第章 变异和物种形成
遗传变异与物种形成

遗传变异与物种形成遗传变异是生物进化过程中一个至关重要的环节。
它是指物种内个体之间存在的遗传差异,包括基因水平和表型水平的变异。
这些变异可以通过遗传和环境两种因素的相互作用来产生和传递。
在物种形成中,遗传变异扮演着重要角色,有助于形成新的亚种和物种。
本文将探讨遗传变异如何导致物种形成,并探讨一些相关的示例。
1. 遗传变异的来源遗传变异的来源有很多。
首先,基因突变是一种常见的遗传变异来源。
突变可以是点突变、插入突变或缺失突变等,这些突变会导致基因组发生改变。
其次,基因重组也是遗传变异的一种来源。
基因重组在有性生殖中起着重要作用,通过交换染色体上的基因片段,创造新的基因组组合。
此外,性别染色体的配对和分离也会导致遗传变异。
2. 遗传变异与适应性进化适应性进化是遗传变异的重要结果之一。
当环境中存在压力或变化时,个体之间的遗传差异会决定其对环境变化的应对能力。
适应性进化通过选择利于生存的特征,逐渐改善物种的适应性。
例如,马达加斯加的变色龙具有高度变异的皮肤颜色,可以帮助它们在不同的环境中躲避掠食者。
3. 遗传变异与隔离机制隔离机制是物种形成中的一个关键步骤。
遗传变异有助于形成隔离机制。
地理隔离是一种常见的隔离机制,它通过物种的地理分布范围来限制基因的交流。
例如,马达加斯加岛的动物种类与其他地区的动物种类存在着明显差异,这是由于地理隔离导致了基因的分离和累积的变异。
4. 遗传变异与物种分化物种分化是物种形成的最终结果。
遗传变异对物种分化起着至关重要的作用。
当一组个体因为遗传变异而与其他个体隔离时,它们逐渐累积起不同的遗传特征。
随着时间的推移,这些个体逐渐进化为一个新的物种。
例如,达尔文的雀斑鸦将在加拉帕戈斯群岛上分化为不同的嘴型,以适应不同的食物来源。
总结:遗传变异是物种形成中不可或缺的一环。
它是通过基因突变、基因重组和性别染色体的配对分离等方式产生的。
遗传变异引起了适应性进化,改善了物种的适应能力。
同时,它还导致了隔离机制的形成,进一步加速了物种的分化。
6-3 种群基因组成的变化与物种的形成-高一生物同步精品课件(人教版2019必修2)

5.基因型频率:某特定基因型的个体在全部个体中所占的比值。
二、种群基因频率的变化及自然选择对种群基因频率变化的影响
1.种群基因频率的变化
(1) 可遗传变异的来源突变(包括⑥____________和⑦______________)和⑧____________。
区域
甲
80
18
2
乙
2
8
90
A.甲地 基因的频率为 ,乙地 基因的频率为 B.甲地的大部分 基因突变为 基因,故 基因的频率升高C.从上述材料得知生物进化的方向是由自然选择决定的D.从上述材料得知生物进化的实质是种群基因频率的变化
B
[解析] 由题表数据可知,甲地种群内 基因的频率 , 基因的频率 ;而乙地种群内 基因的频率 , 基因的频率 ,A正确。甲地种群内控制黑色的 基因的频率较高,而乙地种群内控制浅色的 基因的频率较高,这些不同与这两个种群的生活环境有关,甲地种群生活在污染严重的环境中,而乙地种群生活在基本未受污染的环境中,B不正确,C、D正确。
第6章 生物的进化
第3节 种群基因组成的变化与物种的形成
学习目标1.阐述种群、种群基因库、基因频率等概念的内涵,会用数学方法讨论自然选择使种群基因频率发生改变的过程。(科学思维、科学探究)
2.阐明自然选择对种群基因频率变化的影响。(生命观念、科学思维)
3.通过探究抗生素对细菌的选择作用,理解耐药菌的出现是可遗传变异的结果,耐药菌比例的增大是抗生素选择的结果。(科学思维、社会责任)
√
(3) 种群是生物进化的基本单位,自然选择的直接选择对象是个体的表型。( )
√
(4) 二倍体西瓜和四倍体西瓜通过杂交可以产生三倍体西瓜,因此二倍体西瓜和四倍体西瓜是同一物种。( )
