05、06-生物种变异、进化、生活史对策学案.ppt

第5章 生物种及其变异与进化 梁子安 二、种群的遗传、变异与自然选择 （二）变异、自然选择和遗传漂变 1 变异 遗传物质 蛋白质 表型 张亚平1997：大熊猫共40只，分别为肝脏、心脏、肺、血液或毛发组织. 共检出9种线粒体DNA单倍型。其318bp的D环区序列的排序见左图。 A.小种群中基因频率的巨大波动导致等位基因的固定 B.大种群中波动受到抑制，较少发生遗传变异的固定和丧失。 （三）遗传瓶颈和建立者效应 （四）表型的自然选择模型 三、物种形成 Dobzansky的繁殖隔离机制 1.交配前或合子前隔离机制阻止杂合子产生 1）生态或生境隔离：欧洲蚊半咸水、无斑按蚊流动淡水 2）季节或时间隔离：交配或花期发生在不同时间 3）性隔离：不同种间性的吸引力很弱或缺乏 4）机械隔离：生殖器或花粉的物理性质不同 5）不同传粉者隔离：兰花模仿特定雌蜂吸引雄蜂来交配 6）配子隔离： 2.交配后或合子隔离机制降低杂合体的生存能力或繁殖力 1）杂种不存活：杂种存活力下降或不能存活 2）杂种不育： 3）杂种受损；F2代或回交杂种后代存活力或繁殖力下降 物种形成的三类方式 地理隔离 独立进化 生殖隔离 第6章 生活史对策 梁子安 生活史、生活史对策 生活史 life history 是指其从出生到死亡所经历的全部过程。 关键组分：身体大小 body size 、生长率 growth rate 、繁殖 reproduction 和寿命 longevity 。 生态对策 bionomic strategy 或生活史对策 life history strategy ：生物在生存斗争中获得的生存对策。 一、能量分配与权衡 达尔文魔鬼Darwinian demons：生物出生后短期内达到大型的成体大小，生产许多大个体后代并长寿。不存在 能量分配与权衡energy allocation and trade-off：能量必须在生活史组分间权衡与分配 花旗松生长与繁殖输出之间的权衡 马鹿生殖率提高导致死亡率增加 花旗松生长与繁殖输出之间的权衡 生长与繁殖权衡 马鹿生殖率提高导致死亡率增加 生存与繁殖率权衡 产奶雌鹿的死亡率明显高于不育雌鹿 二、体型效应 物种体型大小与其寿命有很强的正相关 与内禀增长率有同样强的负相关关系 解释： Southwood 1976 ：生物个体体型变小，使其单位重量的代谢率升高，能耗大，所以寿命缩短。 反过来生命周期的缩短，必将导致生殖时期的不足，从而只有提高内禀增长率来加以补偿。 从生存角度看，体型大、寿命长的个体在异质环境中更有可能保持它的调节功能不变，种内和种间竞争力会更强。 而小个体物种由于寿命短，世代更新快，可产生更多的遗传异质性后代，增大生态适应幅度，使进化速度更快。 三、生殖对策 r-选择和K-选择 生殖价和生殖效率 生境分类与植物的生活史对策 机遇、平衡和周期性生活史对策 （一） r-选择和K-选择 MacArthur和Wilson 1976： r-选择和K-选择。 E. Pianka 1970：统称r-选择和K-选择理论。 r-选择：不稳定环境中进化，种群增长率r最大。 特征：快速发育，成体小型，后代数量多个体小，高的繁殖能量分配和短的世代周期。 K-选择：接近环境容纳量K的稳定环境中进化，适应竞争。 特征：慢速发育，成体大型，后代数量少体型大，低繁殖能量分配和长世代周期。 r-选择和K-选择相关特征的比较 r-选择和K-选择适宜分类单元 不同分类单元间进行广泛的比较。 K-选择：森林树木和大型哺乳动物 缺点：死亡率高、竞争力弱、缺乏对后代的关怀，高的瞬时增长率必然导致种群的不稳定性，因此，种群的密度经常激烈变动。 r-选择：一年生植物和昆虫 缺点：由于r值较低，种群一旦遭到危害，难以恢复，有可能灭绝。 不支持大小相似的动物（如蚜虫） 具最高种群增长力 r-选择 ，却生大体型的后代（ K-选择） 错呼？对耶？蚜虫是一种特例 r-选择和K-选择在进化过程的优缺点 K-选择：种群竞争性强、数量稳定、一般接近K值、大死亡率或导致生境退化的可能性较小，一旦受危害种群数量下降，种群恢复困难。如大熊猫 r-对策：高死亡率、种群已恢复、高扩散力、高运动性、有利于新种形成。 （二）生殖价和生殖效率 生殖价reprodutive value（Vx）：当前繁殖输出+未来繁殖繁殖输出 生殖效率：后代质量/生殖能量 进化预期使个体传递给下一代的总后代数最大。 如果未来生命期望值低，分配该当前的繁殖就大，反之亦然。 个体间生殖价差异例子-滨螺 不能动、岩面间的狭缝生境：保护、竞争激烈 能动、大石块表面生境：易受攻击 前者：体小，壳薄、繁殖力强，r选择；后者：体大，壳厚、繁殖力低，k选择 （三）生境分类 分类：高-CR生境