第五章物种形成与灭绝
《保护生物学》28课时 教学大纲
保护生物学课程大纲课程代码：00806146课程学分：2课程总学时：28适用专业：生物科学、食品科学等一、课程概述（一）课程的性质保护生物学是一门年轻的、综合性学科；它是一门解决当今社会发展、环境变化等因素所造成的生物多样性危机，以及阐述了人类社会如何与自然和谐发展的课程。
在生态系统遭受严重破坏，生物多样性急剧下降的今天，保护生物学显得尤其重要。
（二）设计理念与开发思路本课程教学的目的在于通过讲授物种形成和灭绝的机理、生物多样性演化历程、不同层次上生物多样性的产生与受威胁的现状等，了解生物多样性受到危害；从物种保护的优先原则、自然保护区的建立与迁地保护等，掌握生物多样性保护的方法和途径。
采用课件、图片、动画、视频等形式针对不同内容进行阐述，通过教学除使学生掌握生物保护的基本知识和基本技能，还培养学生形成不同生物与其栖息地环境相适应、学会人与自然可持续发展。
本课程知识内容主要有保护生物学的产生及其与生物多样性危机的关系、不同层次上生物多样性的产生与受威胁的现状及其保护、各层次上生物多样性的检测原理及方法、生物入侵、自然保护区的建立与迁地保护、生物多样性保护的有关国际行动等。
课时为28学时，学分为2；考核评价方式采用闭卷或开卷等方式进行。
二、课程目标课程目标是通过保护生物学课程的学习，要求学生了解生物多样性受损害的原因，掌握保护的方法和途径等，并学会利用这些知识解决实际问题的能力，并从而培养他们的科学素质。
（一）知识目标了解保护生物学的产生及其与生物多样性危机的关系、物种形成和灭绝的机理、生物多样性演化历程，不同层次上生物多样性的产生与受威胁的现状及其保护，掌握各层次上生物多样性的检测原理及方法、物种保护的优先原则，分析生物入侵的影响，理解自然保护区的建立与迁地保护的意义等。
（二）能力目标运用生物保护学相关知识学会环境、资源调查等，分析并解决生态环境问题等；根据生物保护学中的保护物种以及保护法规甄别生产、经营等合法行为能力。
人教版教学教案《遗传与进化》知识汇总
《遗传与进化》经典知识汇总第一章：生物进化的证据1.1 教学目标了解生物进化的概念掌握生物进化的证据：化石证据、比较解剖学证据、胚胎学证据理解生物进化的原因：自然选择、遗传变异、基因流、基因漂变1.2 教学内容生物进化的定义与意义化石证据：化石的形成与分布、化石在地层中的顺序、化石的种类与特征比较解剖学证据：同源器官、同功器官、痕迹器官胚胎学证据：胚胎发育过程、胚胎形态比较1.3 教学活动观察化石标本，探讨化石的形成与分布规律分析比较解剖学证据，通过图片或实物展示同源器官、同功器官、痕迹器官观察胚胎发育过程，探讨胚胎形态比较的证据第二章：遗传与变异2.1 教学目标理解遗传与变异的概念掌握遗传物质的传递规律：孟德尔遗传、染色体遗传、分子遗传了解基因突变、基因重组、染色体变异等遗传变异形式2.2 教学内容遗传与变异的基本概念孟德尔遗传：基因分离定律、基因自由组合定律染色体遗传：性染色体遗传、染色体数目变异分子遗传：DNA复制、基因突变、基因重组2.3 教学活动通过实例讲解遗传与变异的概念，让学生参与讨论分析孟德尔遗传实验，探讨基因分离定律与基因自由组合定律的原理与应用观察染色体标本，了解性染色体遗传与染色体数目变异的特征第三章：自然选择与生物进化3.1 教学目标理解自然选择的概念与机制掌握自然选择的主要内容：过度繁殖、生存斗争、遗传与变异、适者生存了解自然选择在生物进化中的作用与意义3.2 教学内容自然选择的基本概念与机制过度繁殖：生物种群的增长规律、环境承载力生存斗争：生物之间的竞争、生物与环境的斗争适者生存：适应性进化、适应性辐射3.3 教学活动通过实例讲解自然选择的概念与机制，让学生参与讨论分析自然选择的主要内容，探讨过度繁殖、生存斗争、遗传与变异在生物进化中的作用观察生物标本或图片，了解适者生存的实例与适应性辐射的特征第四章：生物进化的分子基础4.1 教学目标理解生物进化的分子基础掌握生物进化与分子进化的关系：DNA序列比较、蛋白质结构比较、基因家族进化了解生物进化与基因表达调控的关系4.2 教学内容生物进化的分子基础：DNA、RNA、蛋白质DNA序列比较：序列相似性、遗传距离、分子进化树蛋白质结构比较：结构域、活性位点、功能进化基因家族进化：基因家族的定义、基因家族的进化规律4.3 