高中生物 第6章 生物的进化 第3节 种群基因组成的变化与物种的形成练习(含解析)新人教版必修第二册

第3节种群基因组成的变化与物种的形成1.下列关于种群的叙述,正确的是( )A.自然选择使种群基因频率发生定向改变B.种群基因频率的改变与生物进化无关C.种群通过个体的进化而进化D.种群的基因型频率的变化一定会导致种群的进化,生物进化的实质是种群基因频率的改变,而生物进化的方向是由自然选择决定的,所以自然选择能使种群的基因频率发生定向的改变。
基因型频率改变不一定会导致基因频率改变,所以不一定会导致种群进化。
2.关于生物进化,下列说法不正确的是( )A.拉马克提出的进化理论核心思想为“用进废退”和“获得性遗传”B.达尔文认为自然选择推动了生物的进化,但其无法解释遗传和变异的本质C.现代生物进化理论的基础是自然选择学说,它认为隔离导致了物种的形成D.现代生物进化理论认为个体是进化的基本单位,自然选择决定进化的方向,A项正确;达尔文没能解释遗传和变异的本质,B项正确;现代生物进化理论的基础是自然选择学说,它认为隔离导致了物种的形成,C项正确;现代生物进化理论认为种群是进化的基本单位,D项错误。
3.某病人被幽门螺杆菌感染,经抗生素长期治疗后,效果并不明显。
下列有关幽门螺杆菌抗药性形成的叙述,错误的是( )A.抗生素导致幽门螺杆菌基因突变产生的抗药性B.原来的幽门螺杆菌群体中少数个体有抗药性基因C.抗药性的形成实质是菌群中抗药性基因频率的增加D.抗药性的形成是抗生素对细菌进行定向选择的结果,经抗生素的选择,抗药性强的个体所占比例增加,进而种群中抗药性基因频率增加,抗药性形成。
A项说明细菌抗药性的形成是基因定向突变的结果,故不正确。
4.下图表示种群与物种的关系,关于它们的叙述不正确的是( )A.从图中可以看出,一个物种可以有很多种群,地理隔离阻碍了这些种群进行基因交流B.若物种2是由物种1形成的,则物种1一定发生了基因频率的改变C.由物种1形成物种2的必要条件是地理隔离D.若种群1与种群2的基因频率都发生了改变,则这两个种群都在进化,生物进化的实质在于种群基因频率的改变;隔离是新物种形成的必要条件,新物种的形成通常要经过长期的地理隔离而达到生殖隔离,但并不是所有新物种的形某某需要经过地理隔离。
遗传变异与物种形成

遗传变异与物种形成遗传变异是指在基因组中的遗传信息发生改变,导致后代个体之间存在差异的现象。
这种差异在一定程度上促使了物种的形成和进化。
本文将详细探讨遗传变异对物种形成的影响,以及相关的机制和证据。
一、遗传变异的来源遗传变异可以来自基因突变、染色体重排、基因重组和基因流动等多种途径。
基因突变是遗传变异最主要的来源之一,包括点突变、插入/缺失突变和重复序列等。
染色体重排指染色体片段的重组和重新排列。
基因重组是指通过两个不同个体的配子的结合,将各自的遗传物质重新组合引起的变异。
基因流动则是指由于个体之间的迁徙和交配,导致基因频率的变化。
二、遗传变异对物种形成的驱动作用1.自然选择自然选择是指适应环境的有利变异在繁殖上的优势表现。
在不同的环境条件下,某些变异个体可能具有更好的适应性,能够更有效地获取资源和抵抗外界环境压力,从而在繁殖中获得更大的成功率。
这些有利变异逐渐在种群中积累,导致种群逐渐形成具有特定适应性的亚种或新物种。
2.遗传漂变遗传漂变是指由于随机的遗传事件,如突变和基因流动,而导致种群基因频率的随机性改变。
在较小的种群中,遗传漂变的作用更为明显。
随机突变的积累可能导致新的遗传变异在种群中定性或定量的改变,进而推动物种形成。
3.地理隔离地理隔离是指由于地理环境上的隔离而导致不同种群间隔离繁殖的现象。
地理隔离使不同种群之间的基因流动受限,进而通过遗传漂变和自然选择的作用,导致适应不同环境的种群逐渐形成不同的亚种甚至新物种。
