保護生物學-03生物進化物種形成與滅絕省公開課金獎全國賽課一等獎微課獲獎課件

生物進化、

物種形成與滅絕地球：無生命-——生命（從簡單到復雜…）1/32生物進化：進化方式、原因與歷程物種形成：形成過程、方式和意義物種滅絕：滅絕機制主要內(nèi)容2/32生物進化（Evolution）什么是生物進化？指生物與環(huán)境之間作用過程中，遺傳系統(tǒng)發(fā)生不可逆改變，造成表型改變（生物對環(huán)境適應過程）。3/32生物微觀進化和宏觀進化微觀進化：物種范圍內(nèi)短時間內(nèi)小進化改變（小進化）。宏觀進化：一個種變?yōu)榱硪粋€長久基因變異方式（大進化）。4/32宏觀進化方式線系漸變與間斷平衡

適應輻射

趨同與平行進化

重演律與異時發(fā)生

協(xié)同進化5/32宏觀進化方式線系漸變與間斷平衡

線系漸變：很多微小改變積累造成進化，自然選擇作用大間斷平衡進化：長久停滯和短期加速相結合造成進化

進化速度與物種形成關系不一樣觀點6/32宏觀進化方式適應輻射進化革新出現(xiàn)集群滅絕之后分散、隔離環(huán)境外來物種進入7/32宏觀進化方式趨同與平行進化

趨同：祖先不一樣，生活方式相同，形態(tài)結構相同，如翱翔動物翅

同功器官vs.同源器官

平行進化：不一樣類群，獨立進化出相同特征。

8/32宏觀進化方式重演律與異時發(fā)生

重演律：個體發(fā)育是系統(tǒng)發(fā)育簡單快速重演異時發(fā)生：體細胞和生殖細胞異時成熟

協(xié)同進化

指生態(tài)學上親密相關不一樣物種之間相互關聯(lián)進化。

如昆蟲與有花植物互利關系，寄生蟲與寄主，捕食與被捕食動物競賽。9/32生物進化原因遺傳和變異：遺傳基礎和基因型改變，突變和基因重組自然選擇：經(jīng)過生存競爭造成生物進化，改變基因頻率。

隔離：地理隔離和生殖隔離，阻斷遺傳物質(zhì)交流，造成新物種產(chǎn)生。10/32HeavypollutionLightPollutionVaryinglevelsofpredationisonehypothesisofwhytheshiftsoccurredBirdsarevisualpredatorsandtheevolutionary‘value’ofthecolorchanged11/32生物進化主要歷程太古代（38-20億年前）：

生命孕育和早期發(fā)展。遠古代（20-6億年前）：

海生藻類空前繁榮。古生代（6-2.5億年前）：生物暴發(fā)式發(fā)展。

中生代（2.5-0.65億年前）：

爬行動物與裸子植物興盛

新生代（0.65億年前-今）：

哺乳動物和被子植物興盛12/32物種與物種形成物種：一定區(qū)域內(nèi)含有極相同形態(tài)特征和生理、生態(tài)特征，個體間能夠自然交配產(chǎn)生正常后代自然生物類群。

物種是自然、生態(tài)學和生物進化基本單位物種是生物多樣性基本組成成份。物種終究是什么？是理論問題和實際問題。

沒有公認解釋。13/32物種與物種形成關于物種形成觀點

達爾文：自然選擇引發(fā)性狀分歧，使中間類型滅絕，造成新種形成。

性狀分歧：生活在不一樣環(huán)境里生物，向不一樣方向變異和發(fā)展，形成各種性狀。最終造成新物種形成。中間類型滅絕：性狀分歧不大，因在習性、體質(zhì)和結構上相近，所需生活條件相近，會產(chǎn)生猛烈生存競爭。14/32物種與物種形成關于物種形成觀點

當代達爾文主義：當代生物學伎倆對達爾文進化論內(nèi)涵進行實質(zhì)性修正、補充和提升。指出物種形成需要三個步驟：突變和基因重組，自然選擇，隔離（生物進化原因）。15/32物種與物種形成物種形成過程

隔離：新種出現(xiàn)造成生殖作用連續(xù)性中止，基因交流中止。

空間(地理)隔離：地理屏障妨礙基因流交換，促進性狀分歧。生殖隔離：即使在同域造成基因交流出現(xiàn)障礙,必要條件。16/32物種形成方式：物種分化

繼承式與分化式繼承式：同域內(nèi)一個物種變?yōu)榱硪粋€。分化式：同域內(nèi)一個物種變?yōu)閮蓚€。

漸變式和驟變式：雜交17/32物種形成方式：物種分化

異域式和同域式異域式：地理隔離造成物種形成，最為常見。同域式：同域內(nèi)因生態(tài)分異，進行雜交，基因交流出現(xiàn)分化。Individuals

ofdifferent

speciesMating

attemptHabitat

isolationTemporal

isolationBehavioral

isolationMechanical

isolationHABITATISOLATIONTEMPORALISOLATIONBEHAVIORALISOLATIONMECHANICALISOLATION18/32異域式和同域式物種形成異域式和同域式物種形成物種形成方式：物種分化19/32物種形成在生物進化中意義生物進化與物種形成相同，但有區(qū)分：基因頻率改變都屬于生物進化，但這些改變突破種界限才是物種形成。物種形成是生物譜系進化中主要步驟：譜系進化包含不一樣分類階元水平進化。物種形成是種上進化起點，種內(nèi)進化終點。

