普通生态学生物种及其变异与进化

1、普通生态学生物种及其变异与进化第1页，共26页，2022年，5月20日，17点56分，星期三1第五章 生物种及其变异与进化5.1 生物种的概念5.2 物种的遗传变异与选择5.3 物种形成校服、工作服、保安服、医务服装、职业装 定制 第2页，共26页，2022年，5月20日，17点56分，星期三5.1 生物种的概念5.1.1 传统生物学家的物种(species)概念真实存在、形态相似、自由交配、产生可育后代物种不变、中间无亲缘关系5.1.2 达尔文的物种概念人为分类单位，亲缘关系密切的个体群物种可变、个体差异在种间渐变近代的物种概念5.1.3 近代的物种概念形态和遗传结构相似的种群构成，种类个体

2、间存在差异5.1.4 现代的物种概念(Mayr,1982)由许多群体形成的生殖单元(与其他单元生殖上隔离)，占有一定的生境位置第3页，共26页，2022年，5月20日，17点56分，星期三生物种的特点由内聚因素(生殖、遗传、生态、行为、相互识别系统)联系起来的个体的集合可随时间进化改变的个体集合生态系统的功能单位第4页，共26页，2022年，5月20日，17点56分，星期三5.2 物种的遗传变异与选择5.2.1 基因、基因库和基因频率5.2.2 变异、自然选择和遗传漂变5.2.3 遗传瓶颈和建立者效应5.2.4 迁移活动及非随机交配5.2.5 表型的自然选择类型第5页，共26页，2022年，5

3、月20日，17点56分，星期三5.2.1 基因、基因库和基因频率相关概念染色体、同源染色体，基因(gene)、等位基因(allele)、座位(locus)纯合、杂合，显性、隐性、共显性，多基因形状基因库 (gene pool)基因频率(gene frequency)和基因型频率(genotypic frequency)哈代-魏伯格定律(Hardy-Weinberg Law)巨大、随机交配、无其它因素干扰的种群基因频率和基因型频率世代保持稳定遗传平衡状态第6页，共26页，2022年，5月20日，17点56分，星期三基因频率的改变突变遗传漂变种群大小的作用奠基者效应瓶颈效应迁移活动非随机交配自然选

4、择校服、工作服、保安服、医务服装、职业装 定制 第7页，共26页，2022年，5月20日，17点56分，星期三5.2.2 变异、自然选择和遗传漂变变异遗传物质的变异基因突变、染色体突变(结构/数量)多态座位比例、平均杂合性基因表达的蛋白质(酶)的变异凝胶电泳技术识别同工酶(别构酶)表现型数量性状的变异形态、结构、功能的差异地理变异渐变群 (cline)地理亚种 (subspecies)校服、工作服、保安服、医务服装、职业装 定制 第8页，共26页，2022年，5月20日，17点56分，星期三变异、自然选择和遗传漂变自然选择 (natural selection)变异、个体间存活能力、生殖能力是

5、自然选择的基础适合度、相对适合度和选择系数遗传漂变 (genetic drift)遗传漂变现象遗传漂变的产生自然选择和遗传漂变是进化的动力第9页，共26页，2022年，5月20日，17点56分，星期三0 20 40 60 80 1000 20 40 60 80 1002.01.91.81.71.61.51.41.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10A1基因频率 种群增长因子世代世代A1A1纯合个体具最高适合度的假设条件下，种群中A1基因频率和种群指数增长因子随世代的变化第10页，共26页，2022年，5月20日，17点56分，星期三预测值观察值隐性基因频率0 1 2 3

