衡狀態(tài)。就像市場商品價(jià)格變化過程一樣，由于需求增加，導(dǎo)致市場商品價(jià)格上漲;求大于供時(shí)，供給就會(huì)上升，當(dāng)供給上升到一定程度時(shí)，必然引發(fā)商品價(jià)格下跌，從而促使價(jià)格達(dá)到一個(gè)均衡狀態(tài)。
從以上兩種情況的分析，無論是生物競爭力過高的情況，還是生物競爭力過低的情況，都有動(dòng)力導(dǎo)致生物競爭力趨向新的均衡。因此，生物競爭均衡的形成是具有其內(nèi)在必然規(guī)律的，這種內(nèi)在必然規(guī)律我們稱之為生物競爭力均衡選擇演化規(guī)律。
縱軸0P 表示生物競爭力的大小，橫軸0Q 表示生物遺傳基因數(shù)的多少。DD’和 SS’分別是生物遺傳基因需求曲線(DD’)和生物遺傳基因供給曲線(SS’)(圖 7 所示)。
第一種情形是：“當(dāng)生物競爭力為 P1 時(shí)，生物系統(tǒng)供給生物遺傳基因數(shù)為 Q1，生物系統(tǒng)的需求生物遺傳基因數(shù)為 Q2，形成供給大于需求，即 0Q1>0Q2”。因此，從均衡理論上講，這必然導(dǎo)致生物競爭力下降的壓力增大。(如由 P1 下降到 Pe)促使供給生物遺傳基因數(shù)量和需求生物遺傳基因數(shù)量趨向均衡，以及其生物競爭力趨向均衡點(diǎn) E。形成均衡生物競爭力 Pe 和均衡生物遺傳基因數(shù)量 Qe。
第二種情形是：“當(dāng)生物競爭力為 P2 時(shí)，生物系統(tǒng)需求生物遺傳基因數(shù)為 Q3，生物系統(tǒng)的供給生物遺傳基因數(shù)為 Q4，形成需求大于供給，即 0Q3>0Q4”。因此，從均衡理論上講，這必然導(dǎo)致生物競爭力上升的壓力增大。(如由 P2 上升到 Pe)促使供給生物遺傳基因數(shù)量和需求生物遺傳基因數(shù)量趨向均衡，以及其生物競爭力趨向均衡點(diǎn) E。形成均衡生物競爭力 Pe 和均衡生物遺傳基因數(shù)量 Qe。
根據(jù)以上生物競爭力的均衡曲線我們可以看出以下幾種情況：
第一，從競爭力均衡曲線上我們可以看到，E 點(diǎn)以上部位的生物基因數(shù)量Q，由于其需求率越小、供給率就越大(供給大于需求)，因此，其生物競爭力越強(qiáng)，生物價(jià)值就大，就越有機(jī)會(huì)被保留下來，這樣就會(huì)導(dǎo)致生物不斷進(jìn)化。而在E 點(diǎn)以下部位的生物基因數(shù)量Q，由于其需求率越大、供給率就越小(需求大于供給)，因此，其生物競爭力越弱，生物價(jià)值就小，就越有機(jī)會(huì)被淘汰，這樣就會(huì)導(dǎo)致生物不斷退化。
第二，當(dāng)生物基因供給為零時(shí)，其需求曲線即反映出其生物競爭力大小程度;當(dāng)生物基因需求為零時(shí)，其生物基因供給曲線即反映出其生物競爭力大小程度。
第三，當(dāng)生物基因需求曲線和供給曲線都為零時(shí)，表明此生物競爭力為零。
第四，衡量生物競爭力的大小既取決于其生物基因供給曲線變化，也取決于生物基因需求曲線的變化。供給曲線和需求曲線可以看成是生物競爭力形成的非常重要的兩種基本力量。它們的相互作用決定了生物競爭力的大小。因此，生物競爭力不僅自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制著生物物種的進(jìn)化和退化方向，同時(shí)也促進(jìn)著生物基因資源的不斷優(yōu)化配置。
總之，生物競爭力均衡的形成具有其本身的內(nèi)在動(dòng)力機(jī)制。這種內(nèi)在動(dòng)力機(jī)制是生物競爭本身演化規(guī)律的反映，也是外界對生物演化過程作用的結(jié)果。生物競爭均衡現(xiàn)象的發(fā)生與發(fā)展無時(shí)不反映出生物演化的競爭是生物物種內(nèi)外因素作用的結(jié)果。生物競爭力均衡演化規(guī)律在生物演化過程中起著關(guān)鍵的控制和調(diào)節(jié)作用。根據(jù)生物基因需求曲線和生物基因供給曲線相互作用關(guān)系，我們發(fā)現(xiàn)生物競爭力的大小程度與其生物基因需求曲線和生物基因供給曲線具有確定性的相關(guān)性。這種相關(guān)性表現(xiàn)在生物基因需求越大，其生物競爭力就越小;生物基因需求越小，其生物競爭力越大。生物基因供給越小，生物競爭力越小;生物基因供給越大，其生物競爭力越大。生物競爭力與供給變化率曲線成正比，與需求變化率曲線成反比。需求曲線和供給曲線之間也同樣存在確定性的交叉聯(lián)系現(xiàn)象，并在彼此之間的交叉點(diǎn)上形成一種均衡，我們把這種均衡稱之為生物競爭力的均衡。并將這一均衡規(guī)律稱之為生物競爭力均衡定律。——論文作者：沈 律
本文來源于：《中國科技信息》雜志1989年10月于北京創(chuàng)刊，是由中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主管，中國科技新聞學(xué)會(huì)主辦的一家國家級(jí)科技綜合類半月刊。致力于科技產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)。院所改革、成果轉(zhuǎn)化、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、科技創(chuàng)新、風(fēng)險(xiǎn)投資、信息技術(shù)、智慧城市、新材料、新能源、生物工程等已成為《中國科技信息》在不同時(shí)期報(bào)道的中心，確定了在科技類刊物的權(quán)威性。