教学活动分析DNA序列比较的实例，探讨遗传距离与分子进化树的关系观察蛋白质结构比较的实例，了解结构域、活性位点在进化中的作用讲解基因家族进化的规律，探讨基因家族在生物进化中的意义第五章：生物进化与生物多样性5.1 教学目标理解生物进化与生物多样性的关系掌握生物多样性的三个层次：遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性了解生物进化与生物多样性的保护与利用5.2 教学内容生物进化与生物多样性：进化历程、生物多样性形成的原因与机制遗传多样性：等位基因频率、基因流、基因漂变物种多样性：物种形成、物种分化、物种灭绝生态系统多样性：生态系统结构、生态系统功能、生态系统稳定性5.3 教学活动分析生物进化与生物多样性的关系，让学生参与讨论观察遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性的实例，了解其形成的原因与机制探讨生物进化与生物多样性的保护与利用，提出相应的措施与策略第六章：生物进化与化石记录6.1 教学目标理解化石记录对生物进化的启示掌握化石形成的原理和过程了解不同地层中化石的分布规律6.2 教学内容化石的形成与分类：化石的类型、化石的形成过程化石在地层中的分布：地层学原理、化石分布的模式化石记录与生物进化：生物多样性的变迁、生物进化趋势6.3 教学活动参观化石博物馆或观察化石标本，加深对化石形成过程的理解分析化石分布图，讨论化石在不同地层中的分布规律研究特定化石种类的演化历程，探讨化石记录对生物进化的证据意义第七章：生物进化与比较解剖学7.1 教学目标理解比较解剖学在生物进化研究中的应用掌握同源器官和同功器官的概念了解比较解剖学对生物进化理论的贡献7.2 教学内容同源器官：定义、分布、进化解释同功器官：定义、分布、进化解释比较解剖学与生物进化：生物形态比较、进化趋势分析7.3 教学活动分析比较解剖学图表，识别同源器官和同功器官的例子讨论比较解剖学证据如何支持生物进化理论利用比较解剖学数据，构建生物形态演化的图表或模型第八章：生物进化与遗传学8.1 教学目标理解遗传学原理在生物进化研究中的重要性掌握遗传变异的类型和遗传漂变的后果了解分子遗传学在生物进化研究中的应用8.2 教学内容遗传变异：突变、重组、基因流遗传漂变：定义、类型、生态遗传后果分子遗传学：DNA序列比较、遗传距离计算、分子进化树构建8.3 教学活动分析遗传变异的案例，探讨其对生物进化的影响通过模拟遗传漂变过程，让学生理解遗传多样性的变化利用分子遗传学数据，构建简单的分子进化树，讨论生物的演化关系第九章：生物进化与生态学9.1 教学目标理解生态学在生物进化过程中的作用掌握生物间相互作用对进化影响的概念了解生态系统多样性与生物进化的关系9.2 教学内容生物间相互作用：竞争、共生、寄生、捕食生态位：生态位的概念、生态位分化与特化生态系统与生物进化：生态系统服务、生态系统稳定性、生物地理学9.3 教学活动通过实验或案例分析，探讨生物间相互作用对进化的影响观察生态位分化实例，讨论生态位如何促进物种多样性研究生态系统多样性的案例，了解生态系统与生物进化的相互关系第十章：生物进化与生物地理学10.1 教学目标理解生物地理学在生物进化研究中的重要性掌握生物地理分布的类型和模式了解生物地理学对生物进化假说的贡献10.2 教学内容生物地理分布：纬度、经度、海拔的影响生物地理学假说：板块构造、气候变化的影响生物地理学与生物进化：生物入侵、生物扩散、物种形成10.3 教学活动分析生物地理分布图，识别不同物种的分布模式讨论生物地理学假说如何解释物种的分布与演化通过案例研究，了解生物地理学如何影响物种的形成与灭绝重点解析本文教案《遗传与进化》经典知识汇总共分为十个章节，涵盖了生物进化的证据、遗传与变异、自然选择与生物进化、生物进化的分子基础、生物进化与生物多样性、生物进化与化石记录、生物进化与比较解剖学、生物进化与遗传学、生物进化与生态学、生物进化与生物地理学等经典知识点。
八年级上册生物课件
分类系统
现代生物分类学使用基于 形态学、遗传学、生态学 等多方面的信息构建的分 类系统。
