生物地理分布

生物地理分布李金線張楠吳美玲王倩呂拾零任金錦提要：在這篇文章里，我們想說明一些因素對生物地理分布的影響。某些生物地理分布狀況無法從自然地理?xiàng)l件得到合理的解釋，因此，研究了生物傳播的障礙物對地理分布的影響，涉及到同一大陸上生物間的親緣關(guān)系，并且從生物起源中心論的角度解釋了某些事實(shí)。最后討論了生物傳播的方式，冰期時(shí)生物的傳播和南北冰期的交替。關(guān)鍵詞：生物地理分布傳播冰期物種起源中心論聯(lián)系方式：李金線：winmer826@163.com張楠：znhzhangnan@163.com吳美玲：lynn437@163.com王倩：qianqiansunshine@163.com呂拾零：slline@163.com任金錦：nwu2005renjinjin@163.com地球上的生物千姿百態(tài)，他們分布在世界的各個(gè)角落，不管是高峻的山峰，酷熱的沙漠，還是黑暗的海底，都有生物存在。達(dá)爾文《物種起源》中寫到，當(dāng)談到地球表面生物的分布時(shí)，第一件使他們驚奇的大事，就是各地生物的相似與否無法從氣候和其他地理?xiàng)l件得到圓滿的解答；第二件就是障礙物對于各個(gè)地區(qū)生物的差異都有密切的關(guān)系；第三件就是同一大陸或同一海洋的生物都有親緣關(guān)系。下面，就讓我們來看一看這幾個(gè)方面是怎么影響生物的地理分布的。地球分布取決于地質(zhì)變化，地球的目前狀態(tài)和地球上生物的目前狀態(tài)，只不過是地球經(jīng)歷的一長串連續(xù)變化中的最近一個(gè)階段。（=8\*GB3錯(cuò)誤!未找到引用源。P10,L8,16,17）不可否認(rèn)，地質(zhì)作用對生物地理分布的深遠(yuǎn)影響，但這決不是唯一的因素。一般情況下，都會認(rèn)為相同或相似的生物都生活在氣候或其他自然條件相近的地方，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)生活中很多現(xiàn)象都是如此。事實(shí)上氣候以及一切物質(zhì)條件都很相似的地方卻有極不相同的動物群。（=8\*GB3錯(cuò)誤!未找到引用源。P48,L20—L22）例如歐洲的氣候與美洲的非常相似，兩地的生物卻很不相同（=1\*GB3錯(cuò)誤!未找到引用源。P217），所以說氣候及其他的地理?xiàng)l件不是限制生物分布的唯一因素。另外，高山，大洋等一些障礙物也會影響生物的分布。例如我國的秦嶺。秦嶺是我國南北方氣候特征的分界線，其南麓與北麓的生物種類有很大的差別。如果是一望無際的大洋，那它的影響就更大了。在大洋里的島嶼上從未發(fā)現(xiàn)有蛙，蟾蜍，蠑螈等兩棲類存在，但卻有各自特有的蝙蝠（=1\*GB3錯(cuò)誤!未找到引用源。P240）。這是因?yàn)閷Σ溉閯游锱c兩棲類來說，它們是無法越過寬闊的大洋來到島嶼上的，而蝙蝠卻可以飛過海洋。氣候變化和植物變化有時(shí)也會成為遷徙的有效障礙，許多熱帶動物和兩極動物都受到等溫線的明顯限制；世界上許多地方的森林也嚴(yán)格控制了許多物種的分布范圍（=8\*GB3錯(cuò)誤!未找到引用源。P50）。以自然選擇為核心的生物進(jìn)化論認(rèn)為，不同物種都起源于一個(gè)共同的祖先。據(jù)此生物在地理上，應(yīng)該起源于一個(gè)中心。但是現(xiàn)在生物的地理分布狀況卻無法從自然地理?xiàng)l件得到合理的解釋。