三、遗传变异与物种形成的证据1.同域同境的种类多样性在同一个地理环境下,常常会存在多个不同的种类共存,这种现象被称为生物多样性。
这表明在相同的环境下,不同种类经过漫长的进化过程逐渐形成,这种进化的驱动力之一就是遗传变异。
2.亚种和种的形成通过对一些物种的研究发现,亚种和种的形成往往伴随着基因频率的变化和不同形态特征的出现。
这些特征的形成与遗传变异密切相关,说明遗传变异在物种形成中起到了重要作用。
6-3种群基因组成的变化与物种的形成

↓
生殖隔离:__基__因__库___形成明显的差异,并逐步出现生殖隔离,从而形成不同 的物种
(2)结论:_隔__离___是形成新物种的必要条件。
1.判正误(对的画“√”,错的画“×”) (1)一个池塘中所有的鱼是一个种群。( × ) (2)生活在同一地域的东北虎的全部基因构成一个种群基因库。( √ ) (3)变异不仅为生物进化提供了原材料,而且决定了生物进化的方向。( × ) (4)种群的基因频率不变时,则生物没有发生进化。( √ ) (5)生物变异是不定向的,但生物进化是定向的。( √ ) (6)新物种形成的标志是生殖隔离。( √ ) (7)新物种的形成一定会经过地理隔离。( × )
频率=1-25%=75%,B 正确。]
在一个随机交配的中等大小的种群中,经调查发现控制某性状的基因型
只有两种:AA 基因型的频率为 20%,Aa 基因型的频率为 80%,aa 基因型(致死
型)的频率为 0。那么随机交配繁殖一代后,AA 基因型的个体占( )
A.1/5
B.1/4
C.3/7
D.11/21
4.种群基因突变数=个体基因数×_突___变__频__率____×个体数。 三、自然选择对种群基因频率变化的影响 1.原因:在自然选择的作用下,具有__有__利__变__异____的个体有更多的机会产生 后代,种群中相应的基因的频率会不断_提__高___;相反,具有_不__利__变___异____的个体 留下后代的机会少,种群中相应基因的频率会_下__降___。 2.选择的对象 (1)直接作用对象:个体的_表__型___。 (2)实质:决定表型的_基__因___。
雌配子
A(p) a(q)
雄配子
A(p) AA(p2) Aa(pq)
种群基因组成的变化与物种的形成(第二课时)高一生物课件(人教版2019必修2)

7.隔离及其在物种形成中的作用——【思考·讨论】隔离在物种形成中的作用
一个物种:加拉帕戈斯群岛地雀的祖先属于同一个物种。产生地理隔离:从南美洲大陆迁来后,逐渐分布到不同的岛屿上。不定向变异:由于各个岛上的地雀种群可能会出现不同的突变和基因重组,而一个种群的突变和基因重组对另一个种群的基因频率没有影响。基因频率改变:不同种群的基因频率就会发生不同的变化。环境的定向选择:由于各个岛上的食物和栖息条件互不相同,自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用就有差别:在一个种群中,某些基因被保留下来,而在另一个种群中,被保留下来的可能是另一些基因。时间积累:久而久之,这些种群的基因库就会形成明显的差异,并逐渐出现生殖隔离。形成新物种:生殖隔离一旦形成,原来属于一个物种的地雀,就成了不同的物种。
大陆的距离为160~950 km。不同岛屿的环境有较大差别,比如岛的低洼地带,布满棘刺状的灌丛;而在只有大岛上才有的高地,则生长着茂密的森林。 这些岛屿是500万年前由海底的火山喷发后形成的,比南美洲大陆的形成晚得多。因此,可以推测这些地雀的共同祖先来自南美洲大陆,以后在各个岛屿上形成了不同的种群。
D
8.《隔离在物种形成中的作用》练习与应用——概念检测
√
√
8.《隔离在物种形成中的作用》练习与应用——概念检测
D
8.《隔离在物种形成中的作用》练习与应用——拓展应用
不可育斑马22对染色体,驴31对染色体,杂交后代“斑驴”为53条染色体,无法形成可育配子。