物種形成為生物進化不可逆性奠定了基礎：一旦生殖隔離產(chǎn)生，意味著新種形成，性狀和特征穩(wěn)定性得到了鞏固。物種形成是生物多樣性基礎，意味著生物以新方式利用環(huán)境條件，向深入多樣性提供條件：植物-昆蟲-鳥類-獵食獸類-寄生種類共同繁榮。20/32物種滅絕（extinction）

滅絕：一個物種全部個體逐步喪失且不再繁殖后代過程。

對個體而言，生命歸宿是死亡;而對于一個物種，一個群體來說，就是滅絕。物種形成伴隨滅絕：自生命在地球上出現(xiàn)以來，物種多樣性就維持著一個上升趨勢，不過死亡和滅絕是生命不可防止歷程。物種壽命：當大災難降暫時，還是有許許多多物種因為無法適應而徹底消亡了。普通說來，一個物種只能延續(xù)幾百萬年，然后就被其它物種取代了。這就是物種自然滅絕。21/32

物種滅絕類型

絕種：某一物種無個體存在使，認為已經(jīng)滅絕，即絕種。

渡渡鳥是一個重達23千克不會飛鳥，生活于印度洋上留尼汪島。公元16世紀，水手們來到留尼汪島。在150年里，全部渡渡鳥都消失了。它們被屠殺以提供人們所需油料，并作為豬，狗食物。最終一只袋狼死于1936年，幾萬年來，它們是塔斯馬尼亞島主要捕食動物。不過當英國人在這個澳大利亞島嶼定居后，他們?yōu)榱损B(yǎng)羊而砍倒了大片森林。袋狼捕食羊，牧場主就向它們開火……22/32

物種滅絕類型

野外滅絕：僅在喂養(yǎng)條件下存活，野外分布區(qū)內(nèi)沒有分布。麋鹿懷俄明蟾蜍伍德蘇鐵23/32物種滅絕類型

絕種、野外滅絕：屬全球性滅絕

局部滅絕：一些棲息地不再存在，但其它地方有發(fā)覺。如灰狼、大熊貓、褐馬雞等。

生態(tài)滅絕：物種數(shù)量降低對群落中其它組員影響微不足道，如虎。生殖滅絕：有個體存活，但不能繁衍生存。24/32生物群

滅絕當代：大型哺乳類、鳥類…

滅絕白堊紀：爬行類（恐龍）等許多海洋生物。滅絕三疊紀：總科數(shù)達35%爬行類和海洋生物。滅絕二疊紀：全部三葉蟲、95%以上海洋生物、50%以上其它生物。滅絕泥盆紀：總科數(shù)達30%生物滅絕寒武紀：總科數(shù)達50%以上生物0.01_65_180_250_345_500_第四紀第三紀白堊紀侏羅紀三疊紀二疊紀石炭紀泥盆紀志留紀奧陶紀寒武紀寬度代表存活類群相對數(shù)量時期百萬年前滅絕主要類群25/32物種滅絕（extinction）

滅絕本身不但僅是一個結果，還反應物種瀕危過程。

滅絕原因：生物本身內(nèi)在原因和外部環(huán)境。是生物發(fā)展規(guī)律決定必定事件。也是偶然和不可完全預測事件。26/32物種滅絕機制

內(nèi)部機制

進化創(chuàng)新與物種滅絕：相互促進、相互影響，對立而統(tǒng)一。

系統(tǒng)發(fā)育年紀與物種滅絕：物種生命周期對環(huán)境適應。

特有類群與物種滅絕：地方性特有類群含有高滅絕風險。

形態(tài)性狀單一類群與物種滅絕：多樣含有較高生存力。熱帶分布類群與物種滅絕：穩(wěn)定氣候環(huán)境中熱帶類群面對環(huán)境猛烈波動時，更顯脆弱。

島嶼分布類群與物種滅絕：缺乏天敵，受到外來種類干擾影響嚴重。27/32物種滅絕機制

外部機制

生物學機制1.競爭與物種滅絕：種內(nèi)、種間競爭，資源、領域競爭，競爭結果造成生態(tài)位分化，或排擠弱勢群體。

阿利效應（Allee

effect）:個體適合度任何成份和它們同種數(shù)量或密度呈正相關關系。原因為：種群數(shù)量增加，降低個體被捕捉幾率；增加對捕食者警覺性，提升抗捕食能力；提升種群改變周圍環(huán)境能力，促進生存；降低近親繁殖，提升遺傳多樣性28/32

外部機制

生物學機制2.捕食與物種滅絕：極端情況下，捕食者與獵物之間密度動態(tài)平衡。3.病菌與物種滅絕：外來種攜帶外來病原體毀滅當?shù)胤N群。4.競爭、捕食、流行病等綜合原因。

物理學機制：陸地形成、造山運動、大陸碰撞漂移、氣候改變。

遲緩地質(zhì)改變與滅絕：新環(huán)境出現(xiàn)

氣候變遷和滅絕：溫度、濕度猛烈波動。

突變地理事件：火山、造山、造陸、外星球災變

物種滅絕機制29/32

人類活動和物種滅絕

第六次物種大滅絕：島嶼型物種和大型動物。人類活動責任不可推卸：人類移民至澳洲、美洲。

直接造成滅絕：捕殺、采集和殘害。

間接造成滅絕：砍伐森林、開墾農(nóng)田、建設水利等破壞生存環(huán)境。

物種滅絕