动物进化的地理隔离隔离与物种形成
隔离与物种的形成资料
学习目标
1、理解并掌握隔离、物种的概念
2、举例说明什么是地理隔离和生殖隔离 3、理解隔离与物种形成的关系
4、明确物种形成的方式
一 、物种的概念
能够在自然状态下 相互交配 ，并能 够产生出 可育后代 的一群生物称为一个 物种，简称“种”。
判断下列表述是不是同一物种：
（1）黄种人、黑种人、白种人 √
三、生物进化理论在发展 核心：自然选择学说 发展 中性突变理论：决定生物进化的方向是中
性突变的逐渐积累，而不是自然选择
间断平衡学说：物种形成并不都是渐变的
结果，而是种群长期稳定与迅速形成新种交 替出现的过程
相同点
自然条件下都不能进行基因交流
不同种群间的个体，在自然条件下基 因不能自由交流的现象叫做 隔离 。 分为 生殖隔离 和 地理隔离 。
从十九世纪中 叶到二十世纪中叶， 英国曼彻斯特地区 的桦尺蠖基因频率 发生了很大的定向 改变。
这两种颜色桦尺蠖是同属一个物种还是两 个物种？
那新物种是怎样形成的呢？它需要什么 条件呢？
） 小种群
标志
新物种
生 殖 隔 离
逐渐产生
【总结】
物种形成的三个基本环节:
（1） 突变和基因重组 提供原材料 （2） 自然选择 使基因频率定向改变 （3） 隔离 是必要条件
【隔离在物种形成中的作用的总结】 1.隔离是物种形成的 必要条件 。
2.经过长期的地理隔离而达到 生殖 隔离是物 种形成的主要方式。 3.一般情况下，地理隔离是生殖隔离的先决条 件， 生殖 隔离一旦形成，原来属于一个物 种的两个种群，就成了两个物种（新物种形成 的标志是产生: 生殖隔离 ）
三、物种的形成过程
思考：
1、这群鼠被大河分开后它们是一个种群还是两个种群？
隔离与物种形成、共同进化
3、隔离在物种中的作用：
（1）渐变式：先发生地理隔离再生殖隔离
（2）生殖隔离是新物种形成的标志
（3）物种形成的三个基本环节：
突变和基因重组产生进化的原材料
自然选择决定生物进化的方向
隔离是物种形成的必要条件
二 隔离导致物种形成
2--隔离在物种形成中的作用
思考：被子植物的出现为传粉昆虫的形成创造了条件,后者又为食 虫鸟类繁盛的前奏。你还能举出其它例子吗?
生活在同一地域的两种颜色的桦尺蠖是 同属一个物种还是两个物种？
1、物种的概念：
指能够在自然状态下相互交配并且产 生可育后代的一群生物称为一个物种，简 称“种”。
判断：全世界的人都是一个物种吗？
马跟驴是一个物种吗？
全世界的人都是一个物种吗？
人都是一个物种，无论白人 黑人黄种人结婚，都能产生具 有生殖能力的后代。
生活 地域
相互 关系
同一区域
一定自然区域，同 一地点、不同地点
一个物种可以包括多个种群
2、隔离：
（1）概念：不同种群间的个体，在自然条件下
不能发生基因交流的现象。
（2）类型： 生殖隔离：不同物种之间一般是不能够相互交配
的，即使交配成功，也不能够产生可 育的后代，这种现象叫生殖隔离。
如:季节隔离；不亲合性；杂种不活； 杂种不育等。
2--隔离在物种形成中的作用
补充资料： 1981年，世界首例狮虎兽诞生于法国，2001年病死。
2002年8月22日，我国首例虎狮兽在南京红山动物园降生， 仅7d就夭折了。2002年9月2日，在福州国家森林公园动物 乐园降生了3只虎狮兽，仅1只成活。2003年3月27日，在 湖南长沙世界之窗降生了1只虎狮兽。国内还有从国外引 进狮虎兽进行饲养、供游人观赏的事例。对于让虎和狮杂 交的做法，有专家认为这在科学研究上价值不大，但是在 商业上具有一定价值。有专家认为，对待野生珍稀动物， 人类最应当做的是进行保护，让它们自然繁殖，而不是人 为改变其自然繁殖体系。
隔离在物种形成中的作用
隔离在物种形成中的作用
隔离在物种形成中扮演着至关重要的角色。
它是指在一个物种
中某些个体与其他个体或其他物种相隔离的现象，这可能导致分化
和进化的发生。
以下是隔离在物种形成中的几种作用：
1. 地理隔离