8.《隔离在物种形成中的作用》练习与应用——拓展应用
D
不一定
预习:协同进化与生物多样性的形成
本课学习结·湖北·统考高考真题)某地区的小溪和池塘中生活着一种丽鱼,该丽鱼种群包含两种类型的个体:一种具有磨盘状齿形,专食蜗牛和贝壳类软体动物;另一种具有乳突状齿形,专食昆虫和其他软体动物。两种齿形的丽鱼均能稳定遗传并能相互交配产生可育后代。针对上述现象,下列叙述错误的是( )A.丽鱼种群牙齿的差异属于可遗传的变异B.两者在齿形上的差异有利于丽鱼对环境的适应C.丽鱼种群产生的性状分化可能与基因突变和重组有关D.两种不同齿形丽鱼的基因库差异明显,形成了两个不同的物种
生态学第5章生物种及其变异与进化

哈代-魏伯格定律 哈代 魏伯格定律(Hardy魏伯格定律 Weinberg frequencies) • 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。 • 这种状态被称为种群的遗传平衡状态
设二倍体个体的染色体某一座位有二对等 位基因,记为A1和A2;假如种群基因库中 有50%A1和50%A2,那么其基因型频率将 是25%A1A1,50%A1A2和25%A2A2。如果 没有其他别的过程干扰基因平衡,则随机 交配将保持这个基因型频率在世世代代中 不变。
• 变异是自然选择的基础 变异是自然选择的基础 形态、生理、行为和生态特征上的差异或区别 存活能力和生育能力上的不同 自然选择过程的基础 不同基因型的个体具有同样的存活能力和生育能力,那 么就没有自然选择,这样的基因型之间,可以称为选择 中性。 • 因此,自然选择只能出现在具有不同存活和生育能力的、 因此,自然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。 遗传上不同的基因型个体之间。
• 如果一个种群在某一时期由于环境灾难或过捕等原因数量急 剧下降,这会伴随基因频率的变化和总遗传变异的下降 这会伴随基因频率的变化和总遗传变异的下降,这个过 剧下降 这会伴随基因频率的变化和总遗传变异的下降 这个过 程叫遗传瓶颈 程叫遗传瓶颈 • 遗传变异和特定基因在新种中的呈现将完全依赖这少数几个 移植者的基因型,从而产生 从而产生建设者种群 移植者的基因型 从而产生建设者种群 • 由于移植种群和母种群有不同的选择压力 使建设者种群与母 由于移植种群和母种群有不同的选择压力,使建设者种群与母 种群的差异越来越大,此种现象称为建立者效应(奠基者效应 此种现象称为建立者效应 奠基者效应) 种群的差异越来越大 此种现象称为建立者效应 奠基者效应
高中生物必修一第一章

高中生物必修一第一章摘要:一、高中生物必修一第一章内容概述二、章节重点知识点梳理1.生命的物质基础1.化学元素与生物体组成2.生物大分子2.生命的结构基础1.细胞结构与功能2.细胞分裂与细胞周期3.生物的新陈代谢1.酶与代谢途径2.能量代谢与生物氧化4.生物的遗传与变异1.遗传的分子基础2.遗传的细胞基础3.遗传的规律5.生物的进化与生态学1.物种与物种形成2.生物进化机制3.生态系统与生物圈正文:一、高中生物必修一第一章内容概述高中生物必修一第一章主要涵盖了生命的物质基础、生命的结构基础、生物的新陈代谢、生物的遗传与变异以及生物的进化与生态学等五个方面的内容。
本章是高中生物学的入门章节,为学生奠定了生物学基础知识,为进一步学习生物学其他章节打下坚实基础。
二、章节重点知识点梳理1.生命的物质基础生命的物质基础主要包括化学元素与生物体组成以及生物大分子。
化学元素是生物体的基本构成单位,生物体中包含大量元素,如C、H、O、N、P、S 等。
这些元素在生物体内组成各种生物大分子,如蛋白质、核酸、多糖等。
2.生命的结构基础生命的结构基础是细胞。
细胞是生物体的基本单位,具有完整的生命活动功能。
