进化生物学(2)

2019-09-01 23:24

中生代是爬行动物,特别是恐龙类的全盛时期 新生代是现代生物类型出现和发展的时期

裸蕨是最先登陆成功的植物,被子植物是植物中登陆最成功的类群 四、简述马进化的大体过程。

1.始新世的始新马,也称始马,前肢4趾,后肢3趾;臼齿低尖型,6个尖,低冠。 2.渐新世至中新世的渐新马,也称中马,前肢3趾尚有第5趾的遗迹,后肢3趾;臼齿脊牙型,低冠。

3.中新世晚期的中新马,也称买内马,前后肢都是3趾,中趾着地;臼齿脊牙型,高冠,齿面加大。 4.

上新世的上新马,结构与现代马相似。前后肢都只有中趾显露,第2、4趾完全丧失了

它们祖先的功能,只剩下枝状的痕迹。牙齿也更为进化

5.真马是通过家养驯化逐渐形成了各种马的品种(1)体型增高、变大;(2)趾数减少。中趾加强,侧趾退化;(3)臼齿由低冠变为高冠,齿面加大,齿面构造复杂化

第五章 生物表型的进化

一、名词

1.行为:指动物体感受信息后的有规律的适应性活动。

2.信号:所谓信号,是指能引起动物发生行为反应的任何符号、姿态和标志等。

3.进化稳定对策(ESS):用于解释动物的各种行为对策的一种理论。进化稳定对策是一种混合对策,这种对策是经过长期进化检验的、最稳定的、而且最少受到其他可选对策的干扰;是一种不可侵犯的对策。

4.―有产者‖原则:争斗中的“有产者”原则是指争斗中资源(食物、领域、配偶)占有者往往处于优势。入侵者和占有者之间的争斗模式是一种ESS。

5.亲缘选择:供体表现一种行为,这种行为会降低其自身的达尔文适应性即后裔延续生存的期望数,代价为C,但受体的适应性却得到增加,受益为B。 二、简答

1.新构造的起源及其在进化中的意义是什么?

(1)基因的多效性是新构造、新器官形成的基础。(2)基因多效性即一个基因控制若干性状的特征。例如,有蹄动物的角,最初可能由于基因的多效性而形成一个隆起,由于这个隆起对生存有利,便被自然选择所保留并得到进一步发展。 2.新功能的起源及其在进化中的意义是什么?

(1)随着环境的改变,一些适应新环境的功能也随之出现。新功能与旧结构之间的矛盾常常出现,矛盾的结果往往是创造新的结构满足新的功能。(2)新功能的出现具有重要的进化意义,使生物能够更好地适应环境。 3.新功能起源的基本方式有哪些?

(1)功能的强化;(2)功能的扩大;(3)功能的更替。

4.简述利他行为的生物学意义及其进化机制。

意义:利他行为对行为表达者和行为接受者都具有一定的生物学意义。利他行为在给行为表达者带来眼前不利的同时也带来了亲缘选择的好处,即帮助传递自身基因的好处,从而提高了自身的内在适合度。利他行为给行为接受者所带来的最直接的好处就是帮助其提高了适合度(存活能力和繁殖后代的能力)。

进化机制:根据Hamilton的观点,利他行为分别受亲缘选择和“互惠性利他”选择两种选择机制的支配。 ①亲缘选择:Hamilton指出,在行为实行后,群体中基因A出现频率的变化取决于供体和受体之间的亲缘系数(relationship),亦即取决于供体和受体具有遗传关系的个体中同源基因的平均份额(具有相同基因的概率)。倘若亲缘系数r大于C/B,则供体的行为将使基因A的出现频率增高。 ②互惠性利他选择:无亲缘关系个体之间。

第六章

? 复习思考题:

一、名词:哈代-温伯格定律、分裂性选择、 基因频率、适应、稳定性选择、遗传漂变

二、试述自然选择与性选择的联系和区别。 三、试述选择对基因频率的影响。 四、试述影响种群基因频率的各种因素。 五、试述遗传漂变产生的原因。

六、试述适应的相对性及其产生的原因。

第一节 自然选择的概念

自然选择即最适者生存,它是指适合于环境条件(包括食物、生存空间、风土气候等)的生物被保留下来,不适合者则被淘汰的现象。

自然选择是在生存斗争中实现的,它通过对微小的有利变异的积累而促进生物进化。 一.自然选择与生存斗争

? 1.生存斗争概述 ? 2.生存斗争的内容

? 与无机环境的斗争:水、光、空气、温度、气候 ? 种内斗争 ? 种间斗争

? 引起生存斗争的原因——繁殖过剩 在什么情况下发生选择?