地理隔离是指地理障碍物如山脉、河流或海洋等障碍物将物种
隔开导致隔离。
例如，某种网络生物被地理隔离在两个岛屿，隔离
带来不同的环境压力可能导致这两个物种适应不同的环境，并且在
没有交叉的情况下演变成不同的物种。
2. 时间隔离
时间隔离是指一个物种中不同个体生殖的时间点不同，从而导
致无法交配。
它可能是由于季节变化，某些特定时间段的生殖活动
或不同生命周期阶段之间的差异。
一些物种如昆虫和植物趋向于在
特定的季节或时间繁殖，这导致物种隔离并最终进化演变。
3. 行为隔离
行为隔离是指不同物种或同一物种不同个体因行为差异（如求偶、繁殖、交配显示）而无法识别对方导致隔离。
例如，对于蜜蜂，蜜蜂的颜色和气味会影响到蜜蜂交配。
如果它与某个物种的蜜蜂的
色彩或气味差异很大，就会隔离并最终可能导致物种演变的分开。
总的来说，隔离是物种分化和进化的前提条件，隔离的形成可
能由多个机制导致，进而导致在间隔的固定时间内不同的物种、亚
种或种群之间分离或产生生殖隔离等现象，促进物种发展和进化。
高中生物 物种的形成步骤及其方式
地理隔离(Geographical isolation)：通常是由于地理屏障形起的，将两个种群彼此隔离，阻碍了种群间个体交换，从而使基因交流受阻。
独立进化(Independent evolution)：两个地理上和生殖上隔离的种群各自独立地进化，适应于各自的特殊环境。
生殖隔离(Reproductive isolation)机制的建立：若地理隔离屏障消失，两个种群的个体可再次相遇和接触，但由于建立了生殖隔离机制，基因交流已不可能，因而成为两个种，物种形成过程完成。
2. 生殖隔离形成的因素(1)合子前隔离(Prezygotic mechanisms)：发生在合子形成之前，生殖器官隔离(Organs of generation isolation)：动物的生殖器官不同，植物的花不同，均可阻止两个种群间的交叉受精。
(2)合子后隔离(Postzygotic isolation)：发生在合子形成以后，虽然两性配子可受精并形成合子，但合子无生活能力，或只能发育为不育的杂种。
杂种的生活能力极弱，或完全不能生活。
发育过程中的杂种不育，如性腺发育异常，减数分裂中断或破坏。
F2代受损。
F1代虽然能正常生活和生育，但F2代具有很多生活能力弱和不育的个体。
该现象称为杂种破落(Hybrid decline)。
如树棉(Gossypium arboreum)与草棉(Gossypium herbaceum)之间的F1杂种是健壮而可孕的，但其F2太弱，以致不能生存。
3. 物种形成的方式(1)异域性物种形成(Allopatric speciation)：通过大范围的地理分割，分开的两个种群各自演化，形成生殖隔离机制，如猫科、犬科等大型食肉兽，鸟类等，其分布范围很大，食性不专，一般采取K-对策繁殖，通常要经历很长时间才形成两个物种。
通过种群中少数个体从原种群分离出去，到达他地并经地理隔离和独立演化而成新种。
与母群隔离的种群通常规模不大，是处于半孤立状态的边缘小群。
简述新物种形成的过程
简述新物种形成的过程新物种形成的过程是生物进化的一个重要环节，在生物多样性的演化历程中起着重要作用。
新物种的形成是指在进化过程中，某一种或者某一群生物从其他物种中分化出来，形成独立的生物群体。
这个过程通常需要经历漫长的时间和多次的遗传变异。
物种的形成可以通过以下几个步骤实现：1. 隔离：物种形成的第一个步骤是隔离。
一旦某个群体与其他群体隔离开来，它们的基因池就会开始独立演化。
隔离可以是地理上的隔离，如山脉、海洋等地理屏障的形成；也可以是生态隔离，例如不同的栖息地或者食物偏好的变化；还可以是生殖隔离，例如交配时间、交配地点、交配行为的差异等。
2. 遗传变异：一旦隔离发生，进化的过程就开始了。
隔离的生物群体在不同的环境压力下，可能会产生不同的适应性特征和行为。
这些适应性特征是由遗传变异引起的，即基因突变和基因重组。
