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1、生物的起源与进化物种与物种形成现在学习的是第1页，共52页一一、物种的概念物种的概念(P231)物种物种(species)是生物存在的基本方式，是生物存在的基本方式，任何生物在分类学上都属于一定的物种。任何生物在分类学上都属于一定的物种。生物进化也是物种不断演化的过程，是生物进化也是物种不断演化的过程，是从旧种不断产生新种的过程。从旧种不断产生新种的过程。现在学习的是第2页，共52页作为分类群的物种作为分类群的物种 物种是具有一定形态和生理特征、分布物种是具有一定形态和生理特征、分布在一定区域内的生物类群，是生物分类在一定区域内的生物类群，是生物分类的基本单位，也是生物繁殖和进化的基的基本单位
2、，也是生物繁殖和进化的基本单位。本单位。现在学习的是第3页，共52页生物学的物种概念生物学的物种概念 能够在自然状态下相互交配，并且产生可育后代的一能够在自然状态下相互交配，并且产生可育后代的一群生物称为一个物种群生物称为一个物种(species)。l判断不同的变种或居群间差异是否成为不同判断不同的变种或居群间差异是否成为不同物种，也即物种，也即界定物种的主要标准是界定物种的主要标准是：是否存：是否存在生殖隔离、能否进行相互杂交。在生殖隔离、能否进行相互杂交。l同种的个体间可以交配产生后代，进行基因同种的个体间可以交配产生后代，进行基因交流从而消除群体间的遗传结构差异；交流从而消除群体间的遗传
3、结构差异；l不同物种的个体则不能交配或交配后不能产不同物种的个体则不能交配或交配后不能产生有生殖力的后代，因此不能进行基因交流。生有生殖力的后代，因此不能进行基因交流。现在学习的是第4页，共52页物种的标准物种的标准(P234)1.形态学标准形态学标准物种就是形态上一致的生物个体的集合。物种就是形态上一致的生物个体的集合。主要根据生物的形态特征的差异为标准。主要根据生物的形态特征的差异为标准。不同物种（指同一属的不同物种）之间不同物种（指同一属的不同物种）之间有着明显的形态差异，而这些形态特征有着明显的形态差异，而这些形态特征应该是指同一物种普遍具有的，而不是应该是指同一物种普遍具有的，而不是
4、少数个体所具有的。少数个体所具有的。现在学习的是第5页，共52页2.遗传学标准遗传学标准 主要以能否交配为标准。主要以能否交配为标准。凡属于同一物种的个体，凡属于同一物种的个体，个体之间一般能自由交配，个体之间一般能自由交配，并能正常地生育后代。而并能正常地生育后代。而不同物种的个体，个体之不同物种的个体，个体之间一般不能杂交，即使能间一般不能杂交，即使能杂交后代也是不育的。杂交后代也是不育的。现在学习的是第6页，共52页3.生态学标准生态学标准 物种是在自然界中物种是在自然界中占有独特的生态位占有独特的生态位，并且与其它种群在生殖上隔离的自然繁殖并且与其它种群在生殖上隔离的自然繁殖群体。群体
5、。主要以生态要求是否一致为标准。同种主要以生态要求是否一致为标准。同种生物要求相同的生态条件，而近缘物种所生物要求相同的生态条件，而近缘物种所要求的生态条件就有差异。要求的生态条件就有差异。现在学习的是第7页，共52页4、生物地理学的标准、生物地理学的标准 主要以物种的主要以物种的地理分布范围地理分布范围为标准。为标准。不同物种的地理分布范围是不同的。不同物种的地理分布范围是不同的。有的分布区域很广有的分布区域很广(世界种、广布种世界种、广布种)；而有的分布范围很狭窄而有的分布范围很狭窄(特有种特有种)；有的；有的过去分布广，后来变窄了过去分布广，后来变窄了(残遗种残遗种)。现在学习的是第8页
