隔離到底是不是物種形成的必要條件

摘要：筆者就人教版高中教材《生物·必修2·遺傳與進(jìn)化》中“隔離是物種形成的必要條件”這一觀點(diǎn)進(jìn)行了充分的討論與分析，并且提出了自己認(rèn)同的理由。

關(guān)鍵詞：隔離；物種；必要條件

中圖分類號(hào)：G427 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2014）06-084-1

《中學(xué)生物教學(xué)》2013年第四期（上半月）P43P44發(fā)表了江蘇省宿豫中學(xué)龐四喜老師的文章“隔離并不是物種形成的必要條件”。龐老師借用數(shù)學(xué)上的邏輯用語，結(jié)合物種的概念、形成方式等進(jìn)行綜合分析，最后得出結(jié)論，并給出修改意見“生殖隔離是形成新物種的充要條件，或直接把這句話刪去”。

拜讀了龐老師的文章后，筆者不禁產(chǎn)生了疑問和矛盾：“教材所述的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論中的觀點(diǎn)真的錯(cuò)了嗎？龐老師借用數(shù)學(xué)上的邏輯用語分析得出的新觀點(diǎn)真的正確嗎？隔離到底是不是物種形成的必要條件呢？”為此，筆者又反復(fù)研讀了教材內(nèi)容和龐老師的文章，并就此問題請教了多位數(shù)學(xué)老師，經(jīng)過討論、綜合分析后一致認(rèn)同教材中的觀點(diǎn)，即“隔離是物種形成的必要條件”。

一、教材的觀點(diǎn)及理由

位于南美洲大陸附近的太平洋中的加拉帕戈群島由13個(gè)主要島嶼組成，上面分別生活著13種不同的地雀，而在遼闊的南美洲大陸上卻看不到這13種地雀的蹤影。由于這些島嶼是500萬年前由海底火山噴發(fā)后形成的，比南美洲大陸的形成晚得多。因此，可以推測這些地雀的共同祖先來自南美洲大陸。祖先們本來屬于同一個(gè)物種，遷到各個(gè)島嶼上形成不同的種群后被海洋隔開，即產(chǎn)生了地理隔離。由于不同的種群發(fā)生不同的突變和基因重組，不同的島嶼環(huán)境發(fā)生不同的自然選擇，導(dǎo)致不同種群的基因頻率發(fā)生不同的變化，久而久之，不同種群的基因庫就會(huì)形成明顯的差異，并逐步出現(xiàn)了生殖隔離。生殖隔離一旦形成，原來屬于一個(gè)物種的地雀就形成了不同的物種。由此可見，隔離是物種形成的必要條件。

二、龐老師的觀點(diǎn)及理由

數(shù)學(xué)上的邏輯用語是“由命題p經(jīng)過推理可以得出命題q，則稱p是q的充分條件，同時(shí)稱q是p的必要條件；如果由命題p經(jīng)過推理可以得出命題q，由命題q經(jīng)過推理也能得出p，則稱p是q的充分必要條件……”。根據(jù)以上內(nèi)容可知：假設(shè)“隔離是物種形成的必要條件”正確，在這里q就代表隔離，p就代表物種形成，即由物種形成經(jīng)過推理可以得出隔離，即物種形成一定要經(jīng)過隔離。果真如此嗎？這里的隔離指的是地理隔離？還是生殖隔離？如果指的是地理隔離，顯然不合適，因?yàn)槲锓N形成不一定要經(jīng)過地理隔離。如果是生殖隔離就更不合適了，要產(chǎn)生新物種，一定要有生殖隔離，即由物種形成經(jīng)過推理可以得出生殖隔離；而生殖隔離的產(chǎn)生，標(biāo)志著新物種的形成，即由生殖隔離經(jīng)過推理可以得出物種形成，這就表明：生殖隔離是形成新物種的充要條件。由以上分析可知，教材中“隔離是物種形成的必要條件”這句話是錯(cuò)誤的。

三、筆者的觀點(diǎn)及理由

筆者請教了多位數(shù)學(xué)老師，數(shù)學(xué)老師一致認(rèn)為，龐老師引用的邏輯用語是沒有錯(cuò)的。但“龐老師的隔離指的是地理隔離？還是生殖隔離？如果指的是地理隔離，顯然不合適，如果是生殖隔離就更不合適了”。筆者和我的同事們不能認(rèn)同，特別不能認(rèn)同他根據(jù)“物種形成不一定要經(jīng)過地理隔離，要產(chǎn)生新物種，一定要有生殖隔離，而生殖隔離的產(chǎn)生，標(biāo)志著新物種的形成，即由生殖隔離經(jīng)過推理可以得出物種形成，這就表明：“生殖隔離是形成新物種的充要條件”，得出新觀點(diǎn)“隔離并不是物種形成的必要條件”。我們認(rèn)為，隔離是物種形成的必要條件。即由屬于同一物種的兩個(gè)不同種群形成了兩個(gè)不同的新物種，可以推出這兩個(gè)種群的個(gè)體之間必然經(jīng)過并存在隔離。這里的隔離一定有生殖隔離，地理隔離可能存在也可能不存在。由于地理隔離和生殖隔離都屬于隔離范疇，因此從邏輯上和集合上講，這種推理是正確的。但由兩個(gè)不同的種群經(jīng)過并存在隔離并不能推出這兩個(gè)不同的種群必然屬于不同的物種，因?yàn)檫@種隔離不一定是生殖隔離。因此，運(yùn)用邏輯用語可以清楚地看出，物種的形成是隔離的充分不必要條件，隔離是物種形成的必要條件。這是經(jīng)過理論和實(shí)踐證明的、得到公認(rèn)的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論中的重要內(nèi)容和觀點(diǎn)。

那么，龐老師為什么會(huì)得出完全不同的觀點(diǎn)呢？他的問題出在哪里呢？其實(shí)龐老師引用的邏輯用語是正確的，但沒有完全理解充分條件、必要條件、充分不必要條件、必要不充分條件、充分必要條件、不充分不必要條件的實(shí)質(zhì)和區(qū)別。龐老師為了論證他的觀點(diǎn)，認(rèn)為“物種形成經(jīng)過推理可以得出隔離中的隔離，地理隔離不合適，因?yàn)槲锓N形成不一定要經(jīng)過地理隔離。生殖隔離更不合適，因?yàn)橐a(chǎn)生新物種，一定要有生殖隔離”。其實(shí)不難看出，從邏輯學(xué)的角度看，這里的隔離是地理隔離還是生殖隔離并不重要，只要是隔離就行了。如果這種隔離包括地理隔離，而地理隔離的存在不一定形成新物種，這就說明物種的形成是隔離的充分不必要條件，這一點(diǎn)龐老師沒有理解。

但是，龐老師不畏權(quán)威，善于在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、不斷探究、驗(yàn)證假設(shè)、得出結(jié)論的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神值得我們每個(gè)教育工作者學(xué)習(xí)。正如龐老師所說，我們每個(gè)教師都應(yīng)該成為教育教學(xué)的研究者，在使用教材時(shí)，既要尊重教材的引領(lǐng)地位，又不應(yīng)對它頂禮膜拜。教師不但是教材的使用者，更應(yīng)是教材的補(bǔ)充和修訂者。