这些变异可以是有利的、不利的或中性的。
3. 自然选择：遗传变异使得隔离的生物群体对环境的适应能力发生了变化。
自然选择是决定哪些适应性特征将在下一代中传递下去的过程。
适应性特征有利于生物在特定环境中生存和繁殖，因此更有可能被保留和传递给下一代。
4. 繁殖隔离：当两个隔离的生物群体在演化过程中逐渐发展出独特的特征和行为时，它们可能会失去互相之间的交配能力。
这说明物种形成的最终阶段已经到来。
繁殖隔离可以通过生理、行为或生态的变化实现，如繁殖期的差异、交配行为的不匹配、生殖器官的不兼容等。
5. 物种差异：当两个群体完全无法交配并且它们的基因池已经完全分离时，它们被视为两个独立的物种。
这些物种在形态、生理和行为等方面可能有明显的差异。
它们与原始物种在基因组水平上的不兼容性也进一步加强了它们的物种地位。
新物种的形成可以是一个缓慢而持续的过程，也可以是一个相对较快的过程。
它取决于许多因素，包括物种的繁殖方式、环境条件、遗传变异的频率和自然选择的压力等。
总之，新物种的形成是一种漫长而复杂的演化过程，涉及到隔离、遗传变异、自然选择、繁殖隔离和物种差异等多个阶段。
隔离与物种的形成
方向演变
二、隔离在物种形成中的作用
隔离——不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由 交流 的现象。
物种的形成：物种形成的方式有多种，经 过长期地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的 方式。 如达尔文在加拉帕 戈斯群岛发现的地雀： 由于海水的隔离，这 些从南美洲迁来的不 能远飞的地雀 由于地理隔离而形成生殖隔离，形成了不同 的物种。
小结：物种形成过程
经过长期的地理隔离而达到生殖隔离
基发 小 自然选择 因 生 生殖隔离 新 种 地理隔离 物 种 频改 群 种 群 率变
物种形成的关键
（由突变和基因重组产生变异）
1.如果有两个小种群的动物，在形态结构上 相近，它们必须具备下列哪一特征，才能归 为一个物种：( D ） A.它们必须分布在同一地理区域 B.它们的基因一定要相同 C.它们的毛色一定要相同
D.能相互交配繁殖并产生可育后代
2.外表相近但种类不同的鱼在生殖期间将卵 和精子释放在同一水域中，但一种鱼的精子 不能进入另一种鱼的卵，这种现象属于： ( A ）
A.生殖隔离
C.形态各异
B.地理隔离
D.不在同一水层
3.隔离在物种形成中的主要作用是：( A.使种群间的个体互不相识
D ）
B.使不同种群各适应于不同的地理环境 C.使种群间雌雄个体失去交配机会 D.使种群之间停止基因交流，并朝着不同的
隔离与物种的形成
隔 离 与 物 种 的 形 成
物种的概念
隔离在物种形成中的作用Fra bibliotek一、物种的概念
——是指能够在自然状态下相互 交配并且产生可育后代的一群生 物。
骡是不育的，因此，马和驴 属于两个物种
2、生殖隔离： —— 不同物种之间一般是不能够相互交配的， 即使交配成功，也不能够产生可育的后代，这 种现象叫生殖隔离。如季节隔离；不亲合性； 杂种不活；杂种不育等。
物种形成的三种机制
物种形成的三种机制
1. 隔离机制：在某个物种种群中，如果个体之间的繁殖交流受到某种隔离因素（如地理隔离、行为差异等）的影响，就会导致隔离机制的形成。
隔离机制可以分为地理隔离、生态隔离、行为隔离等。
隔离机制会限制物种间的基因流动，进而导致种群分离并演化成新的物种。
2. 突变机制：物种的形成主要依靠基因突变的积累。
突变是指基因序列发生的突然而稳定的变化。
物种形成时，突变可以在一代中发生，也可以在多代中积累。
突变可以导致个体间的遗传差异，进而促使物种形成。
3. 适应机制：当某个物种面临环境变化时，个体适应环境的能力将直接影响物种的进化。
适应机制包括自然选择和性选择等，在适应环境的过程中会导致某些个体不断繁殖并在种群中占据优势地位，从而使种群进一步适应环境并演化成新的物种。