细胞分为原核细胞和真核细胞,两者在结构上有所不同。
细胞分裂是生物体生长、发育和繁殖的基本过程,细胞周期是细胞分裂过程中的关键环节。
3.生物的新陈代谢生物的新陈代谢是生物体进行生命活动所需能量的来源。
新陈代谢包括酶与代谢途径、能量代谢与生物氧化等内容。
酶是生物体内催化化学反应的蛋白质,代谢途径是生物体内物质转化和能量释放的过程。
生物氧化是生物体内能量代谢的重要组成部分,通过氧化还原反应释放能量。
4.生物的遗传与变异生物的遗传与变异是生物进化的基础。
遗传的分子基础是DNA,它是生物体内遗传信息传递的载体。
遗传的细胞基础是染色体,染色体上的基因控制着生物的遗传特征。
遗传的规律包括孟德尔遗传定律和染色体遗传规律等。
5.生物的进化与生态学生物的进化与生态学是研究生物在时间空间上的演变和生物与环境相互关系的学科。
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第7章变异和物种形成生物学界在物种问题上目前已达成共识,即物种不是一成不变的实体,而是由居群构成的动态系统。
变异产生于居群,而居群中没有任何两个个体是完全等同的。
变异的这一概念是由拉马克首先提出、随后由达尔文在其著名的《物种起源》一书中倾其全力论述而发展起来的。
系统学是唯一一门以分类为目的,研究个体间、群体间以及分类群间相互关系的自然科学。
植物系统学研究的一个基本假设是:在植物类群浩瀚的变异之中,必然存在一些可以被识别、分类、描述和命名的本质上间断或分离的单元(通常被称为物种)。
在此基础上,植物系统学的另一假设是:这些单元之间存在一种合乎逻辑的、在进化中发展起来的关系。
变异的类型对分类单位的确认依赖于对居群中变异式样和变异间断程度的认识。
变异可以是连续的,表现为居群中个体间在某一种性状上存在无限微小的差异。
与此相对立,非连续变异表现为两个居群间在某些性状上存在明显的间断性区别,但居群内部又表现出在这些性状上存在连续变异。
居群间的非连续变异从根本上来说源于它们在自然界中的相互隔离(isolation)。
隔离对建立和拓宽居群间的分化起着主要作用,由此保证生物进化的历史步伐。
植物的变异包括三个基本类型:发育变异、环境变异的和遗传变异。
发育变异植物的某些性状常常随发育阶段的不同而表现出明显的差异。
例如,桉属Eucalyptus、柳属Salix 和杨属Populus的幼叶和成熟叶片的形状经常不同,因而常引起识别上的混淆。
但当两种叶片同时在一个植株上出现时,又能提供同等有用的信息。
菜豆属Phaseolus植物最早长出的真叶是单叶、对生,而后来的叶子却是羽状复叶、互生。
由于幼苗阶段对于一个植株的整个生命过程的生长发育至关重要,因而在这个阶段表现出来的性状状态具有与生存相关的价值。
塔赫他间提出了被子植物的幼态成熟(neotenous)起源假说,即种子蕨作为被子植物可能的直接祖先,其幼苗的单叶在被子植物成熟植株中被保存下来。
环境变异环境因素常常在塑造一个植物的外部形态上起重要作用,异型叶性就是一个普通的例子。
毛茛属的水毛茛Ranunculus aquatilis的沉水叶有非常细的裂片,而同一植株上的挺水叶却只有较宽的裂片。
泽芹Sium suave刚长出来的沉水叶呈羽状分裂并柔软,而老一点的沉水叶则变成了羽状复叶并且很硬。
一个物种的不同个体经常反映出表型可塑性(phenotypic plasticity),即在不同的环境条件下出现不同的表现型。
这样的居群被称为生态型(ecophenes)。
在柳叶菜属Epilobium 中,阳生植物的叶片小而厚,植物体矮小、密被毛;而阴生植物则具有大而薄的叶片,植物体高大,毛被较稀。
遗传变异遗传变异来自于突变和重组。
突变是一个生物个体发生的有别于其祖先的基因型变化,是一个物种中变异发生的最根本源头,它不断补充着物种的遗传多样性。