命名规则
生物的命名遵循国际植物 命名法规和国际动物命名 法规。
生物的组成
细胞结构
所有生物都由细胞组成， 细胞是生命的基本单位。
化学组成
生物体由水、蛋白质、脂 肪、碳水化合物、矿物质 等化学物质组成。
组织与器官
不同的细胞和组织组成了 生物体内的各个器官和系 统。
免疫系统的异常与疾病
免疫系统的异常可以导致各种疾病的发生，如自身免疫病 、过敏反应、肿瘤等，因此对于免疫系统的研究和保护也 是医学领域的重要课题。
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第六章 环境与生态平 衡
环境对生物的影响
气候对生物的影响
不同的气候条件会影响生物的分布、生长和繁殖。例如，热带地区具有高温多雨的气候，适合许多植物和动物生存， 而极地地区则环境恶劣，只有少数耐寒的生物能够生存。
生态平衡的重要性
生态平衡的定义
生态平衡是指生态系统内各个生物之间以及生物与环境之间相互作用的状态， 达到动态平衡。当生态系统处于生态平衡时，系统内的生物数量、种类和分布 处于最佳状态，能够高效地利用资源并抵抗外部干扰。
生态平衡的破坏
当生态系统受到外界干扰（如污染、过度捕捞、砍伐森林等）时，生态平衡可 能会被破坏。这可能导致生物数量的减少或物种的消失，使生态系统功能受损 甚至崩溃。
营养因素
动物的营养供给对其生长发育至关重要，缺乏或 过剩的营养都会影响动物的生长速度和质量。
3
环境因素
环境温度、湿度、光照、空气质量等都会影响动 物的生长发育，环境的变化也可以引起动物生长 速度的变化。
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第五章 生命的延续与 进化
生物灭绝了解物种灭绝的原因和影响
生物灭绝了解物种灭绝的原因和影响生物灭绝：了解物种灭绝的原因和影响生物灭绝是地球生态系统中一种常见的现象。
在过去的百万年中，地球上的许多物种已经灭绝，包括恐龙、猛犸象等。
尽管灭绝是自然界的一部分，然而人类活动对物种灭绝的贡献不可忽视。
因此，了解物种灭绝的原因和影响对于保护生物多样性和维持地球生态平衡具有重要意义。
一、物种灭绝的原因物种灭绝可以追踪到数百万年前的自然灾害和环境变化。
然而，随着人类的扩张和技术进步，人为活动对物种灭绝的影响逐渐明显。
1. 栖息地丧失栖息地破坏是导致物种灭绝的主要原因之一。
过度的城市化、森林砍伐、湿地填埋等活动破坏了动植物的生存环境，使它们无法找到合适的栖息地。
2. 气候变化全球气候变化也对物种灭绝产生了巨大影响。
随着温度升高、极端天气事件增多，一些物种的生存条件逐渐恶化，导致它们灭绝或迁徙至其他地区。
3. 过度捕猎和盗猎过度捕猎和盗猎是导致部分物种灭绝的主要原因，尤其是对于珍稀和受保护的物种。
许多动物受到滥猎的威胁，它们的数量迅速减少，最终可能导致灭绝。
4. 排放污染物人类活动排放的污染物对生物群落造成了严重影响。
水体和土壤污染导致海洋生物和陆地植被无法生存，从而导致物种灭绝。
二、物种灭绝的影响物种灭绝对地球生态系统和人类社会都带来了重大影响。
1. 生态系统平衡破坏每个物种都在生态系统中扮演着特定的角色，相互依存和相互影响。
当一个物种灭绝时，它与其他物种的关系被扰乱，可能导致整个生态系统的不稳定和崩溃。
这会对食物链、种群调节和能量流动等方面产生重大影响。
2. 生物多样性丧失物种灭绝导致生物多样性的丧失。
生物多样性对于维持地球生态系统的稳定和健康至关重要，而物种灭绝会减少生物多样性，削弱生态系统的抵抗力和适应性。
3. 威胁食物安全和生计许多人类社会依赖于自然界的物种作为食物来源和经济支柱。
当主要物种灭绝时，会对食物供应链和社会经济稳定性造成巨大威胁，可能导致食物短缺、失业和经济衰退。
高二生物期中知识点总结
高二生物期中知识点总结生物是一门关于生命的科学，研究生命现象和生命规律的变化。
作为一个高中生物学的学生，我们需要掌握并理解各种生物相关的知识点。
下面是我在高二生物学期中所学习的一些重要知识点的总结。