– 达尔文认为,可遗传的变异和繁殖过剩是自然选择的前提或必要条件。但是,

根据现代综合论或根据种群遗传学原理对自然选择的新解释,在下面的情况下发生选择:

自然选择

? 1.种群内存在突变和不同基因型的个体; ? 2.突变影响表型,影响个体的适应度; ? 3.不同基因型个体之间适应度有差异。

二.自然选择的特点

? 1 自然选择是保留有利性状、淘汰有害性状的过程 海鸽卵的形状 海岛上

昆虫的翅膀

? 2 自然选择过程是通过生存斗争实现的 狼与鹿 猫与老鼠 ? 3 自然选择是一个缓慢、长期的过程 三.自然选择与适应

? 1.适应的概念

适应是生物对环境的一种适合,是生物适合环境条件而形成的一定特性和形状的现象

? 2.适应的类型 保护色 警戒色 拟态 ? 3.适应的相对性

– 适应是针对一定条件而言,不是所有条件 – 适应是一种暂时的现象,不是永久的

三、适应的起源

? 适应起源的基本方式

? ① 先期适应 先期适应也称预期适应或前适应。

? ②后期适应 后期适应(post adaptation)也称后适应。它指的是生物在由

于早已存在的某些变异而得到生存(即先期适应)后,在新的条件下发生新的有利变异从而加强了适应

第二节自然选择的作用

? 一.自然选择的作用——定向地改变种群的基因频率

? 基因频率是指某一等位基因在所有等位基因总数中所出现的百分率

二.Hardy-Weinberg定律

一个有性生殖的自然种群中,在符合下列五个条件的情况下:①种群无限大; ②随机交配;③没有突变发生;④没有新基因加入;⑤没有自然选择。各等位基因和基因型频率将在世代遗传中保持稳定不变。

三.自然选择的实例

1.工业黑化:由于工业污染而造成某种蛾类 黑化类型增多的现象

2.昆虫和细菌的抗药性

四.选择的基本类型

1.稳定性选择:把趋于极端的变异淘汰而保留那些中间型的个体,使生物类型具有相对的稳

定性 2.单向性选择:把趋于某一极端的变异保留下来,淘汰掉另一极端的变异,使生物类型朝向

某一变异方向发展 3.分裂性选择:把一个群体中的极端变异个体按不同方向保留下来,而中间常态型则大为减

少的选择

4.平衡性选择:使二个或几个不同质量性状在群体中的比例在若干代中保持平衡的现象称平

衡性选择。平衡性选择也即是保留不同等位基因的选择。 五.性选择 –自然选择的特殊形式 1.性选择的概念

性选择是一种特殊的自然选择,它是由雄性为取得雌性而造成的选择 2.性选择的形式

激烈的形式 缓和的形式: 3.性及性选择的起源 4.集团选择理论

5.性分化对进化进程的影响 六.影响进化的其它因素

1、遗传漂变 由于小群体引起的基因频率随机增减其至丢失的现象称为遗传漂变。遗传漂变也称随机漂变、遗传偏离或赖特效应

2、奠基者效应 也叫建立者效应,它是遗传漂变的一种极端的情况。 3、迁移或基因流动 4、近亲交配 5、中性变异

第七章 物种与物种的形成

? 复习思考题:

? 一、名词:物种、生殖隔离、种群、前合子隔离 ? 二、试述物种形成的三个主要环节。

? 三、以多倍体为例,简述物种形成的骤变式方式。 ? 四、简述物种形成在生物进化中的意义。

? 五、如何判断一个新的突变是否属于一个新种?