这些机制相互作用、相互影响，共同促进了物种形成和进化过程的发展。
每个机制都具有不同的作用和重要性，但最终都是通过产生遗传变异来推动物种的形成和进化。
物种形成的机制
物种形成的机制物种形成是生物进化的基本过程之一，它指的是一个物种在长期适应环境变化的过程中，逐渐发展出一系列与原始种群有着明显遗传差异的后代群体，最终演化成为一个新的独立物种。
物种形成的机制涉及到生物遗传、适应性演化、隔离机制等多个方面的因素。
本文将探讨一些常见的物种形成机制。
一、隔离机制隔离机制是物种形成的重要环节之一，它是指原来属于一个种群的个体在进化过程中，由于遗传性状、繁殖行为或地理分布等方面的差异，导致了不同个体之间无法进行有效的基因交流。
常见的隔离机制包括地理隔离、生态隔离和行为隔离。
1. 地理隔离：地理隔离是指生物个体由于地理障碍（如山脉、河流等）而无法互相交流的现象。
长期以来，地理隔离一直是物种形成的主要推动力之一。
当一个种群被地理隔离成不同的亚种或分布区域时，不同地区的个体在适应各自环境的过程中可能积累了不同的遗传变异，逐渐演化成为不同的物种。
2. 生态隔离：生态隔离是指生物个体由于栖息地的差异而无法交流的现象。
不同物种在适应不同的生态环境的过程中，可能选择不同的食物、栖息地、交配方式等，导致了遗传变异和行为差异的积累，最终形成了不同的物种。
3. 行为隔离：行为隔离是指生物个体由于交配行为的差异而无法互相繁殖的现象。
不同物种之间的交配行为往往具有种属特异性，即同种个体更容易发生交配，而不同种个体之间则很难成功繁殖。
随着时间的推移，行为隔离机制可以促进物种间的基因隔离，最终导致新物种的形成。
二、遗传漂变遗传漂变是指随机性的遗传突变在种群中逐渐累积和传承的过程。
遗传突变可以改变个体的遗传组成，从而引起物种形成的基础。
当一个种群受到自然选择、遗传漂变和基因流动等因素的影响时，它的遗传特征可能会发生改变，产生新的遗传变异，进而推动物种的进化和形成。
三、适应性辐射适应性辐射是指一种或少数几种祖先物种在短时间内进化出多个不同的后代物种的现象。
当生物在面临新的环境压力时，为了适应不同的生态位和资源利用方式，可能会发生适应性辐射现象。
隔离与物种的形成
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3、地理隔离:
——同一种生物由于地理上的障碍而分成不 同种群，使得种群间不能发生基因交流的现 象。
虎狮兽是不育的，所以虎和狮是两个物种。
地理隔离：由于高山、河流、沙漠或其他地理上的 障碍，使不同的种群不能基因交流。
如东北虎(左)和华南虎(右)都是亚洲虎的后代，由于长 期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成了地理 隔离，随时随地彰显尊贵身份。
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隔离在物种形成中的作用课件(共21张PPT)
巩固练习
3.下列有关新物种形成的说法，错误的是( D )
A．自然选择可以定向改变种群的基因频率，因而导致种群发生进化 B．一般经过长期的地理隔离，最后出现生殖隔离，从而导致新物种的形成 C．经过突变和基因重组、自然选择及隔离三个基本环节，能导致新物种的形成 D．突变和基因重组可以使种群产生定向变异，因而可能导致新物种的形成
物种A 物种B
杂交 杂种植物 染色体加倍 异源多倍体
短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成。
二倍体 四倍体
物种形成的三种方式
（3）人工创造新物种
通过植物体细胞杂交（如番茄—马铃薯）、多倍体育种（如八倍体小黑麦）等 方式也可以创造新物种。
课堂小结
概念
种群 基因 组成 的变 化与 物种 的形 成
种群和种群基因库
物种
