4-6生物的演化.DOC

4-6 生物的演化 生物演化的定義 演化的定義：生物在漫長時間內，緩慢且複雜的演變過程；與演替（消長）不同， 以種為演化的單位，包含種的新生與種的滅絕。 種的定義：在自然情況下可進行交配，且產生具有生殖力的後代； 來自同一祖先，構造和生理機能相似的生物族群； 生物分類的基本單位。 生物演化的學說 拉馬克的用進廢退說 內容： （1）環境因子可以改變植物和動物 （2）新的需要可使生物改變舊器官和產生新的來供使用 （3）常用的器官漸發達，不用的器官漸退化 （4）後天獲得的性狀可以遺傳給後代 推翻：若後天獲得的性狀不影響生殖細胞的DNA，則此性狀不會遺傳 例子：魏斯曼的剪斷鼠尾實驗 達爾文的物競天擇說（1859年出版物種原始） 內容： （1）物種會隨環境變動而改變 （2）生物演化的進行是長期而連續的 （3）同一類的生物來自共同的祖先 （4）天擇說：遺傳變異→過度繁殖→生存競爭→適者生存； 遺傳變異是生物演化的首要條件，其次是天擇。 影響學說成立的因素： （1）賴爾的地質學原理 （2）馬爾薩斯的人口論 ＊（3）1831－1836年的小獵犬號之旅 （4）英國皇室的畜養家鴿 （5）達爾文的人工培育蘭花 （6）華萊士的論文－新種發表的法則（1855年） 生物演化的機制 遺傳變異 突變： （1）機率低（每一基因約十萬分之一） （2）大多為隱性，可能被保存在基因庫中 （3）不一定為有害，視生存環境而定 （4）不能造成新種，只能造成新的性狀 基因重組： （1）來自有性生殖的減數分裂（同源染色體的互換、非同源染色體的獨立分配）和受精作用（親代雙方的基因配對） （2）產生較多的遺傳變異 天擇 藉自然因素保留適合的個體，淘汰不適合個體的機制 可以決定生物演化的方向，不能創造新性狀，只能就現有的性狀加以選擇 例子： （1）人類使用抗生素，使具有抗藥基因的菌株，被選擇而留下來 （2）工業革命時期，英國因空氣污染，使在工業區內同種但不同表型的深色、 淺色蛾之比例發生改變 適應 生物族群經多次天擇，在型態構造、生理或行為上，和生活環境配合的現象 適應環境者（生存競爭的勝利者），在族群中的比例逐漸增加 包含： （1）型態的適應：仙人掌的葉針狀、莖肥厚、根分支多且長 擬態（枯葉蝶、竹節蟲、尺蠖蛾的幼蟲）和保護色（樹蛙） 風媒花、蟲媒花 鳥後肢有蹼或利爪、不同型的鳥喙 （2）生理的適應：動物的冬眠 昆蟲、病菌的抗藥性 沙漠動物的濃尿 紅樹林植物的排鹽機制 （3）行為的適應：沙漠動物的穴居、夜行性 鳥類的遷徙、魚類的迴游 隔離 自然界中，生物大多先經地理隔離，再經生殖隔離而成新種 地理隔離：同種生物因高山、海洋等的阻隔而各自演化；不能確保新種的形成 3.生殖隔離：同一物種的不同族群累積足夠的變異，彼此之間失去自然交配的能力，形成生殖隔離時，即產生新種 4.輻射演化： （1）種源中心→遺傳變異→遷移（輻射適應）→地理隔離（形成亞種）→天擇→變異累積、基因庫改變→生殖隔離→形成新種 （2）種源中心：生物學家認為生物的起源，只有在某一期間、某一地區出現一次 （3）輻射適應的目的：開發食物新來源、獲得較大空間、逃避敵害 （4）例子：南美西南海岸的加拉貝哥群島上不同喙形的鷽鳥 澳洲原始有袋類適應不同環境而演化出不同物種（如：袋鼠、無尾熊、袋熊、袋狼等） 地球上生物演化的過程 地球形成約有46億年 形成初期：溫度高、原始大氣（沼氣、氨、硫化氫、氫和水蒸氣等）不含氧氣，因此無臭氧層的形成 無臭氧層的阻隔，紫外線、輻射線直射地面，再加上閃電提供能量，形成簡單有機物（胺基酸、脂肪酸） 上述有機物溶於海洋，繼續受輻射線和閃電的作用，形成大分子有機物（蛋白質、醣類、脂質、核酸） 原始生命出現在海洋中（約30億年前），為單細胞異營生物，最早的生物是細菌 之後藍綠菌出現，為最早的自營生物 自營生物出現，因光合作用而使大氣中氧氣增加，開始形成臭氧層 演化的過程最直接的證據是化石 生物演化的方向： 異營生物→自營生物 厭氧性生物→好氧性生物 原核生物→真核生物 水生生物→陸生生物 鳥類 脊椎動物的演化：魚類→兩生類→爬蟲類