一、细胞生物学1. 细胞的基本结构：细胞膜、细胞质、核和细胞器等2. 细胞的功能：新陈代谢、自我复制、适应环境等3. 细胞分裂：有丝和无丝分裂的过程和差异4. 细胞生长和发育：细胞分化和组织形成5. 细胞遗传学：基因的结构、功能和遗传信息传递二、遗传学1. 遗传的基本规律：孟德尔的遗传定律和分离定律2. DNA与基因：基因的结构、功能和调控3. 遗传变异与进化：突变、基因重组和基因漂变4. 遗传工程：基因克隆、转基因技术和基因编辑技术三、生物进化1. 自然选择与适者生存：达尔文的进化论和自然选择的原理2. 人类进化：人类的起源、进化和文化演化3. 物种形成与灭绝：隔离与隔离机制、物种多样性的维持与威胁四、生物多样性1. 生物分类学：分类的原则和方法2. 动植物的多样性：不同物种的特征和生态位3. 生态系统：生态位、能量流动和物质循环4. 环境保护：生物多样性的重要性和保护措施五、生物技术1. 细胞培养与组织工程：体细胞和干细胞的应用2. 基因工程与转基因：基因的克隆和转导3. 生物制药与基因药物：生物合成和基因诊断技术4. 生物能源与环境友好技术：生物燃料和生物降解技术六、人体生物学1. 人体的组成和结构：器官和组织的功能与协调2. 消化系统与营养代谢：消化器官和营养物质的吸收与利用3. 呼吸系统与气体交换：呼吸器官和氧气的吸入与二氧化碳的排出4. 循环系统与体液运输：心脏、血管和血液的循环与输送5. 神经系统与感觉器官：神经元和感觉器官的结构和功能6. 免疫系统与疾病防御：免疫器官和免疫的防御机制以上是我在高二生物学期中所学习的一些重要知识点的总结。
通过对这些知识点的学习和理解，我更好地了解了生命的奥秘和生态系统的复杂性。
生物多样性基本概念
2 物种形成的步骤
地理隔离 生物在原分布区是没有阻止个体间交流的障 碍的。生物有不断扩展其分布区的趋势， 可能在进入新分布区形成地理上的阻隔
独自进化 环境的差异可能导致生物独自进化
生殖隔离 进化所形成的生殖隔离使得新种形成
3 异域性物种形成
止异种交配的有效机制。
兰科植物花多样性
配子不亲和： 配子不亲和导致合子不能形成。 这方面的例子较多，植物界也有类似反应， 主要表现为一些种的花粉粒不能在其它物种的柱 头上萌发。这类现象有时也叫做“生理隔离”。
（2） 合子后隔离机制
合子无生活力 杂种个体不育
马与驴杂交产生的骡子就是其中一例 杂种个体生活力低
物种是怎样形成的， 形成的机制是什么？
二 物种形成 （Speciation）
物种形成的含义* 概念：一个物种
内部分异而产生 新种的过程，称
为物种形成。
（一）物种形成机制
1 隔离机制（Isolation）
（1） 隔离机制的提出： “隔离机制”一词首先是由Dobzhansky (1937)
提出的。
• Mayr (1970)：“物种就是彼此能相互交配的自 然群体集群，集群间则表现出生殖隔离”
共同点：将生殖隔离作为区分物种的重要标准
生物学物种定义的局限性
没有尺度标准。Βιβλιοθήκη 仅适用于进行有性生殖的异交生物。它既不适用 于单纯无性繁殖的生物，也不适用于雌雄同体自 交的生物。
没有区分物种的形态学标准。 对于从事保存标本 和分类工作的古生物学家或分类学家来说，生物 学物种定义没有用。
----无法形成合子
（2）合子后隔离机制 杂种无生活力或过衰弱 杂种不育 杂种衰弱
物种形成与物种灭绝
物种形成与物种灭绝与物种概念及划分问题一样, 物种形成和物种灭绝机制，是长期困扰科学界的一大难题。
1859年, Darwin发表了《物种起源》一书,首次科学地提出了物种形成的一套理论。
其实在此之前,先辈们就提出过一些有关成种作用的思想。
第一节物种形成——物种多样性的起源1物种形成理论的历史回顾1.1 物种不变论(Immutability of species)物种不变论有两层涵义:一是物种是神创造的,并且永远不会发生变化(神创论者的观点);其二是尽管承认物种是自己起源的,但是在瞬间形成的,并在起源后永远保持不变。
Lamarck认为物种的起源是瞬时的。
每个演化系列都是不同的瞬间起源的简单生物的产物,它们后来都进化为较高等的生物。
Lamarck 的进化论是纵向的,只承认线系成种(phyleticspeciation),即一个老的物种只能演化成另一个新物种。