6、，共52页物种的结构物种的结构(P232)由个体组合为种群，由种群组合为亚种，由个体组合为种群，由种群组合为亚种，由亚种组合为种。由亚种组合为种。个体个体种群种群亚种亚种种种(多型种多型种)现在学习的是第9页，共52页个体个体-是物种组成中最基本的单位，即是物种组成中最基本的单位，即物种由许多个体组成。物种由许多个体组成。蚂蚁 现在学习的是第10页，共52页种群种群-也称群体或居群也称群体或居群(local population)，是指生活在一定群落里的，是指生活在一定群落里的一群同种个体。种群是构成物种的基本一群同种个体。种群是构成物种的基本结构单元。结构单元。现在学习的是第11页，共52页
7、不同物种的种群密度，在同样的环境条件下差异不同物种的种群密度，在同样的环境条件下差异很大。例如，在我国某地的野驴种群，平均每一很大。例如，在我国某地的野驴种群，平均每一百平方公里还不足两头，但是在相同的面积内，百平方公里还不足两头，但是在相同的面积内，灰仓鼠则有数十万只。灰仓鼠则有数十万只。现在学习的是第12页，共52页亚种亚种-亚种亚种(subspecies)是物种以下的是物种以下的分类单位，是种内的一些种群，但彼此分类单位，是种内的一些种群，但彼此在某些形态或生理特征、基因频率、染在某些形态或生理特征、基因频率、染色体结构等方面存在差异，且有不同的色体结构等方面存在差异，且有不同的地理分布
8、，也称为地理分布，也称为“地理亚种地理亚种”。现在学习的是第13页，共52页东北虎北虎 华南虎南虎现在学习的是第14页，共52页种群种群半种半种姐妹种姐妹种 种种 (同同属内的属内的)00.511.522.5300.511.522.53遗传距离与物种结构现在学习的是第15页，共52页达尔文论物种的形成达尔文论物种的形成 性状分歧：性状分歧：生物生活在各种环境里，向生物生活在各种环境里，向不同方向变异和发展，形成多种多样的不同方向变异和发展，形成多种多样的性状，其结果最终导致物种的形成。性状，其结果最终导致物种的形成。中间类型的灭绝中间类型的灭绝现在学习的是第16页，共52页加拉帕戈斯群岛上的地
9、雀加拉帕戈斯群岛上的地雀现在学习的是第17页，共52页现代达尔文主义论物种的形成现代达尔文主义论物种的形成 物种形成过程中主要有三个环节物种形成过程中主要有三个环节l突变和基因重组突变和基因重组l自然选择自然选择-适者生存适者生存l隔离隔离现在学习的是第18页，共52页二二、隔离与隔离与隔离机制隔离机制(P228)隔离隔离(isolation)是物种形成的必要条件；是物种形成的必要条件；隔离：指在自然界中生物不能自由交配或交配后不隔离：指在自然界中生物不能自由交配或交配后不能产生可育性后代的现象。能产生可育性后代的现象。隔离机制：指造成两个或几个亲缘关系比较接近隔离机制：指造成两个或几个亲缘关
10、系比较接近的类群之间不易交配或交配后子代不育的原因。的类群之间不易交配或交配后子代不育的原因。现在学习的是第19页，共52页受精前隔离受精前隔离受精后隔离受精后隔离地理隔离地理隔离生态隔离生态隔离季节隔离季节隔离性别隔离性别隔离机械隔离机械隔离 配子或配子体隔离配子或配子体隔离杂种不活杂种不活杂种不育杂种不育杂种体败坏杂种体败坏 现在学习的是第20页，共52页受精前隔离受精前隔离地理隔离：地理隔离：即地理环境的障碍造成的隔离。即地理环境的障碍造成的隔离。棉尾兔（美国西部棉尾兔（美国西部2323个种，东部个种，东部8 8个种）个种）现在学习的是第21页，共52页生态隔离生态隔离(ecologic