物种是指能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。 思考：马跟驴是一个物种吗？为什么？
马（2n=64）
+ 驴（2n=62）
骡（2n=63） 不可育
物种
1.骡是一个物种吗？为什么？ 不是，因为它不能繁殖后代。
2.全世界的人是一个物种吗？为什么？ 是。结婚能产生可育的后代。
3.二倍体西瓜和四倍体西瓜是不是一个物种？为什么？ 不是，因为后代三倍体西瓜不可育。
谢谢观看
隔离在物种形 成中的作用
学习目录
1 掌握物种的概念及其与种群的关系。 2 理解地理隔离和生殖隔离及二者之间的关系。 3 分析隔离在物种形成中所起的作用。
课程导入
自然选择使种群的基因频率发生定向改变，只要是基因频率发生变化，生物就 一定发生了进化，但是进化一定形成新物种吗？ 19世纪中叶到20世纪中叶，英国曼彻斯特地区的桦尺蛾种群基因频率发生了很 大的改变。这两种桦尺蛾还是不是同一物种？ 是同一物种
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动物进化的地理隔离隔离与物种形成动物进化的地理隔离与物种形成
地理隔离对动物进化和物种形成起着至关重要的作用。
通过地理隔离，动物种群可以在不同的环境条件下生活、繁衍和进化，最终导致新的物种形成。
本文将探讨地理隔离对动物进化的影响以及其与物种形成的关系。
一、地理隔离的概念与类型
地理隔离是指在地理空间上，由于山脉、河流、海洋、气候等自然条件的限制，导致动物种群之间难以交流和繁殖的现象。
地理隔离的类型主要包括生态隔离和地域隔离。
（1）生态隔离：指不同物种栖息地之间的隔离。
例如，某一种动物选择栖息在山顶的草原，而另一种动物则栖息在山脚的森林中。
由于这两个栖息地之间的限制，两种动物的交流和繁殖被隔离开来，促使它们分化为两个不同的物种。
（2）地域隔离：指不同地理区域之间的隔离。
例如，一种鸟类在大陆A上栖息，而另一种鸟类则栖息在大陆B上。
由于大洋的隔离，这两个物种无法交流和繁殖，逐渐发展出不同的特征，形成两个独立的物种。
二、地理隔离对动物进化的影响
地理隔离直接影响动物种群的遗传流动。
当动物种群被地理障碍隔
离时，它们无法交流基因信息，遗传变异逐渐积累并固定在种群中，
从而促使物种进化。
（1）基因漂变：地理隔离导致了物种间的基因隔离，使得不同种
群的基因频率发生随机变化，增加了基因漂变的可能性。
基因漂变是
指在小种群中，随机的基因频率改变会导致新的特征和突变的积累。
（2）适应性进化：地理隔离还促使了物种对不同环境的适应性进化。
由于栖息地的差异，不同地理隔离的种群面临着不同的生态条件
和选择压力，它们逐渐发展出适应不同环境的特征和生存策略。
（3）遗传漂变：地理隔离进一步阻碍了基因交流，导致物种间的
遗传漂变。
每个地理隔离的种群都有自己独特的基因组成和表型特征，这种遗传漂变最终可能促使种群进化为不同的物种。
三、地理隔离与物种形成的关系
物种形成是进化过程中的一个关键环节，而地理隔离被认为是物种
形成的主要推动力之一。
通过地理隔离，不同种群的基因流动被限制，遗传变异积累并逐渐固定，最终导致了新的物种形成。
物种形成通常包括以下几个阶段：
（1）地理分离：物种在地理空间上分隔开来，无法直接交流和繁殖，推动了物种的独立进化。
（2）遗传隔离：由于地理隔离，种群之间的基因交流受到限制，导致基因频率发生变化，达到了遗传隔离的程度。
这为物种的演化提供了基础。
（3）进化分化：随着地理隔离的持续存在，不同种群经历自然选择和遗传漂变，进化出不同的特征和生存策略，逐渐发展为独立的物种。
（4）物种差异：地理隔离最终导致了新物种的形成，这些新物种在形态、行为和遗传特征上与原始物种有所差异。
综上所述，地理隔离在动物进化和物种形成中扮演着重要角色。
它限制了动物种群的遗传流动，促进了基因漂变、适应性进化和遗传漂变等进化过程，最终导致新的物种的形成。
对于理解生物多样性的生成和维持，地理隔离的研究仍然具有重要意义。