生物種及其變異與進化

5.1生物種的概念5.2物種的遺傳變異選擇5.3物種形成第五章生物種及其變異與進化5.1生物種的概念5.1.1傳統(tǒng)生物學家的物種(species)概念真實存在、形態(tài)相似、自由交配、產(chǎn)生可育后代物種不變、中間無親緣關系5.1.2達爾文的物種概念人為分類單位，親緣關系密切的個體群物種可變、個體差異在種間漸變近代的物種概念5.1.3近代的物種概念形態(tài)和遺傳結構相似的種群構成，種類個體間存在差異5.1.4現(xiàn)代的物種概念(Mayr,1982)由許多群體形成的生殖單元(與其他單元生殖上隔離)

占有一定的生境位置由于大多數(shù)物種在形態(tài)上易于識別和區(qū)分，后來的多數(shù)分類學家主要以形態(tài)特征作為識別和區(qū)分種的依據(jù)。但把種劃在哪個等級上只能人為決定，不同人可以有不同的歸類標準。另外，生物間的雜交能力很少達100%。如果A和B兩種群雜交能力達55%，那么兩個種群算不算一個種？由此可見，這種劃分也有一定的局限性?？傊?，不同分類學家之間對物種的劃分標準是不同的。因此，對物種的人為劃分模糊了物種存在的客觀性。生物種的特點? 由個體聯(lián)系起來的的集合? 可隨時間進化改變的個體集合? 生態(tài)系統(tǒng)的功能單位55.2 物種的遺傳變異與選擇5.2.1基因、基因庫和基因頻率5.2.2變異、自然選擇和遺傳漂變5.2.3遺傳瓶頸和建立者效應5.2.4遷移活動及非隨機交配5.2.5表型的自然選擇類型655.2.1基因、基因庫和基因頻率? 相關概念– 染色體、同源染色體，基因(gene)、等位基因(allele)、座位(locus)– 純合、雜合，顯性、隱性、共顯性，多基因形狀基因庫

(gene

pool)基因頻率(genefrequency)和基因型頻率(genotypicfrequency)哈代-魏伯格定律(Hardy-Weinberg

Law)– 巨大、隨機交配、無其它因素干擾的種群– 基因頻率和基因型頻率世代保持穩(wěn)定– 遺傳平衡狀態(tài)基因頻率的改變? 突變? 遺傳漂變– 種群大小的作用– 奠基者效應– 瓶頸效應? 遷移? 自然選擇85.2.2變異、自然選擇和遺傳漂變? 變異– 遺傳物質(zhì)的變異?基因突變、染色體突變(結構/數(shù)量)?多態(tài)座位比例、平均雜合性– 基因表達的蛋白質(zhì)(酶)的變異?凝膠電泳技術識別同工酶(別構酶)– 表現(xiàn)型數(shù)量性狀的變異?形態(tài)、結構、功能的差異– 地理變異漸變?nèi)?/p>

(cline)地理亞種

(subspecies)9變異、自然選擇和遺傳漂變自然選擇

(naturalselection)– 變異、個體間存活能力、生殖能力是自然選擇的基礎– 適合度、相對適合度和選擇系數(shù)遺傳漂變

(geneticdrift)– 遺傳漂變現(xiàn)象– 遺傳漂變的產(chǎn)生? 自然選擇和遺傳漂變是進化的動力10自然選擇和遺傳漂變是兩種進化動力選擇系數(shù)(s)=1–相對適合度（w）漂變強度：種群大小的倒數(shù),1/N問題一：一切都是自然選擇的結果？雄性的乳頭，闌尾，智齒。無用的基因可能“搭便車在種群中擴散。問題二：進化有無限的創(chuàng)造力？若一種結構在其尚未完成時，對生物也有某種用處，就可以被保留下來，逐步演變到如今的樣子。不然，就進化不出來。問題三：自然選擇讓生物越來越復雜？選擇的壓力讓生物“不敢”太復雜。洞穴魚沒有眼睛，寄生絳蟲沒有內(nèi)臟，海星和海膽喪失了腦。生存壓力小時，生物才有機會變復雜。問題四：進化產(chǎn)生完美？只要不比競爭對手差，就能活下去。修修補補湊合用，是常有的事。熊貓的“拇指”；鯊魚缺乏魚鰾；哺乳動物的雙向肺遠不如鳥類的單向肺有效率；脊椎動物的眼睛有盲點?！眴栴}五：進化論不是科學？進化有可能被各種各樣的發(fā)現(xiàn)和實驗證偽。從一開始，演化論就在思考什么情況下自己會錯（可證偽性）。達爾文說：“”如果發(fā)現(xiàn)任何一個這樣的復雜器官，它不可能經(jīng)過大量連續(xù)微小的變化得到，那么我的理論肯定就是錯的了。這就是科學和宗教的不同。問題六：進化論什么都預測不了？進化論的預測力有限，但已被用來預測了。半魚半兩棲動物Tiktaalik。英國胡椒蛾。轉基因作物抗藥能力?！半u尾酒療法”。問題七：自然選擇是進化唯一方式？許多變化來源于隨機遺傳漂變，或者說偶然。黃種人和白種人的頭形不同。島嶼上的斑紋老鼠。這就叫幸者生存，而非適者生存。125.2.3遺傳瓶頸和建立者效應遺傳瓶頸

(BottleneckEffect)? 種群數(shù)量急劇下降導致基因頻率變化和總遺傳變異的下降– 經(jīng)過瓶頸后的結果建立者效應

(FounderEffect)– 建立者種群– 建立者效應瓶頸效應13遺傳瓶頸●100%在越冬種群中●基因頻率為50%在第二年種群中●基因頻率就變化為50%●在第三年種群中基因頻率就變化為100%●在越冬種群基因頻率為100%遺傳瓶頸在原種群中●基因頻率為80%14: =5:1: =5:2建立者效應5.2.4遷移活動及非隨機交配? 遷移活動– 遷入/遷出導致基因流動，可以改變種群的基因頻率；– 有遷入的種群基因頻率的變化率＝遷入率×（遷入個體和原種群個體頻率差值）? 非隨機交配– 自然種群的個體交配幾乎總是有選擇的，故自然種群的基因頻率很難保持穩(wěn)定– 性選擇例是典型的非隨機交配例子185.2.5 表型的自然選擇? 表型的自然選擇? 表型自然選擇的種類– 穩(wěn)定選擇– 定向選擇– 分裂選擇? 自然選擇的生物學單位–個體選擇–配子選擇–親屬選擇–群體選擇–性選擇195.3物種形成(speciation)5.3.1物種形成及其過程– 地理物種形成學說?地理隔離?獨立進化?生殖隔離機制的