种群生态学2PPT.ppt

* * 第二节 种群的遗传与进化 §1 遗传变异 §2 物种进化 §3 物种形成 §4 种群进化对策 参考文献 思考题 §1 遗传变异 基因库和基因频率 变异和遗传多样性 基因库和基因频率 基因和等位基因 基因是带有可产生特定蛋白质遗传密码的DNA片段,在二倍体生物,由两个等位基因构成,每一等位基因来自一条同源染色体。 遗传型和表现型 个体的遗传结构叫遗传型，遗传型在个体中的表达叫表现型。 基因组和基因库 一个物种的全部遗传信息的总和则称为基因组(genome)。 种群中全部个体的所有基因总和称基因库（gene pool）。 基因频率和哈温定律 基因频率: 种群中某一基因出现的频率 哈温定律（Hardy-Weinberg law）：指在一个巨大的、随机交配和没有干扰基因平衡因素的种群中，基因型频率将世代保持稳定不变。 多形现象(polymorphism):种群中许多等位基因的存在导致一种以上的表现型。 基因型频率和基因频率计算 基因型频率 N个体，等位基因为A1、A2，n1个A1A1，n2A1A2，n3A2A2 A1A1： x=n1/N；A1A2：y=n2/N；A2A2：z=n3/N n1/N+n2/N+n3/N=100% 2N配子 基因频率： A1:p= (2n1+n2)/2N A2: q=(n2+2n3)/2N P+q=1 X=p2, y=2pq, z=q2 基因组 自丹麦的学者约翰逊用基因 (gene)这个词来表述孟德尔在豌豆杂交实验中发现的“性状单位”或“单位因子”以来 ,基因这个词已被普遍接受和沿用了九十年。其含义亦随着对遗传物质认识的深化而逐渐具体化。 基因的现代定义可表述为 :遗传信息的结构与功能的单位。指一段DNA分子 ,也可以是一段RNA分子 (如RNA病毒 )。 一个物种的全部遗传信息的总和则称为基因组(genome),既可以指一套染色体 (单倍体 ),也可以指其中的全部核酸。比如人类基因组即指人的 2 3条染色体 (2 2条常染色体和一条性染色体 )或 2 3条染色体内的全部DNA ,由 2 3条极长的DNA分子 ,总共约3× 1 0 9个核苷酸组成。 §2 物种进化 进化动力 自然选择类型 种群对自然选择压力反应的时空变化 进化动力 进化动力：自然选择和遗传漂变是两种进化的动力。 两种进化动力的作用： 中性说： 认为遗传变异完全是突变和遗传漂变的结果，不包括自然选择。 筛选说：认为遗传变异是突变、遗传漂变和自然选择的联合结果。 平衡选择说：认为遗传变异完全是自然选择的结果。 自然选择类型 作用于表现型特征的自然选择，按其选择结果可分为三类： 稳定选择 定向选择 分裂选择 均数 频率 选择前 选择后 定向选择 稳定选择 分裂选择 选择压力 种群对自然选择压力时空变化的反应 广布种的形态、生理、行为和生态特征往往在不同地区有显著的差异，称地理变异。地理变异反映了物种种群对于环境选择压力空间变化的反应。环境压力的变化有时是连续的，有时是不连续的，生物的适应性反应也可分两类，形成渐变群和地理亚种。 渐变群（cline）:选择压力地理空间上的连续变化导致基因频率或表现型的渐变，形成一变异梯度，称为渐变群。 工业黑化现象（industrial melanism）:桦尺蠖（Biston betularia）在污染区黑色型占优势，在未污染区则仍以浅色型个体占优势。 §3 物种形成 物种形成的步骤 物种形成的方式 物种形成的步骤 地理物种形成学说认为：物种形成(allopatric speciation)过程大致分三个步骤： ①地理隔离； ②独立进化； ③生殖隔离机制的建立。 物种形成的方式 物种形成的方式一般分为三类： ①异域性物种形成（allopatric speciation ）； ②邻域性物种形成（parapatric speciation ） ； ③同域性物种形成（symptric speciation ） 。 物种形成的三类方式 地理隔离 独立进化 生殖隔离 异域的A 异域的B 邻域的 同域的 §4 种群进化对策 生态对策 r-对策 K-对策 r- K连续体 r-选择和K-选择的特征比较 r-选择的优缺点 K-选择的优缺点 r-对策和K-对策种群的增长曲线比较 R-、C-和S-选择的生活史模式 生态对策 生态对策(bionomic strategy)（生活史对策 life history strategy ）：生物在进化过程中，对某一些特定的生态压力所采取的生活史或行为模式，称生态对策。 繁殖对策 取食对策 避敌对策 扩散对策 r对策和K对策 r-对策 r-对策(r-strategy)：生活在条件严酷和不可预测环境中，种群死亡率