第二部分种群生态学生物种变异与进化摘要.ppt

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第二部分 种群生态学 (Population ecology) 生殖隔离分类 受精前的生殖隔离:隔离发生在受精以前,包括地理隔离、生态隔离、季节隔离、生理隔离、形态隔离和行为隔离等; 受精后的生殖隔离:若隔离发生在受精以后,包括杂种不活、杂种不育和杂种衰败。 5.2 种群的遗传变异与自然选择 2.独立进化:两个彼此隔离的种群适应于各自的特定环境而分别独立进化。 3.生殖隔离机制的建立:两种群间产生生殖隔离机制,即使两种群内个体有机会再次相遇,彼此间也不再发生基因流,因而形成两个种,物种形成过程完成。 谢谢! * * 生态学 (Ecology) 主讲人:唐利洲 Email:tanglizhou@163.com Phone: 5.生物种及其变异与进化 对种群的遗传结构、进化机制和物种形成的研究是当前种群生态学研究的另一主要方面。 种内个体的基因型和表现型的构成及其代间传递过程中发生的变化,反映了种群的质的特征,并与其数量动态密切相关。 5.1 生物种(Species)的概念 林奈物种:形态相似,可自由交配,产生可育后代。物种是不变的、独立的,种间无亲缘关系。 达尔文物种:物种是可变的,种间有亲缘关系。人为划分的分类单位。 现代:具有形态相似性与遗传相似性的种群。种内形态和遗传相似性大于种间的相似性,承认种间和种内都存在差异。 Mayer(1982)提出:物种是由许多群体组成的生殖单元(在自然界与其它单元生殖上隔离),它在自然界中占有一定的生境位置。 生殖隔离(reproductive isolation)指由于各方面的原因,使亲缘关系接近的类群之间在自然条件下不交配,即使能交配也不 能产生后代或不能产 生可育性后代的隔离 机制,称为生殖隔离。 生物种的特点: ①生物种不是按任意给定的特征划分的逻辑的类,而是由内聚因素(生殖、遗传、生态、行为、相互识别系统等)联系起来的个体的集合。 ②物种是一个可随时间改变的个体的集合。 ③物种是生态系统中的功能单位。 5.2.1 基因、基因库和基因频率 基因(gene):基因是带有可产生特定蛋白的遗传密码的DNA片段。 基因库(gene pool):种群内所有个体基因的总和构成基因库。如果染色体一个座位上有两对或多对等位基因,则基因库是多型的、表现型是多态的。 5.2.2 变异、自然选择和遗传漂变 变异是自然选择、进化的基础,也是进化的结果。种群内的变异包括遗传物质的变异、基因表达的蛋白质(特别是酶)的变异和表现型的数量性状的变异。 自然选择 种群中不同基因型的适合度不同,各基因型的适合度除以其中最大的适合度即为相对适合度。相对适合度的极差即为选择系数(selective coefficient); 选择系数越大,自然选择强度越大。 遗传漂变 由于某种随机因素,某一等位基因的频率在群体(尤其是在小群体)中出现世代传递的波动现象称为遗传漂变(genetic drift)。遗传漂变的强度决定于种群大小,用1/N作为遗传漂变的指标。种群数量越大,遗传漂变越弱。 自然选择和遗传漂变是两种进化动力,如果其中一个强度是另一个的10倍以上,一般可忽略另一个的作用。 自然选择 遗传漂变 进化动力学说 中性说:认为遗传变异完全由突变和遗传漂变引起的,不包括自然选择。强调突变产生的等位基因在选择上,往往是中性的,与其所取代的另一等位基因既不有益,也不有害,因此在分子进化中,自然选择几乎不起作用。 筛选选择说:遗传变异是突变、遗传漂变和自然选择的综合作用。认为多数突变是有害或中性的,有益的很少,自然选择使有害的突变减少或消失,允许其它的存在。 平衡选择说:认为遗传变异完全是自然选择的结果。 5.2.3 遗传瓶颈和建立者效应 许多生物,特别是动物进入冬季以后,由于寒冷、缺少食物等原因而使大批个体死亡,第二年春季,又由少量的残存个体繁衍增多。即后代基因频率会随着残存个体基因频率的变化而变化,这就形成了冬季数量减少的遗传瓶颈,叫做瓶颈效应。 北方象海豹:19世纪90年代因过捕数量降到20头,现在又增长到了30000头,但遗传变异水平很低。 建立者效应:一个大种群中部分个体迁移到另一个地区,并且与原来的种群相隔离,这些个体建立的新种群,其基因频率与原来母种群的就不一定相同,由于所处地域的不同,选择压力不同,使得建立者种群与母种群的差异越来越大,这种现象称为建立者效应(或奠基者效应),它是遗传漂变的另一种形式。 5.2.4 表型的自然选择模型 个体水平自然选择: (1)稳定选择:环境条件对靠近种群数量正态分布曲线中间的个体有利

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