11、al isolation)：即生即生存在同一地域内存在同一地域内的不同生境所发的不同生境所发生的隔离。生的隔离。现在学习的是第22页，共52页季节隔离季节隔离(seasonal isolation)：又称时又称时间隔离，交配或开花的时期发生在不同间隔离，交配或开花的时期发生在不同的季节所引起的隔离。的季节所引起的隔离。机械隔离机械隔离(mechanical isolation)：也称也称形态隔离形态隔离(morphological isolation)，指的是生殖器官或花器部分在形态上的指的是生殖器官或花器部分在形态上的差异而出现的隔离。差异而出现的隔离。现在学习的是第23页，共52页性别隔离
12、性别隔离(sexual isolation)：即在不同即在不同物种的雌雄性别之间，相互吸引力微弱物种的雌雄性别之间，相互吸引力微弱或缺乏而造成的隔离。或缺乏而造成的隔离。往往与往往与行为隔离行为隔离(behavior isolation)相相联系。联系。现在学习的是第24页，共52页Gasterosteus aculeatus三三刺鱼刺鱼Gasterosteus pungitius 中华中华多刺鱼多刺鱼 两种鱼外观两种鱼外观一致，但巢一致，但巢的位置差异的位置差异和求偶行为和求偶行为差异差异现在学习的是第25页，共52页受精后隔离受精后隔离配子或配子体隔离：配子或配子体隔离：即一个物种的精子即
13、一个物种的精子或花粉管不能被吸引到达卵或胚珠内，或花粉管不能被吸引到达卵或胚珠内，或者它在另一个物种的输卵管中不易生或者它在另一个物种的输卵管中不易生活的隔离。活的隔离。现在学习的是第26页，共52页杂种不活：杂种不活：即杂种接合子即杂种接合子不能成活，或适应性比亲不能成活，或适应性比亲本差。本差。山羊山羊绵羊的杂种，在胚胎绵羊的杂种，在胚胎早期生长正常，但很多在早期生长正常，但很多在出生前死去。出生前死去。杂种不育：杂种不育：即杂种不能产即杂种不能产生具有正常染色体组的有生具有正常染色体组的有功能的性细胞。功能的性细胞。现在学习的是第27页，共52页杂种体败坏：杂种体败坏：子二代或回交杂种的
14、全部子二代或回交杂种的全部或部分不能生活或适应低劣。或部分不能生活或适应低劣。现在学习的是第28页，共52页三三、物种形成的方式物种形成的方式(P236)渐变式渐变式(gradual speciation)l指通过变异的逐渐积累而形成亚种，再由亚指通过变异的逐渐积累而形成亚种，再由亚种形成一个或多个新种的过程；种形成一个或多个新种的过程；l是是达尔文达尔文自然选择学说所描述的新物种形成自然选择学说所描述的新物种形成方式，是物种形成的主要形式。方式，是物种形成的主要形式。骤变式骤变式(sudden speciation,爆发式、飞跃式爆发式、飞跃式)现在学习的是第29页，共52页渐变式渐变式(g
15、radual speciation)继承式继承式(successional speciation)l指一个种在同指一个种在同一地区内逐渐演一地区内逐渐演变成另一个种变成另一个种(种的数目不增加种的数目不增加)。现在学习的是第30页，共52页分化式分化式(differentiated speciation)l由一个物种在由一个物种在其分布范围内逐其分布范围内逐渐分化成两个以渐分化成两个以上的物种。上的物种。现在学习的是第31页，共52页异域式物种形成异域式物种形成(allopatric speciation)又称地理隔离式物种形成又称地理隔离式物种形成(geographic speciation
16、)l邻域式物种形成邻域式物种形成同域式物种形成同域式物种形成(sympatric speciation)l生态位异化生态位异化l多倍体化多倍体化现在学习的是第32页，共52页骤变式骤变式(sudden speciation)时间短、速度快或跳跃式的物种形成模时间短、速度快或跳跃式的物种形成模式式通过杂交和染色体加倍形成新物种通过杂交和染色体加倍形成新物种l异源多倍体异源多倍体通过染色体结构变化形成新种通过染色体结构变化形成新种l倒位与易位倒位与易位现在学习的是第33页，共52页20世纪初，荷兰遗传学家研世纪初，荷兰遗传学家研究一种月见草究一种月见草(夜来香夜来香)(Oenothera lama