当Linnaeus发现了三四种自然杂种,并将它们命名为新的物种后,便认为自然界所有的物种都是通过杂交而产生的,进而提出,上帝创造了所有植物目以上的阶元,而目以下,一直到种的所有分类阶元,都是通过杂交而产生的(转引自Mayr,1982)。
所有Darwin之前的学说,都可称为本质论(essentialism),从Maupertuis到Bateson,该学派认为,每个物种都有其特有的种质,因此,物种是不可能变化和进化的。
Lyell认为,自然界是由各种固有的类型组成,它们是在一定的时间内被创造的,要想一个物种变成另一物种是不可能的(Mayr,1982a)。
本质论认为快速成种是通过两种方式来实现的:突变(drasticmutation)和杂交(hybridization)。
事实上,在Darwin之前也曾出现过与本质论不同的学说。
早在1825年Leopold和Buch就提出过地理。
1.2 物种多起源论(Multiple creation of disjunct species)AlohonsedenCandolle(1806-1893)认为那些分布不连续的物种,尤其是植物,居群与居群之间相隔很远,用流行的迁徙理论很难对其作出解释,而物种多起源学说却能很好解释这种现象。
2019保护生物学2.0
保护生物学提纲（加粗的是我之前考过的）第一章绪论1、保护生物学的定义：保护生物学是研究直接或间接受人类活动或其他因子干扰的物种、群落和生态系统的科学。
其目的是为保护生物多样性提供原理与方法。
2、保护对象是生物多样性。
3、保护生物学研究和工作的目标：（1）完整记录地球上的生物多样性；（2）认识人类活动对物种、群落和生态系统的影响；（3）发展实用方法来阻止物种绝灭，维持种群的遗传多样性，保护和恢复生物群落及其生态功能。
4、保护生物学的学科特征：（1）保护生物学是一种危机处理的科学；（2）保护生物学是关于统计现象的科学；（3）保护生物学是关于价值取向的科学；（4）保护生物学是一门多学科的综合科学；（5）保护生物学是一门整体性科学5、保护生物学的伦理原则：（1）物种和生态系统的多样性应该得到保护。
（2）要防止种群和物种的非常规绝灭。
（3）生态复杂性应该得到保持。
（4）自然的进化过程应该得到保护。
（5）生物多样性具有内在价值6、世界上的第一个保护区是波兰在1561年建立的欧洲野牛自然保护区；我国于1956年在广东鼎湖山设立了第一个保护区.第二章生物多样性的基本认识1、生物多样性的定义：无数植物、动物和微生物，他们所包含的基因，以及由它们构成的复杂生态系统。
2、生物多样性的层次：遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性3、物种多样性的定义：所有动物、植物、微生物的丰富程度，是衡量一个地区生物资源丰富度的客观指标。
4、物种：在一定区域内，具有极其相似的形态特征和生理、生态特征，个体间可以自然交配产生正常后代的自然生物类群。
（或者使用大家动物学记忆过的物种定义也可）5、遗传多样性的定义：广义的遗传多样性是指地球上所有生物所携带的遗传信息的总和。
狭义的遗传多样性是指种内不同群体之间或一个群体内不同个体的遗传变异总和。
6、遗传多样性的检测方法不断提高和丰富。
主要可以分为形态学水平、细胞学水平、蛋白质水平和DNA水平四个层次。
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遗传漂移 —— 随机固定（各种变异）
中性选择 —— 随机固定（中性的变异）
变异的产生
变异的积累和不均等传递
物种形成
1. 是否有物种？
Michael Donoghue, Yale University
物种究竟是否真实地存在，还是仅仅存在于分类学家的 头脑里，这一直是一个有争议的问题。我个人认为物种 确实存在于人们的头脑之外，物种因有演化的过程而存 在，物种随时间的消逝而不断地分化、独立演化，循环 往复，我们看到的生命之树就是这样形成的。
（2）外部：
1681年灭绝
麋鹿 — 野外灭绝早于1865年 普氏野马
Equus przewalskii Poliakov
野外灭绝约1945年
高鼻羚羊 Saiga tatarica L. 原产原苏联南部、蒙古国西部、我国新疆 高鼻羚羊走路步履蹒跚，并不十分机敏 奔跑可达90km/h, 角是名贵的中药羚羊角 1940-1960年在中国绝迹