突变可以小至一个单核苷酸位点的变化(点突变),也可以大到染色体结构上的变化(染色体变异)。
染色体变异可以由缺失、倒位、非整倍体和多倍体引起。
重组是染色体的重新分配和改组,它将不同亲本的遗传物质通过减数分裂和受精组合到一起,产生新的基因型。
方差分析既然一个居群内没有任何两个个体是完全一样的,那么就有需对一些研究对象进行差异比较。
最简单的方法就是计算其平均值,即将一系列变量的总和除以变量的个数。
计算平均值的公式是:X =n Xi ∑ 公式中X 代表平均值,∑是所有的X 之和,X i 表示某个体的被研究性状的状态值,n 代表数值的个数。
因此,若一个物种的5个植株高度分别是15cm 、12cm 、10cm 、22cm 和16cm 的话,其高度平均值即是15cm ((15+12+10+22+16)/ 5)。
表示某物种一个居群内某个性状变异范围的最好参数是方差。
如果不同个体离这个平均值都不远的话,方差值将很小;反之,如果很多个体都离平均值很远,方差将会比较大。
计算方差可基于一个居群,也可对一个居群中某样本来计算。
一个居群的方差计算公式如下:2σ=()2n X X i ∑-即:为求得方差,先求每一性状状态的数值(X i )与该性状平均值差的平方,再求平方和,然后除以样本个数。
为计算样本的方差(s 2),平方和应除以n-1,而不是n 。
样本方差的计算公式为:2S =()21--∑n X X i方差的平方根被定义为标准差。
由此我们可以计算居群的标准差为:2σ=2σ样本的标准差为:S =2S如此,对于我们上面例举的5个样本,方差为 (15-15)2 + (12-15)2 + (10-15)2 + (22-15)2 + (16-15)2/ 4 = 21, 而标准差为 21= 4.5825隔离机制隔离是阻止不同物种间通过杂交而相互混杂的关键因素。
根据隔离是作用于性融和之前还是之后,我们可以定义两种主要的隔离机制:合子前隔离机制和合子后隔离机制。
隔离机制可以被更详细地划分如下:A. 合子前隔离机制 (作用于性融合之前)I. 传粉前机制5. 地理隔离: 两个物种在地理上的距离超出了它们的花粉和种子的散播距离。
如三球悬铃木Platanus orientalis (分布于地中海地区)和一球悬铃木P . occidentalis (分布于北美)是两个好种,但如果把它们种植在同一地区,它们则可以相互杂交 (隔离分化的物种)。
6.生态隔离:两个物种的分布区基本相同,但占据不同的生境。
麦瓶草属的白蝇子草Silene alba生于开阔向阳地带的干燥土壤中,而单性蝇子草S. dioica则生于阴湿土壤中。
它们的生境很少交叉,然而,一旦生长在一起,就可以产生杂种。
7.季节隔离:两个物种生于相同的地域,但它们的开花季节不同。
接骨木属的总序接骨木Sambucus racemosa和西洋接骨木S. nigra的开花时间相差7个星期。
8.时间隔离:两个物种开花的季节相同,但在一天中的不同时间开放。
细弱剪股颖Agrostistenuis在下午开花,而匍茎剪股颖A. stoloniferas在上午开花。
9.行为隔离:两个物种可以互交,但具有不同的传粉者。
例如蜂鸟总是被红花吸引,而天蛾总是为白颜色的花传粉。
10.机械隔离:两个物种之间的相互传粉被其性器官结构上的差异所限制,例如眉兰属的昆虫眉兰Ophrys insectifer a和蜜蜂眉兰O. apifere。
II. 传粉后机制1.配子体隔离:这是最普通的隔离机制,表现为交互传粉可以发生,但花粉不能萌发或即使能萌发花粉管也不能到达或进入胚囊。
2.配子隔离:如在多种作物中报道的那样,花粉管可以把雄配子释放到胚囊中,但雌、雄配子不能融合或不能形成初生胚乳核。
B. 配子后隔离机制(作用于性融合之后)4.种子败育: 杂交能形成合子甚至不成熟的胚,但不能进一步发育至成熟的种子。