不同的學(xué)者有不同的觀點(diǎn)。達(dá)爾文認(rèn)為：“盡管物種因地而異，但同一大陸或海洋的生物都有親緣關(guān)系?！保?1\*GB3錯(cuò)誤!未找到引用源。P128,L10）不同的生物分布在不同的大陸和海洋，那么它們之間的親緣關(guān)系也就會有差異，但是“同一大陸上生物間的差異，遠(yuǎn)比不同大陸間的差異要小”（=1\*GB3錯(cuò)誤!未找到引用源。P217,L27_28）。例如：“把南美洲35度以南的生物和南緯25度以北的生物進(jìn)行比較，兩地之間有10度的距離，自然條件也很不相同，然而兩地的生物比氣候相似的澳洲或非洲的生物關(guān)系要近的多?！保?1\*GB3錯(cuò)誤!未找到引用源。P217,L15_17）在同一大陸上的生物有時(shí)候關(guān)系也會相差較大，因?yàn)樯镌趥鞑ミ^程中會遇到各種障礙物，導(dǎo)致生物發(fā)生不同的變異。如：“在同一大陸上，我們會看到這樣的情況，在巍峨連綿的山脈，大沙漠，甚至是河流兩邊，我們可以找到不同的生物?！保?1\*GB3錯(cuò)誤!未找到引用源。P217,L25_26）由同一大陸上生物的親緣關(guān)系，我們可以看出，生物的親緣關(guān)系與自然地理?xiàng)l件沒有必然的聯(lián)系。只是生物在進(jìn)化的過程中，由于不同的自然環(huán)境，有時(shí)候會趨同，有時(shí)候會趨異。一、物種單一起源中心論生物分類學(xué)向我們闡明物種在空間上的分布規(guī)律（生物的水平進(jìn)化）然而新物種的形成還需要時(shí)間（生物的垂直進(jìn)化），這就意味著物種的進(jìn)化在時(shí)間上是連續(xù)的，在空間上也是連續(xù)的（=4\*GB3錯(cuò)誤!未找到引用源。）。拉馬克很好的解釋了生物的垂直進(jìn)化（即由簡單向復(fù)雜進(jìn)化）并堅(jiān)持物種的多元發(fā)生論。達(dá)爾文在《物種起源》中提出了“物種單一起源中心論”即同屬的物種都是從同一祖先傳下來的。林奈將所有的動物聯(lián)合成由共同祖先形成的一個(gè)單一的等級結(jié)構(gòu)，并引出了人類的位置問題；同樣，拉馬克提出了物種進(jìn)化論。達(dá)爾文之所以成功正是因?yàn)榧鎮(zhèn)淞硕?。物種單一起源論是達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說中十分重要的概念。物種單一起源中心論關(guān)乎于所有時(shí)代的所有生命。首先有兩種現(xiàn)象特別引起了達(dá)爾文的注意：一是南美洲溫帶地區(qū)動物區(qū)系所含有的物種和南美熱帶地區(qū)的物種在親緣關(guān)系上較之和其它洲的溫帶物種更接近；二是海島（如?？颂m，格拉帕戈斯，吉羅）上的動物區(qū)系和鄰近的南美洲大陸的區(qū)系較之和其它海島上的在親緣關(guān)系上更相近。根據(jù)各種傳播障礙物對生物分布的影響，亞屬，屬和科的相似分布，他認(rèn)為同屬的物種起源于同一祖先。正因?yàn)槿绱?，生物界才成為歷史連續(xù)的統(tǒng)一整體，進(jìn)化論才成為生物科學(xué)的核心，一切生命現(xiàn)象才可以追蹤來歷。（=5\*GB3錯(cuò)誤!未找到引用源。P13）《物種起源》的十二、十三章的很多議論都意在通過對全球生物的分布來證明地球上現(xiàn)今生存的物種，都是曾經(jīng)生存的物種的后代，淵源與共同的祖先。