物种的概念还会争论下去，概括起来:
物种是一群生殖上不相互隔离、在某种生境中同 一选择压力下形成的、具有相似形态学特征的生 物个体总称。
4. 谱系（lineage)：由一个祖先（物种）所产生 的所有后代（物种）及其相互关系
现代物种
已灭绝的物种
谱系示意图
时间
共同祖先种
结构变化
马科动物的谱系图
5. 物种是如何产生的？
Richard Dawkins, University of Oxford
当有性生殖存在时，我们可以客观地定义物种，即 一群相互之间行有性生殖，而不与其他物种进行有 性生殖的生物。当有性生殖不存在时，如无性繁殖 的物种或化石材料，就不可能给出客观的物种的定 义，物种就变得与属，科或纲等分类等级一样，是 一种人为的界定。
玉米雌花部分的结构变化
3. 爆发式：间断平衡学说
（punctuation equilibrium)
主要基于古生物的证据，特别是寒武纪大爆发 Stephen Jay Gould
Stephen J. Gould (1941-2002)
古生物学家，哈佛大学教授，科普专家
1972年与同事Niles Eldredge一起提出间断平衡学说 “Punctuated equilibrium: an alternative to phyletic gradualism‖ 发表上千篇文章，20多本畅销书籍（包括科普书）
局部灭绝：某个地区不存在，而其他地区存在
亚种灭绝：一个物种中的某（几）个亚种不存在 从种群遗传学的角度： 生态灭绝 — 数量太少，遗传变异丧失
谱系图
（马）
象鸟 —— 马达加斯加群岛 世界上最大的鸟类，高3米多，重500公斤，蛋重约8-10公斤 灭绝于1649年
渡渡鸟 — 毛里求斯群岛
1507年被葡萄牙水手发现
生殖隔离是如何产生的？ （1）异域（allopatric）隔离： 高山的隆起、河流的形成；火山喷发、地震等自然灾害造 成的新的生境；被分开的种群、新迁移而来的种群中产生 的变异被随机固定，或被不同的选择压力固定
Species 1 地理隔离 Species 2
异域隔离产生的一些后果：
• prezygotic isolation － 合子前隔离 不能交配
最根本的原因：生殖隔离 John Maynard Smith, Sussex University
通常来说，必须有（地理）隔离，但我不认为那是放置四 海而皆准的真理。我确信物种形成的过程可在没有地理隔 离的情况下产生。不过典型的情况一般是有一段隔离的历 史，在这段时间中它们独立地进化，当以后它们再相遇时， 就不能相互杂交，就不会再合并成一个物种了。
3. 物种的不同的定义
（1）表征种(phenetic species)的概念（形态或模式种）： 形态上相似的一类生物
• 人为性很强，没有任何遗传学、发育背景 • 没有 一个一致公认的标准 • 较为实用
（2）生物种(biologic species)的概念（生殖隔离）：有潜 在的相互交配能力的自然种群，且其后代可育，由美国生 物学家Ernst Mayr于1942年首次提出。 • 科学性强，现较为流行的概念
Ka/Ks
若突变及其固定都是随机的，Ka/Ks = 1 -- 中性选择
若Ka/Ks大于1，说明一些改变氨基酸的突变利于生 物体的生存和繁殖，被自然选择保留 -- 正选择
若Ka/Ks小于1，说明一些改变氨基酸的突变不利于 生物体的生存和繁殖，被自然选择淘汰 – 负选择。
第五部分
物种及物种的形成和灭绝
• 不能用于快速鉴定物种 • 不适用于无性繁殖的物种及化石物种
生物学物种及形态学物种概念在实际应用中均有难度
例：美国红狼
20世纪30年代后个体数急剧下 降，“迫不得已”与分布广泛 的美国小狼进行杂交 20世纪70年代“纯种”红狼从 野外消失 最后的14只“纯种”红狼进了 动物园，现已繁殖了几百只， 但到底是否纯种，还有争议
Ever Since Darwin The Panda's Thumb The Mismeasure of Man Wonderful Life The Flamingo's Smile Hen's Teeth and Horse's Toes
