基础生态学-生物种及其变异与进化

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1、第二部分种群生态学4种群及其基本特征5种群种及其变异与进化5.1生物种的概念5.2种群的遗传变异与选择5.3物种形成6生活史对策7种内与种间关系1/325种群种及其变异与进化对种群的遗传结构、进化机制和物种形成的研究是紧密结合种群遗传学的当前种群生态学研究的另一主要方面。种内个体的基因型（决定特定性状的同源染色体上的基因组合称为基因型）和表现型（具有特定基因型的个体，在一定环境条件下所表现出来的形状特征的总和）的构成及其代间传递过程中发生的变化，反映了种群的质的特征，并与其数量动态密切相关。2/32第二部分种群生态学4种群及其基本特征5种群种及其变异与进化5.1生物种的概念

2、5.2种群的遗传变异与选择5.3物种形成6生活史对策7种内与种间关系3/325.1生物种的概念林奈物种：形态相似，可自由交配，产生可育后代。物种是不变的、独立的，种间无亲缘关系。达尔文物种：物种是可变的，种间有亲缘关系。人为划分的分类单位。现代：具有形态相似性与遗传相似性的种群。种内形态和遗传相似性大于种间的相似性，承认种间和种内都存在差异。Mayer(1982)提出，物种是由许多群体组成的生殖单元（在自然界与其它单元生殖上隔离），它在自然界中占有一定的生境位置。4/325.1生物种的概念生殖隔离是生态学（生物学）对物种进行区分的可靠标准，但分类学、古生物学需要其他可行的标准。

3、5.1生物种的概念生物种的特点：①生物种不是按任意给定的特征划分的逻辑的类，而是由内聚因素（生殖、遗传、生态、行为、相互识别系统等）联系起来的个体的集合。②物种是一个可随时间改变的个体的集合。③物种是生态系统中的功能单位。6/32第二部分种群生态学4种群及其基本特征5种群种及其变异与进化5.1生物种的概念5.2种群的遗传变异与选择5.3物种形成6生活史对策7种内与种间关系7/325.2.1基因、基因库和基因频率基因(gene):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（种群中可能有两对以上），每一等位基因来自一条同源染色体。两个等位基

4、因如果相同为纯合的，不同为杂合的，杂合的基因可以共显性，更多的是仅一个基因为显性，另一个为隐性。基因库(genepool)：种群内所有个体基因的总和构成基因库。如果染色体一个座位上有两对或多对等位基因，则基因库是多型的、表现型是多态的。8/325.2.1基因、基因库和基因频率基因频率(genefrequency)：在种群中不同基因所占的比例，即为基因频率。基因型频率（genotypicfrequency）：种群内每个基因型所占的比例叫基因型频率。进化：种群的基因频率从一个世代到另一个世代的连续变化过程。9/325.2.1基因、基因库和基因频率哈代－魏伯格定律(Hardy-Wei

5、nberglaw)是指在一个巨大的、个体交配完全随机、没有其它因素的干扰（如突变、选择、迁移、漂变等）的种群中，基因频率和基因型频率将世代保持稳定不变。这种状态称为种群的遗传平衡状态。10/325.2.2变异、自然选择和遗传漂变5.2.2.1变异变异是自然选择、进化的基础，也是进化的结果。种群内的变异包括遗传物质的变异、基因表达的蛋白质（特别是酶）的变异和表现型的数量性状的变异。5.2.2.2自然选择选择是对有差别的存活能力和生殖能力的选择，只能出现在具有不同存活和生育能力的、遗传上不同的基因型个体之间。即当各基因型个体在适合度上存在差异时，自然选择才起作用。适合度(fitne

6、ss)以基因型个体的平均生殖力乘以存活率算出（W=ml）。12/325.2.2.2自然选择种群中不同基因型的适合度W不同，各基因型的适合度除以其中最大的适合度即为相对适合度。相对适合度的极差即为选择系数（s），选择系数越大，自然选择强度越大。13/32如在染色体相同位置上有一对等位基因A1和A2，基因频率各为50%，如果基因平衡不受干扰，种群的基因型频率将稳定为：25%A1A1，50%A1A2，25%A2A2实例14/32种群数量Nt；基因频率：A1--pt；A2–qt(=1-pt)世代（t）：基因型个体存活率个体生育率世代t的个体数量成熟个体存活数A1A1A1A2A2A2l1

7、1l12l22M11m12m22pt2Nt2ptqtNtqt2Ntpt2Ntl112ptqtNtl12qt2Ntl22总合子数Nt+1:(pt2l11m11+2ptqtl12m12+qt2l22m22)Nt基因数A1:[(2)pt2l11m11+(1)2ptqtl12m12]Nt基因数A2:[(1)2ptqtl12m12+(2)qt2l22m22]Nt基因频率：pt+1:[(2)pt2l11m11+(1)2ptqtl12m12]Nt/2Nt+1qt+1:[(1)2ptqtl12m12+(2)