17、rckiana)的遗的遗传，发现一株月见草的染色传，发现一株月见草的染色体增加了一倍，由原来的体增加了一倍，由原来的24个个(2n)变成了变成了48个个(4n)，成，成了四倍体植物了四倍体植物（巨型月见草）（巨型月见草）。这个四倍体植物与原来的。这个四倍体植物与原来的二倍体植物杂交所产生的三二倍体植物杂交所产生的三倍体植物是不育的。倍体植物是不育的。多倍体化的物种形成多倍体化的物种形成 现在学习的是第34页，共52页现在学习的是第35页，共52页现在学习的是第36页，共52页现在学习的是第37页，共52页通过染色体结构变化形成新种通过染色体结构变化形成新种非洲发现一种老鼠非洲发现一种老鼠(Mu
18、s minuloides musculoides)存在两个群体，一个染色存在两个群体，一个染色体数体数2n=36，另一个染色体数为，另一个染色体数为2n=34。研究发现后者有一对常染色体易位到性研究发现后者有一对常染色体易位到性染色体上，这两个群体在南部非洲分布染色体上，这两个群体在南部非洲分布区是重叠的，它们之间不存在中间类型，区是重叠的，它们之间不存在中间类型，已经演化到了生殖隔离的水平，这两个已经演化到了生殖隔离的水平，这两个群体实际上是两个种。群体实际上是两个种。现在学习的是第38页，共52页物种形成的生物学意义物种形成的生物学意义(P240)物种形成是生物谱系进化中的一个主要环节物种
19、形成是生物谱系进化中的一个主要环节物种形成为生物进化的不可逆性奠定基础物种形成为生物进化的不可逆性奠定基础物种形成是生物多样性的根据物种形成是生物多样性的根据物种是行为科学的重要单位物种是行为科学的重要单位物种在很大程度上也是生态学的基本单位物种在很大程度上也是生态学的基本单位物种也是应用生物学中的重要课题物种也是应用生物学中的重要课题现在学习的是第39页，共52页四、物种灭绝四、物种灭绝(P241)是指物种的消失，也即死亡。是指物种的消失，也即死亡。灭绝主要有两类灭绝主要有两类l常规灭绝常规灭绝(normal extinction)：也称小灭绝，：也称小灭绝，指进化过程中经常发生的、在较小分
20、布区内指进化过程中经常发生的、在较小分布区内分类群中的一个或数个物种消失的现象。分类群中的一个或数个物种消失的现象。l集群灭绝集群灭绝(mass extinction)：也称大灭绝，：也称大灭绝，指生命进化史上在较短时间内出现大规模的、指生命进化史上在较短时间内出现大规模的、大范围的物种消失事件。大范围的物种消失事件。现在学习的是第40页，共52页地球上存在过的物种大约地球上存在过的物种大约90%99%或或99%以上都已灭绝。以上都已灭绝。迄今为止，地球上还未出现过全部生物迄今为止，地球上还未出现过全部生物彻底灭绝的事件。彻底灭绝的事件。现在学习的是第41页，共52页地球上发生过地球上发生过5
21、次大的生物灭绝次大的生物灭绝距今约距今约5亿年前，寒武纪末期亿年前，寒武纪末期距今约距今约4.4亿年前，奥陶纪终了，海洋无亿年前，奥陶纪终了，海洋无脊椎动物脊椎动物57%灭绝灭绝3.7亿年前，泥盆纪末期，三叶虫等海洋亿年前，泥盆纪末期，三叶虫等海洋生物灭绝生物灭绝2.4亿年前，二叠纪末期，亿年前，二叠纪末期，96%海洋动物海洋动物灭绝灭绝0.65亿年，中生代末期，恐龙灭绝亿年，中生代末期，恐龙灭绝现在学习的是第42页，共52页物种灭绝的原因物种灭绝的原因l自身因素：内在原因，物种本身老化、适应自身因素：内在原因，物种本身老化、适应能力下降、遗传多样性丧失等能力下降、遗传多样性丧失等l地内因素：
