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突变和基因重组产生进化的原材料

从达尔文的自然选择学说可以看出，生物在繁衍后代的过程中，会产生各种各样可遗传的变异，这些可遗传的变异是生物进化的原材料。现代遗传学的研究表明，可遗传的变异主要来自突变(广义的突变包括基因突变和染色体变异)和基因重组。

我们知道，自然界中生物的自发突变频率很低，而且一般对生物体是有害的，那么，它为什么还能够产生生物进化的原材料呢？这是因为虽然对于每一个基因来说，突变率是很低的，但是种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞中都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。例如，果蝇约有10^4对基因，假定每个基因的突变率都是10^(-5)，对于一个中等数量的果蝇种群(约有10^8个个体)来说，每一代出现的基因突变数将是：2×10^4×10^(-5)×10^8=2×10^7(个)。

此外，突变的有害和有利并不是绝对的，这取决于生物的生存环境。

某海岛上有翅与无翅昆虫

某海岛上有翅与无翅昆虫

例如，有翅的昆虫中有时会出现残翅和无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去。但是在经常刮大风的海岛上，昆虫的这种突变性状反而是有利的，这是因为这类昆虫不能飞行，就避免被风吹到海里淹死(如图)。

在突变过程中产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群出现大量的可遗传变异。由于这些变异的产生是不定向的，因此，突变和基因重组只是产生了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。