6、4 5 6 7 8 9 10世代果蝇试验种群的进化。隐形致死基因随时代而逐渐减少校服、工作服、保安服、医务服装、职业装 定制 第11页，共26页，2022年，5月20日，17点56分，星期三5.2.3 遗传瓶颈和建立者效应遗传瓶颈种群数量急剧下降导致基因频率变化和总遗传变异的下降经过瓶颈后的结果建立者效应 (founder effect)建立者种群建立者效应第12页，共26页，2022年，5月20日，17点56分，星期三瓶颈效应遗传瓶颈 100%在原种群中基因频率为80%在越冬种群中基因频率为50%在第二年种群中基因频率就变化为50%在第三年种群中基因频率就变化为100%在越冬种群基因频率为1

7、00%遗传瓶颈第13页，共26页，2022年，5月20日，17点56分，星期三:=5:1:=5:2建立者效应第14页，共26页，2022年，5月20日，17点56分，星期三5.2.4 迁移活动及非随机交配迁移活动迁入/迁出导致基因流动，可以改变种群的基因频率；有迁入的种群基因频率的变化率迁入率（迁入个体和原种群个体频率差值）非随机交配自然种群的个体交配几乎总是有选择的，故自然种群的基因频率很难保持稳定性选择例是典型的非随机交配例子第15页，共26页，2022年，5月20日，17点56分，星期三5.2.5 表型的自然选择表型的自然选择表型自然选择的种类稳定选择定向选择分裂选择自然选择的生物学单位

8、个体选择配子选择亲属选择群体选择性选择第16页，共26页，2022年，5月20日，17点56分，星期三5.3 物种形成 (speciation)5.3.1 物种形成及其过程地理物种形成学说地理隔离独立进化生殖隔离机制的建立生殖隔离机制的种类Tab5-1 P955.3.2 物种形成的方式异域性物种形成邻域性物种形成同域性物种形成适应辐射校服、工作服、保安服、医务服装、职业装 定制 第17页，共26页，2022年，5月20日，17点56分，星期三巴西亚马逊河流域西部的Rio Jurua河两岸，绢猴的两个种群被分隔形成遗传差异第18页，共26页，2022年，5月20日，17点56分，星期三扩展分布区

9、地理隔离独自进化生殖隔离形成2个物种即使相遇已经不能相互配育异域性物种形成A大范围地理隔离第19页，共26页，2022年，5月20日，17点56分，星期三扩展分布区地理隔离独自进化生殖隔离形成2个物种即使相遇已经不能相互配育异域性物种形成B处于分布区边缘的小种群因建立者效应产生差异第20页，共26页，2022年，5月20日，17点56分，星期三扩展分布区独自进化生殖隔离形成2个物种即使相遇已经不能相互配育部分的地理隔离存在基因交流屏障如生物的运动能力及繁殖体传播能力差邻域性物种形成第21页，共26页，2022年，5月20日，17点56分，星期三生境选择差异食物选择差异宿主选择差异独自进化生殖隔

10、离形成2个物种即使相遇已经不能相互配育无地理隔离但生态位产生差异虽有基因交流的可能但生境食物等习性阻止了交流同域性物种形成第22页，共26页，2022年，5月20日，17点56分，星期三物种形成的4种模式类别初始分化生殖隔离完成生殖隔离种形成模式12分布区重叠分布区重叠分布区重叠分布区重叠分布区重叠分布区不重叠重叠模式34567分布区不重叠分布区不重叠分布区不重叠分布区相邻分布区相邻分布区不重叠分布区不重叠分布区不重叠分布区不重叠分布区不重叠分布区不重叠分布区重叠分布区相邻分布区不重叠分布区重叠不重叠模式8910分布区相邻分布区相邻分布区相邻分布区相邻分布区相邻分布区相邻分布区相邻分布区重叠分布区不重叠相邻模式111213分布区不重叠分布区不重叠分布区不重叠分布区相邻分布区相邻分布区相邻分布区相邻分布区重叠分布区不重叠不重叠-相邻模式第23页，共26页，2022年，5月20日，17点56分，星期三适应辐射共同祖先在进化过程中分化为各种类型适应多种生活方式如：分别在生境、食性、取食方式、取食时间、取食空间、取食