22、外在原因，环境的巨变（气候、地内因素：外在原因，环境的巨变（气候、火山喷发）、疾病、资源减少、人类的影响火山喷发）、疾病、资源减少、人类的影响等）等）l地外因素：新灾变论地外因素：新灾变论现在学习的是第43页，共52页恐龙灭绝的原因恐龙灭绝的原因外因论外因论l白垩纪末期，太平洋地壳运动、气候寒冷、沼泽干燥白垩纪末期，太平洋地壳运动、气候寒冷、沼泽干燥下沉，大量草食恐龙死亡，肉食类恐龙随之死亡下沉，大量草食恐龙死亡，肉食类恐龙随之死亡l种间斗争导致死亡，哺乳类种间斗争导致死亡，哺乳类(恒温恒温)在气候变化时更易生存。在气候变化时更易生存。l新灾变论新灾变论内因论内因论l恐龙体积大，脑下垂体异常活
23、跃，需食用大量植物恐龙体积大，脑下垂体异常活跃，需食用大量植物(以地衣、以地衣、苏铁、苔藓类为食，富含抗生物质苏铁、苔藓类为食，富含抗生物质)，造成毒素在体内积累，造成毒素在体内积累而死亡而死亡l头小、智力低下、竞争不过哺乳类头小、智力低下、竞争不过哺乳类现在学习的是第44页，共52页广东自然博物馆广东自然博物馆 古生物馆古生物馆恐龙灭绝之谜恐龙灭绝之谜小行星撞击说小行星撞击说彗星陨石撞击说彗星陨石撞击说火山爆发说火山爆发说食物中毒说食物中毒说传染病流行说传染病流行说气候变迁说气候变迁说物种竞争说物种竞争说大陆漂移说大陆漂移说地磁变化说地磁变化说酸雨说酸雨说关于恐龙灭绝之谜的解关于恐龙灭绝之谜
24、的解释，公开发表的就有释，公开发表的就有100多种多种现在学习的是第45页，共52页灭绝的进化意义灭绝的进化意义l灭绝为生物新种类的产生和发展提供了空间灭绝为生物新种类的产生和发展提供了空间和资源；和资源；l灭绝是生物进化中的一种正常现象，同时也灭绝是生物进化中的一种正常现象，同时也是不可避免的是不可避免的人类活动造成的灭绝是否等同于生命史人类活动造成的灭绝是否等同于生命史中的灭绝事件？中的灭绝事件？现在学习的是第46页，共52页Extinction灭绝灭绝现在学习的是第47页，共52页渡渡鸟与大颅榄树渡渡鸟与大颅榄树现在学习的是第48页，共52页渡渡鸟的灭绝渡渡鸟的灭绝渡渡渡渡(Dodo)鸟
25、：印度洋上、毛里求斯国鸟，一种鸟：印度洋上、毛里求斯国鸟，一种不会飞的鸟，于不会飞的鸟，于1690年前后灭绝，是恐龙之外最著年前后灭绝，是恐龙之外最著名的灭绝动物之一。名的灭绝动物之一。在在15世纪以前，岛上的渡渡鸟数量还很多。但世纪以前，岛上的渡渡鸟数量还很多。但被西方殖民者发现之后仅被西方殖民者发现之后仅176年，就由于人类的年，就由于人类的捕杀和人类活动的影响而彻底灭绝。捕杀和人类活动的影响而彻底灭绝。殖民者带来的猪、狗、猴、鼠等动物开始捕食渡殖民者带来的猪、狗、猴、鼠等动物开始捕食渡渡鸟的卵和雏鸟，导致渡渡鸟的灭绝。渡鸟的卵和雏鸟，导致渡渡鸟的灭绝。现在学习的是第49页，共52页拯救大
26、颅榄树拯救大颅榄树渡渡鸟灭绝以后，大颅榄树也日渐稀少。到渡渡鸟灭绝以后，大颅榄树也日渐稀少。到20世世纪纪80年代，毛里求斯只剩下年代，毛里求斯只剩下13株大颅榄树。株大颅榄树。大颅榄树果实外壳坚硬，渡渡鸟以果实为生，帮大颅榄树果实外壳坚硬，渡渡鸟以果实为生，帮助消化掉外壳，促进种子萌发。助消化掉外壳，促进种子萌发。1981年，美国生态学家坦普尔，让吐绶鸡吃下大颅年，美国生态学家坦普尔，让吐绶鸡吃下大颅榄树的果实，几天后，种子排出体外，种子外边的榄树的果实，几天后，种子排出体外，种子外边的硬壳也消化了一层。硬壳也消化了一层。吐绶鸡让大栌榄树重获新生。吐绶鸡让大栌榄树重获新生。现在学习的是第50页，共52页濒危物种的保护濒危物种的保护拯救濒危物种拯救濒危物种合理利用生物资源合理利用生物资源发展人工驯养繁殖发展人工驯养繁殖现在学习的是第51页，共52页现在学习的是第52页，共52页