第16章遗传与进化PPT.ppt

澳大利亚的树袋熊与袋鼠 隔离的类型 隔离一般有地理隔离(geographic isolation)、生态隔离(ecological isolation )和生殖隔离(reproduction isolation)等类型。三者均表现为无法进行相互交配。 地理隔离是由于某些地理的阻碍而形成的隔离。 生态隔离指由于所要求的食物、环境或其他生态条件差异而形成的隔离。 生殖隔离指不能杂交或杂交后代不育而形成的隔离。 地理隔离与生态隔离是条件性生殖隔离，可称为交配隔离，它们可能最终导致群体间生殖隔离。 在某些情况下，生殖隔离可能由遗传因素直接形成。 16.3.3 物种形成的方式 渐变式 在一个长时间内旧的物种逐渐演变形成新的物种，是物种形成的主要形式。也是自然选择学说所描述的新物种形成方式。 爆发式 短期内以飞跃形式形成新的物种，往往没有复杂的中间亚种阶段。主要在高等植物普遍存在。 渐变式 新物种的渐变形成机制： 继承式——一个物种在各种改变基因频率因素(突变、选择等)的作用下，变异累积导致群体遗传结构改变，经过一系列中间类型过渡为新物种。(无需隔离作用) 分化式——一个物种在变异累积和隔离(地理隔离与生态隔离)共同作用下，先形成两个或两个以上的地理亚种或生态亚种；亚种间遗传结构进一步分化形成生殖隔离，从而分化形成两个或两个以上的新物种。(需要隔离作用) 马的进化 爆发式 新物种的爆发形成机制： 突变：一系列大突变相继产生； 染色体结构变异：如倒位与易位； 染色体数目变异：如同源多倍体化；远缘杂种染色体数目加倍。 物种的快速形成 点断平衡与物种形成 建立者物种形成 染色体畸变与物种形成 植物多倍体形成 小麦的进化 爆发式物种形成 染色体加倍 这种人工合成的斯卑尔脱小麦与现有的斯卑尔脱小麦很相似，两者可以相互杂交而产生可育的后代。 另外，棉属的进化、普通烟草的形成、芸苔属中各个栽培种的起源也充分说明了这种爆发式形成物种的作用。 点断平衡与物种形成－云南澄江动物群的发现 澄江动物群：是世界上目前所发现的最为古老、保存最完整的带壳后生动物群，也是世界上公认的爆发性跃进的进化动物群典型（距今约5.3亿年），代表“寒武纪大爆发”的进化现象。 我们用年轻的双手敲打岩石的记忆，续写亿万年前结束的故事…… 澄江动物群野外研究站 绝灭 (extinction) 概念：当环境发生剧烈变化，而物种本身缺乏合适的变异来适应变化的环境或由于其他物种的竞争与排挤，该物种在有限的空间和有限的可利用资源的情况下不能适应，就会导致绝灭。分为常规绝灭 (normal extinction)和集群绝灭 (mass extinction)。 据估计，地球上存在过的物种大约有99％已经绝灭了。 根据古生物学和地质学的研究结果，大约每隔2600～2800万年，生物界就要发生一次大规模的物种绝灭。从事物发展规律看，物种在经历了产生、发展、壮大过程之后，必然要走向灭亡，绝灭是生物进化的必然趋势。 地球生命在35亿年演化过程中，共经历过五次大绝灭 　　 16.4 分子水平的进化 16.4.1 从分子水平研究生物进化的优点 16.4.2 分子水平的进化信息研究 16.4.3 中性学说 16.4.4 进化的分子钟 16.4.1 从分子水平研究生物进化的优点 传统的生物进化研究的主要依据是生物个体、细胞水平研究所提供的信息。 分子水平研究发现，在生物大分子中蕴藏了丰富的生物进化遗传信息；从分子水平研究生物进化具有以下优点： 根据生物所具有的核酸和蛋白质结构上的差异程度，可以估测生物种类的进化时期和速度。 对于结构简单的微生物的进化，只能采用这种方法。 它可以比较亲缘关系极远类型之间的进化信息。 16.4.2 分子水平的进化信息研究 研究表明： 在不同物种中，相应核酸和蛋白质序列组成存在广泛差异，并且这些差异在长期生物进化过程中产生，具有相对稳定的遗传特性。 根据这类信息可以估测物种间的亲缘关系：物种间的核苷酸或氨基酸序列相似程度越高，其亲缘关系越近，反之亲缘关系越远。 从分子水平研究获得的生物进化信息与地质研究估计数据十分接近。 系统发育与系统发育学 每一个体都有发生、生长、发育，以至成熟的过程，这一过程便称为个体发育（ontogeny）。 所谓系统发育（phylogeny）是与个体发育相对而言的，它是指某一个类群的形成和发展过程。 系统发育学（phylogenetics）研究的是进化关系，系统发育分析就是要推断或者评估这些进化关系。通过系统发育分析所推断出来的进化关系一般用分枝图表（进化树）来描述，这个进化树就描述了同一谱系的进化关系，包括了分子进化（基因树）、物种进化以及分子进化和物种进化的综合。因为”clade”这个词（拥有共同祖先的同一谱系）在希腊文中