这种现象在报春花属的高报春Primula elatier和黄花九轮草P. veris的种间杂交中是非常普遍。
5.杂种不育:杂交能形成成熟的种子,种子并能萌发,但F1代个体在开花之前就死去。
这种现象在罂粟属的疑似罂粟Papaver dubium和虞美人P. rhoeas的杂交种很常见。
6.杂种不孕:F1代个体生长发育完全并能正常开花,但花可能败育或晚至F2的胚形成期败育,其结果是F1代不能产生可育的种子。
7.F2杂种不育和不孕:F2代个体在开花之前就死去或不能产生种子。
物种形成物种形成用以概括各种产生新物种的过程。
新物种可以经过突发性或渐进性机制而形成。
突发式物种形成(例如:同域物种形成)现象在婆罗门参属Tragopogon和千里光属Senecio很常见。
该两属中物种之间通常有较好的隔离,因此物种基因组分异较大。
这样,任何偶然的种间杂交都难以最终形成杂交物种。
然而,在某些情况下杂交伴随染色体加倍,形成异源多倍体。
这样的异源多倍体表现出染色体在减数分裂期正常配对,最终导致充分隔离的、表现型和基因型都明显分化的新物种。
渐进式物种形成这在自然界中是一个更为普遍的物种形成现象。
它包括线系物种形成和分歧式物种形成(加性物种形成),前者是指一个物种通过长时间的进化形成了与其祖先物种不同的新物种,而后者则是同一物种的不同居群通过长时间的隔离分化形成两个或多个不同的新物种。
线系物种形成关于线系物种形成的概念,长久以来存在很大的争议。
它是某单一进化谱系内物种演替形成的过程。
物种A可以跨越一段时期在没有任何谱系分裂的情况下,经由物种B和C演变成物种D。
由这种过程形成的新物种被称为演替物种、古物种或异时种。
此过程中消失的物种被称为分类学上的绝灭种。
Wiley (1981)在同意线系性状转化这一概念的同时,却拒绝线系物种形成的概念,其理由是:4线系物种的界定具有主观性。
迈尔(Mayr, 1942)指出,界定属于不同时间尺度的物种是比较困难的。
5任意界定的物种导致对物种形成机制认识的主观性。
6线系物种形成从未被令人满意地论述过。
加性物种形成加性物种形成是生物多样性的源泉,也是最普遍的物种形成方式。
迈尔(Mayr, 1963)提出简化性物种形成的存在,即原本独立的两个物种融合形成一个新物种,而它们自己却灭绝了。
这种过程类似于杂交式物种形成,但后者总是导致物种数目的增多。
我们很难想象两个进化上的好物种融合形成第三个种后自己就消失了。
绝灭可能会在某一特定区域出现,但决不会在它们的整个分布区出现。
各类加性物种形成方式可以被描述如下:1. 异域物种形成:某一谱系由于地理隔离所致的谱系分化乃至物种形成。
即:同一物种的不同居群首先在地理上相互分离,经过一段时期的隔离,形成不同的地理宗,进一步发展,产生决定和保持和不同形态和生理特性的基因型。
在这种情况下,生殖隔离迟早会在已分化的物种之间建立起来。
异域物种形成在某些情况下是新物种沿着一个较大的中心居群的边缘而产生,随着环境的分化,这些边缘居群(地理宗)得以从主居群中分离出来,接着经历适应性辐射,发展出物理和生理上的分化,这类分化或早或迟在遗传上会被固定下来,形成生态学上不同的生态型,进一步随着形态和生理上的分异,形成分类学上不同的变种(或亚种)。
生殖隔离的建立使它们成为独立的物种,即便它们以后有机会再次“相遇”,也能保持各自的独立性。
2.异域-邻域物种形成:这类物种形成发生于同一祖先种的两个居群,它们存在一定程度的分离、分化但尚未成为独立的谱系。
谱系的最终分化需经历一段邻域分布(有限的同域分布)的过程。
它与异域物种形成的区别在于物种形成是经历了一段同域分布之后完成的,同时,独立谱系的获得存在着潜在的可逆性,这是因为两个部分分化的居群一旦相遇,就可能合成为一个进化枝系,无法进一步分化,表现出渐变性变异。
3.邻域物种形成:同一祖先种的两个居群,尽管它们在地理上没有完全间断,却发生了分化。