Time's Arrow, Time's Cycle Finders, Keepers Dinosaurs in a Haystack Bully for Brontosaurus Eight Little Piggies An Urchin in the Storm
2. 什么是物种？
Daniel Dennett, Tufts University
我已经意识到生物学中用于不同目的的物种概念不尽相同， 在这点上我是一个不知论的多元论者（agnostic pluralist）：多种概念以适用于多种场合。 直到现在还没有一个符合所有人需要的物种的定义。我个 人倾向于认为物种的定义可以放宽些（leave the term quite loose），不同的概念可用于不同的目的，没有必要 认为小题大做（not make a big deal of it)。
平衡间断学说的主要论点：
•
• • • • •
物种的进化由长期的“静止”状态和短暂的“变化”状 态交替完成，变化产生新的物种
物种的形成是“直线”分支式的 新物种的形成多在“亲本”物种分布的周围发生 新形成的物种一开始的分布范围很窄，然后迅速扩散， （化石中过渡类型少，突然变化的类型多） 适应性的变化多发生在物种形成时（突然的变化） 物种选择（species selection) — 自然选择使得能增加新 物种产生速度的特性得以保留 — 有争议！
狮虎兽 2n=38
虎狮兽 2n=？ 狮子染色体2n=38 老虎染色体2n=38
祖先种群生 活在陆地
部分个体迁移 至岛屿并建立 了新种群
产生了新的 物种
夏威夷岛屿上的鬼针草
行为也产生了分歧
夏威夷岛屿上的果蝇
（2）连接域（parapatric）隔离
• 分化的两个物种呈连续状分布 形成的原因：生境的逐渐变化，居群两端的个体 也发生分化，中间的过渡带即杂种带受到自然选 择压力
进一步研究表明美国红狼是 小狼与大灰狼杂交形成的
美国小狼 广布种
（3）识别种(recognition species)的概念（间接的生殖隔 离）：共有一种交配信号的生物 • 适用于动物，且要求有可记录及识别的信号 （ 4 ）生态种 (ecological species) 的概念：生 存在相同的一个生态龛(niche)的个体之和 • 解释同一物种的形态相似性，特殊生境的 物种受到很强的自然选择（如长在重金属矿 土上的Agrostis tenuis），但矿土上和非矿土 的植物差异大，原因即为生态龛不一样。 • 平行演化的现象 • 现多将不同生境的同一物种称为不同的 “生态型‖
• 但杂种带也许是异域隔离后两个种重新“会面”的结果
• 现实中很少
（3）同域（sympatric）隔离 原理上说是可能的，但在现实中更少，主 要存在于昆虫和寄生动物中，宿主的改变 可能会造成新物种的产生
二. 物种形成的速度？ 1. 渐进式：达尔文主义 新的物种的形成是在“老”物种逐渐、缓慢变化的 基础上完成的 • 遗传变异 • 自然选择 2. 突发式： Goldschmidt
• postzygotic isolation － 合子后隔离
能交配
杂种不育
两个居群交配的后代存活力或生育力差，自然选择 将加速生殖隔离；
或杂交后代不可育
• 分布区边缘物种及岛屿物种的分化
X
2n=64 2n=62
2n=63
Hybrid Sterility: Successful mating and hybrid survival occasionally occur, but the offspring are sterile, since they lack homologous chromosomes essential for meiosis.
巴里虎－印尼巴里岛
1930年灭绝
东北虎－中国，
西伯利亚，～275
爪哇虎－印尼爪哇岛
1970年灭绝
苏门达腊虎－
苏门达腊岛，1000
里海虎－西亚
1980年灭绝
印支虎－中国，
东南亚，800－1400
华南虎－中国
野外不到20只
孟加拉虎
（1）内部： 物种固有的特性所决定的 非洲豹 银杉 尽管这些物种有自身的“毛病”，但其生境受到 了人类的活动的破坏和限制是不争的事实。
―充满希望的怪物，hopeful monsters‖