動物和植物的多樣性看起來是雜亂無章的，令人不可思議的，但只要從物種單一起源論這個(gè)角度來看就會豁然開朗。1、 從物種的垂直進(jìn)化來看首先生物的分類為“界、門、綱、目、科、屬”達(dá)爾文認(rèn)為每一綱的物種都具有共同的祖征；例如：貓的祖種能夠產(chǎn)生好幾個(gè)種，那么就可以相信能夠從共同祖先衍生出所有的貓。其次，利用古生物學(xué)和地層學(xué)：在任一大陸上的滅絕種和核大陸上的現(xiàn)存種間的親緣關(guān)系更近，例如澳大利亞的已滅絕的第三紀(jì)哺乳類和現(xiàn)存哺乳類相似，絕大多數(shù)是袋鼠類有袋動物。在南美，已滅絕的第四紀(jì)動物區(qū)系主要包括犰狳，樹獺，和現(xiàn)代動物區(qū)系相似。達(dá)爾文將這種現(xiàn)象取名為“模式連續(xù)定則”。最后，現(xiàn)代生物學(xué)又在分子上提出了新的證據(jù)，一切生物，從病毒到人，都使用共同的遺傳密碼，說明其源于共同祖先。追述時(shí)間，地球上的物種都是從同一祖先發(fā)源的。2、 從物種的水平進(jìn)化來看首先現(xiàn)在我們面對的三個(gè)現(xiàn)實(shí)為：相隔遙遠(yuǎn)的山頂和在南北兩極區(qū)域里生存著同一物種；淡水生物的廣泛分布；同一個(gè)陸棲物種同時(shí)在大陸上和相距該大陸數(shù)百英里外的島嶼上都存在。那么這樣就得出一個(gè)結(jié)論，不僅同一物種的所有個(gè)體是由某一地區(qū)向外遷徙而來的，就連目前在彼此相隔甚遠(yuǎn)的地點(diǎn)生存的相似物種也是由同一個(gè)地方——即他們的遠(yuǎn)祖發(fā)源一系列地質(zhì)作用，使得陸地分開，同時(shí)也使原本生活在同一陸地上的生物分隔開來。冰期的形成使得地球上的物種遷移而出現(xiàn)了在不同的地方生存著相似或相同的生物。四、南北冰期的交替福布斯認(rèn)為：支配生命的規(guī)律在時(shí)間和空間上呈現(xiàn)出顯著的相似性。由于冰川作用曾遍及南北兩個(gè)半球；兩半球的冰期從地質(zhì)意義上說都屬于近代的；由冰期引起的效果看，南北半球的冰期持續(xù)時(shí)間都很長；在近代，冰川曾沿南美洲的科迪勒拉山整個(gè)走向向下延伸至低地面。因此，全球的溫度在冰期曾同時(shí)降低。（=1\*GB3錯(cuò)誤!未找到引用源。P229,9）克羅爾認(rèn)為：由于洋流方向的改變，當(dāng)北半球經(jīng)歷冰期的時(shí)候，南半球的溫度實(shí)際上升高了，反而之亦然。從能量守恒的角度理解，作為宇宙中相對孤立的一個(gè)天體，地球的能量守恒，所以會出現(xiàn)南北半球的溫度差異。這個(gè)結(jié)論和物種緩慢演化的觀點(diǎn)結(jié)合在一起，可以對相同的或相似的生物散布于全球各地的事實(shí)做出解釋。攜帶著生物的洋流，在不同的時(shí)期內(nèi)南北流向不同，但都曾流到赤道地區(qū)。由于從北向南的洋流在南方自由擴(kuò)散。漂浮生物隨水面遺留在各處，所以洋流從北極的低地到赤道的高地，沿著一條緩慢上升的線把漂浮的生物遺留在熱帶的山頂上。(=1\*GB3錯(cuò)誤!未找到引用源。P232,L26)克羅爾的結(jié)論同樣解釋了兩半球溫帶和熱帶高山地區(qū)植物的分布。首先必須肯定冰期時(shí)間之長，對于任何數(shù)量生物的遷徙都足夠。布豐說過，由于自然為物種造就了氣候，所以自然也為氣候造就了物種。