生态学生物种及其变异与进化

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1、1第六章生物种及其变异与进化6.1生物种的概念6.2物种的遗传变异与选择6.3物种形成26.1生物种的概念1、传统生物学家的物种(species)概念(如林奈)真实存在、形态相似、自由交配、产生可育后代。物种不变、种间无亲缘关系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，种间存在亲缘关系，强调个体差异和种间的连续性。33、近代的物种概念形态和遗传结构相似的种群构成，种类个体间存在差异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。（物种是生物分类学的基本单位。物种是互交繁殖的相同生物形成的自

2、然群体，与其他相似群体在生殖上相互隔离，并在自然界占据一定的生态位）。4生物种的特点由个体联系起来的的集合，物种是自然界中真实存在，不同于种以上的分类单位（人为）可随时间进化改变的个体的集合生态系统的功能单位，不同物种有不同的生态位，物种是维持生态系统能流、物流、信息流的关键。5种群的含义种群是分布在特定区域、由彼此能交配产生的有生育能力后代的个体组成的。种群是一个遗传单位，种群中所有个体的基因组合构成了种群的基因库，迁入和迁出可以引起基因库的变化。变异（遗传漂变）和自然选择是种群进化（基因库变化）的两个动力。新物种的形成是种群进化的质的飞跃。66.2物种的遗传变异与选择6

3、.2.1基因、基因库和基因频率6.2.2变异、自然选择和遗传漂变6.2.3遗传瓶颈和建立者效应6.2.4表型的自然选择类型76.2.1基因、基因库和基因频率基因是带有可产生特定蛋白的遗传密码的DNA片段。基因是成对结构，由两个等位基因构成，各来自于同源染色体。而个体可有纯合或杂合的基因型。表达的表现型取决于等位基因是显性的、隐性的还是共显性的。基因库（genepool）是指种群中全部个体的所有基因的总和。由于存在基因突变，种群基因库的组成是不断变化的。种群中个体的特性就是表现型，它是由基因型的特性和环境影响共同决定的，所以种群的特性可以用表现型和基因型的频率加以描述。8基因

4、的频率、基因型的频率决定特定性状的同源染色体上的基因组合称为基因型，种群内每个基因型所占的比例为基因型频率，种群内每个基因所占比例称为基因频率。9如在二倍体个体染色体某一座位上有一对等位基因Aa，是从亲代AA,aa,而来，基因频率各为50%。Aa*Aa---F代，A、a基因频率也为50%。基因型频率为25%AA，50%Aa，25%aa.如果基因平衡不受干扰，种群的基因型频率将稳定为：25%AA，50%Aa，25%aa10在一个巨大的、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，称为哈-温定律（Hardy-Weinberglaw）。这种状态，称种群的遗传平

5、衡状态哈-温定律116.2.2变异、自然选择和遗传漂变遗传物质的变异基因突变、染色体突变(结构/数量)基因表达的蛋白质(酶)的变异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)变异12测定遗传变异种群和物种内的遗传变异可直接由DNA或蛋白（别构酶）变异来估计。蛋白或DNA片段可通过凝胶电泳分离，呈现可刻划的带来决定个体的基因型。对个体DNA的详细调查产生了一种独特的遗传指纹，对建立父子关系很有用。亲子鉴定。遗传物质的变异13多态现象（多型）种内变异表现在个体形态、结构、功能的差异，即表型上的差异。是种群中许多等位基因的

6、存在，导致一种群中多种表型----称多态现象（多型）。一个种群或物种可能颜色是多型的，如蜗牛、螺、蛤以多种颜色共存，或者一些生化特性是多型的，如植物的毒性（巢菜和车轴草的叶子被破坏时产生氰化物的能力不同）。一些多型可能是由自然选择保持下来的，但其他是由于许多基因控制多型性状的结果。表现型数量性状的变异14螺蜗牛蛤15地理变异渐变群(cline)如果种群很大，或者同一物种的多个种群散布在大片地理区域中，邻近的种群虽然仍可杂交，但位于极端的种群，彼此相隔很远，已不能杂交，它们只能和相邻的种群杂交，而这一相邻的种群又可和它周围的种群杂交。例如，美洲豹蛙(Ranapipiens)在

7、美国，从东北部一直连续分布到南端。将分布于东北部的豹蛙和分布于南端的豹蛙放在一起已不能生殖，即彼此已经是生殖隔离了，但它们和邻近的蛙却能交配生殖。这样的大种群称为渐变群(cline)。地理亚种：由于环境选择压力在地理空间上不连续或物种种群隔离而形成的，亚种间可能有许多不同性状或等位基因频率，但它们在相遇地带能够交配，从而区别于一同物种。16自然选择和遗传漂变自然选择(naturalselection)变异、个体间存活能力、生殖能力是自然选择的基础指标：适合度和选择系数遗传漂变(geneticdrift)遗传漂变现象