? 六、试比较继承式物种形成与分化式物种形成的区别。

第一节 物种概述

一、物种的概念

物种:是由种群所组成的生殖单元(和其他单元在生殖上隔离着),它在自然界中占有一定

的生境地位。

二、物种的标准

1.形态学标准:

因为绝大多数物种在形态特征上易于识别和区分,因此,现代的大多数分类学家在分类实践中,仍然主要以表型特征作为识别和区分物种的依据(表型种)。 2.遗传学标准:

根据遗传学的理论来认识物种,物种被定义为互交繁殖的群体,共有一个基因库。生殖隔离成为识别和区分物种的最重要的标准(生殖种) 3.生态学标准:

从生态学观点来看,物种是生态系统中的功能单位,每个物种占有一个生态位,每一个物种在生态系统中都处于它所能达到的最佳适应状态

4.生物地理学标准

每一物种都有自己的分布范围。因此,物种的地理分布也是区分物种的标准之一。 三、物种的结构

1.个体

个体是物种组成中最基本的单位,物种由许多个体组

2.种群

种群也叫居群。它是指生活在一定群落里的一群同种个体。

3.亚种

它是物种以下的分类单位。亚种(subspecies)是种内个体在地理和生态上充分隔离后所形成的群体,它有一定的形态生理、遗传特征,特别有不同的地理分布和不同的生态环境,所以也称―地理亚种

第二节 物种的形成

一、物种形成的三个主要环节

可遗传的变异(突变和基因重组)是物种形成的原材料 选择影响物种形成的方向(重要因素)

隔离是物种形成的必要条件

二、隔离的机制

? 隔离的机制很复杂,如果以受精产生合子为指标,可分为合子前隔离以及合子后隔

离 (狭义的生殖隔离)。合子前的隔离多为生态的、行为的等原因;合子后的隔离,一般是遗传的或生理的原因。

? 合子前隔离

(1)地理(空间)隔离 造成生物地理上隔离的因素有多种,对于多数陆地生物而言,河流、湖泊、海洋、高山、沙漠和峡谷等均能构成阻隔

(2)生态(生境)隔离 生态隔离即代表生存在同一地域内的不同生境的群体所发生的隔离。

(3)季节(时间)隔离 季节隔离又称时间隔离,是一种很有效的隔离机制

(4)性别(行为)隔离 性别隔离即在不同物种的雌雄性别间,相互吸引力微弱或缺乏而造成的

隔离。 (5)机械(形态)隔离 机械隔离也称形态隔离,指的是生殖器或花器在形态上的差异而出现的隔离。

? 合子后隔离 (1)配子或配子体隔离

(2)杂种不活 杂种不活即杂种合子不能存活,或者在适应性上比亲本差 (3)杂种不育 指F1杂种虽然能生存,但不能产生具有正常有功能的性细胞

(4)杂种体败坏 杂种体败坏即子二代或回交杂种的全部或部分不能存活或适应性低劣 三、物种形成的方式 (一) 渐进的种形成

(1)异地种形成和同地种形成

①异地种形成 如果两个初始种群在新种形成前(生殖隔离获得之前),其地理分布区是完全隔开、互不重叠的,这种情况下的种形成被称为异地种形成,完整的称呼是―分布区不重叠的种形成‖。

②同地物种形成 如果在两个种形成过程中,初始种群的地理分布区相重叠(不隔开),没有地理上的隔离,即形成新种的个体与原种其他个体分布在同一地域,所以也被称为―同地种形成‖或分布区重叠的种形成

(2)继承式和分化式物种形成

① 继承式物种形成 指一个种在同一地区逐渐演变成另一个种(其数目不增加)。这种物种形成方式,由于时间很长,所以无法见到,但古生物学的研究为此提供了不少证据。例如纽美尔(Neumayer)在东南欧的第三纪地层中发现了许多田螺的化石

②分化式物种形成 指一个物种在其分布范围内逐渐分化成两个以上的物种。一般认为


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