每當(dāng)北半球冰期來臨，植物群和動物群便緯向南移，有些種屬甚至死亡絕滅。氣候轉(zhuǎn)暖、冰川退縮，生物群便又向北推進(jìn)。然而，必然會有北溫帶的生物在撤退時(shí)登上鄰近的高原，永久生存，即使氣候不完全適宜。南半球遭受嚴(yán)酷冰期時(shí)，北半球則變得溫暖些，于是南溫帶的生物侵入赤道低地。留在山上的北方類型，也向山下遷移而同南方類型混合，但溫度回轉(zhuǎn)，少數(shù)物種遺留在高山上，多數(shù)南方類型攜帶著某些從山上遷移下來的北溫帶類型一起返回南方。但是遺留物種不得不和新類型競爭，環(huán)境條件變化總是快于環(huán)境中生物的變化，生命總是注意尋找更舒適的地方，所以遷移比進(jìn)化來得更容易，北方的根扎在了南方。同時(shí)變異非常容易發(fā)生，以至他們現(xiàn)在以變種或代表種形式存在。為了說明氣候變化對于分布的影響，達(dá)爾文曾經(jīng)試圖闡明最后的一次冰期曾經(jīng)發(fā)生過重要的作用，它甚至影響到赤道地區(qū)，并且它在南北寒冷交替的過程中讓兩半球的生物互相混合，而且把一些生物留在世界的所有部分的山頂上。因此，在南北溫帶地區(qū)和中間熱帶地區(qū)的高山上，會有極少數(shù)物種是完全相同的。（如阿爾卑斯山脈的植物也出現(xiàn)在比利牛斯山脈，斯堪的那維亞山區(qū)，甚至北極低地。(=1\*GB3錯(cuò)誤!未找到引用源。P245)達(dá)爾文強(qiáng)調(diào)，南北半球都經(jīng)歷過冰期，才能用相同的原理解釋，在南北半球的溫帶地區(qū)生存著熱帶沒有，又不大相同的物種的事實(shí)。值得注意的是，胡克和德康多爾分別對美洲和澳洲的生物研究后認(rèn)為：不論是相同的還是稍有變異的生物從北向南遷移的要比從南向北遷移的多。因?yàn)楸狈疥懙胤秶鷱V，生物數(shù)量多，經(jīng)過更激烈的自然選擇和生存斗爭，他們的進(jìn)化程度更高，更有優(yōu)勢。因此，在南北冰期交替時(shí)，南北類型的生物在赤道地區(qū)混合，北方類型還能在冰期結(jié)束時(shí)和南方類型一同遷移。而南方類型卻不能這樣對付北方類型。用生物學(xué)觀點(diǎn)來看待博物學(xué)現(xiàn)象的達(dá)爾文充分意識到成功的擴(kuò)散包含兩種能力：到達(dá)新地區(qū)的能力和成功占有他的能力。“我們應(yīng)當(dāng)永遠(yuǎn)也不要忘記分布很廣意味著不僅要具有超越障礙的能力；而且更重要的是在遙遠(yuǎn)地區(qū)和未來者的生存競爭中具有取勝的能力?！?=2\*GB3錯(cuò)誤!未找到引用源。P247)但是，到目前為止，所獲得的地質(zhì)紀(jì)錄卻證明南北半球的冰期是同步進(jìn)行的。在第四紀(jì)，歷次冰期中的冰川主要分布在北半球。參考文獻(xiàn)：=1\*GB3錯(cuò)誤!未找到引用源?！段锓N起源》達(dá)爾文著舒德干等譯2005北京大學(xué)出版社=2\*GB3錯(cuò)誤!未找到引用源?！哆_(dá)爾文的幽靈》StevenJones<UK>李若溪譯2004中國社會科學(xué)出版社=3\*GB3錯(cuò)誤!未找到引用源?！渡锏乩韺W(xué)》CBarryCox\PeterDMoore1983高等教育出版社=4\*GB3錯(cuò)誤!未找到引用源?！哆M(jìn)化的階梯》陳蓉霞1996中國社會科學(xué)出版社=5\*GB3錯(cuò)誤!未找到引用源?！哆M(jìn)化論選集》1