《进化生物学精选文档.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《进化生物学精选文档.ppt（18页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、进化生物学本讲稿第一页，共十八页达尔文在贝格尔号舰艇的航行中遇到种种分类问题之后、在集中全力花了8年时间撰写有关藤壶的分类学著作之后写出物种起源一书，决不是巧合。进化生物学主要是生物系统学做出的贡献。分类学是生物系统学这门学科的主干和基础。大多数哲学家的方法和认识论错误在于，认为生物的分类与非生物的分类原则上基本类似。迈尔 本讲稿第二页，共十八页分类学中的基础概念 分类学Taxonomy：分类、鉴定、命名；：系统发育 分类Classification 利用大量性状将类群不断集合成群 实用目的：信息贮存和检索系统的索引作用 理想境界：建立符合自然历史中血统联系的分类系统 鉴定Identifica
2、tion 据已有分类研究成果进行区分识别 命名Nomenclature:分类学研究中为给予生物有机体名称而建立和/或使用法规的行为 分类单元Taxon：任何一个分类级别的生物群 阶元Category：阶层系统分类中的级别 本讲稿第三页，共十八页双名法在酶命名中的延伸 Taq 古菌Thermus aquaticus 美国黄石国家公园的温泉 EcoR I Escherichia coli 本讲稿第四页，共十八页阶元 植物 藻类 真菌 动物 门 -phyta-phyta-mycota 亚门-phytina-phytina-mycotina 纲 -opsida-phyceae-mycetes 亚纲-i
3、dea -phycidae-mycetidae 目 -ales -ales -ales 亚目-ineae-ineae-ineae 超/总科-acea -acea -acea -oidea 科 -aceae-aceae-aceae-idae 亚科-oideae-oideae-oideae-inae 族 -eae -eae -eae -ini 亚族-inae -inae -inae -ina 本讲稿第五页，共十八页分支分类、进化分类与数值分类 大量性状足够的信息合理的分类 分支分类：相似 similarity：一个似是而非的原则 同源 homology：根本原则 进化分类：代表人物：Ernst M
4、ayr 主要观点：高级阶元的分类中不应单纯考虑分支进化，而应该将垂直进化的程度放在第一位 数值分类：局限性：性状量化基于相似性定义的亲缘关系量化 优点：强调所选性状应足够多、代表性应足够全面 本讲稿第六页，共十八页分支分析的基本步骤 从达尔文到亨尼希：共同祖先思想不断强化 一般过程：选定单系群monophyletic group作为目标类群 选定目标类群中的足够多的代表类群作为内群ingroup 目标类群的姊妹群sister group作为第一外群outgroup 选择性状character,分析性状的状态state,进行编码 建立加权体系 软件PAUP计算得出最简约pasimonious树、
5、合意树 本讲稿第七页，共十八页分支分析中的分类群概念 单系群 vs.并系群 单系群：一个包含某共同祖先的所有现生后裔成员的分类单元 并系群paraphyletic group 姊妹群 位于同一进化线系二分支上的两个类群互称 内群和外群 内群：被确认为是单系群或包含单系群的目标类群 外群：含姊妹群在内的亲缘关系渐远的类群 本讲稿第八页，共十八页性状/特征 识别生物和进行谱系分析的单位 存在于形态和分子等不同层次 形态特征 现生vs.化石、光镜vs.电镜、成体vs.幼体 同功性状：没有指示谱系关系的意义 共有祖征：来自较远共同祖先，无指示谱系的价值 共有衍征synapomorphy：来自最近的共同
6、祖先 自有衍征autopomorphy：只出现在某一个分类单元 本讲稿第九页，共十八页性状状态 character state 每项性状可以有两个或多个可能的状态有性生殖方式：卵生、胎生 羊膜类皮肤附属物：毛、羽、鳞 性状状态的间断与连续 间断状态discrete states 连续状态continuous states：间断化 性状状态极化polarization 状态编码 加成性additive 非加成性non-additive 本讲稿第十页，共十八页性状加权、性状评价 加权的合理性？基本合理，认为加权不合理的观点其实内在地认为1：1：1：的加权是合理的 性状评价 一致性指数consist
7、ency index,ci 与分支图拓扑结构一致的性状演变系列：ci=1 需要性状非同源进化解释的性状演变系列：ci1 连续加权 ci值高的性状接受高的权值 重新建树、计算ci值 直到两次重复间的分支图拓扑结构无变化为止 本讲稿第十一页，共十八页分支树早期手动建树：Hennig论证与包含/排除规则 分别按照每一个性状演变系列中的共有衍征确定单独的分支图，然后判别这些分支图之间的一致性 缺点：回避了不同性状信息可能互相矛盾的事实，在数据矩阵中包含了许多非同源现象时难以执行 简约原则重复进化的可能性小是普遍的客观实际情况 树的搜索精确/全局方法：exact/global method 贪婪/局部方
8、法：greedy/local method 本讲稿第十二页，共十八页合意树 严格合意 strict consensus 多数合意 majority rule consensus 靴带(自展)法bootstrap-付出一点努力引导自己 本讲稿第十三页，共十八页靴带法 Bootstrap对矩阵中的性状随机取样建成新的矩阵，直到新的矩阵具有与原先矩阵相同的规模为止 结果：一些原有性状不再出现在新的矩阵中，而有些性状可能被取用了2次、3次甚至更多 相当于一次重新加权（丢失性状可看作加权为零）重复至少1000次，n个矩阵各自最简约树的合意 缺点：假阴性的可能 本讲稿第十四页，共十八页一个分支从亚简约分支
9、图的严格合意树中消失所需的步长之和 将所有比最简约分支图长一步的亚简约分支图进行严格合意，重复这一过程直到所关注的分支在严格合意树中不再存在 Bremer support index的其它同义名称branch support Bremers support index clade stability decay index length difference 本讲稿第十五页，共十八页分支分类中的若干问题 单起源vs.多起源 二分支vs.多分支 二分支：对称、不对称 多分支：生存空间与生态位大量空闲情况下（绝灭后或新领地）的适应辐射 前进进化anagenesis与分支进化cladogenesis
10、 分支图cladogram与系统发育图phylogram 本讲稿第十六页，共十八页分类学与分类 分支分类、进化分类与数值分类学派简介 分支分析简介 超级树树的叠加 根据系统发育关系建立自然分类的方法 种系命名法规 生命树、完全树 实验进化 本讲稿第十七页，共十八页根据系统发育建立自然分类 Wiley等人提出的三个规则 只有单系类群被正式分类 所有分类与系统发育假设在逻辑上一致 不管使用任何约定，每一个分类必须能表达分类单元之间的姊妹群关系 若干约定 顺序/排列约定：在一个包含一些单系群的不对称系统发育树上，形成不对称部分的分类单元可以被赋予相同阶元级别，并以它们的分支顺序进行排列 并系类群加双引号 化石类群前面标记剑号 本讲稿第十八页，共十八页