第14章生物多样性如何进化概要.ppt

加勒比海的半岛处发现的Chicxulub撞击坑 多种多样生物的分类 同功性结构：鸟和昆虫的翅膀功能相同，但它们是独立进化的，并且结构不同。 同源性与同功性 多种多样生物的分类 同源性 —— 同功性比较示意图 多种多样生物的分类 比较生物体的基因及其产物—DNA序列和其编码的蛋白质的氨基酸序列 两个物种的DNA及氨基酸序列越相似，即同源性越高，它们从共同祖先分支得越晚。 现代分子生物学研究表明，在编码功能基因的DNA序列方面，黑猩猩与人的相同之处可达99.4%。 人类与黑猩猩在进化路线上分开大约在500万年前。 分子生物学是系统学的工具 多种多样生物的分类 分子系统学为验证物种的种系发生假说提供了新的方法 - 分子的数据与其他追踪种系的方法一致，如解剖同源性评价、化石分析。 - 保存较好的化石，可以直接提取DNA进行分析。 分子生物学是系统学的工具 蒂罗尔冰人，史前人类DNA来源（5300前） 多种多样生物的分类 分子生物学结合计算机技术，产生了分支系统分析(cladistic analysis) 分支分析是对进化支(clade)的科学探索 进化支是指包括祖先及其所有后代在进化树上的明确分支(distinctive branch) 分支系统学革命 妊娠期长 妊 娠 毛、乳腺 脊 柱 脊 柱 毛、乳腺 妊 娠 妊娠期长 组外 （爬行类） 组内 （哺乳类） 分类单位 原始特性 衍生特性 多种多样生物的分类 是修正传统的“系统发生树”的新方法。 对进化支（clade）的科学探索，研究对象是“进化支”（生命树的一个明确的分支，包括祖先及其所有后代）。 通过比较原始特征、衍生特征，以确定组内种系发生中分支点的顺序，由此确定物种之间的亲缘关系。 分支分析 多种多样生物的分类 严格应用分支分析有时会产生与传统分类学相矛盾的系统发生树。 - 生物学家一般将鸟类和爬行类放在脊椎动物的两个纲。 - 分支分析的结果却显示鳄鱼类与鸟类比与蜥蜴类和蛇类的亲缘关系更近！ 分支分析 共同祖先 蜥蜴 蛇 鳄鱼 鸟 多种多样生物的分类 系统树 生物的分界：进展中的工作 多种多样生物的分类 1969年美国Whittaker提出 根据生物细胞的结构特征和能量利用方式的基本差异将全部生物分为五界。 五界系统 原核生物界 Monera 原生生物界 Protista 植物界 Plantae 真菌界 Fungi 动物界 Animalia 最早的生物 多种多样生物的分类 动物界(Animalia) 超过30个大小不一的门，主要有8个重要的门 植物界(Plantae) 苔蘚植物(Bryophyta)、蕨類植物(Pteridophyta)、 裸子植物 (Gymnospermae)、被子植物 (Angiospermae) 真菌界(Fungi) 依靠分解其他生物残留物和吸收小分子有机物生存。 原生生物界(Protista) 既非植物/真菌，又非动物的真核生物，如海藻。 原核生物界(Monera) 变形虫和其他的原生动物 五界的分类方案 多种多样生物的分类 上世纪末，基于分子生物学和分支分析而提出 三域系统包括：细菌域、古细菌域和真核生物域 分子生物学和细胞学证据表明，细菌和古细菌在生命史很早期就分开，古细菌比细菌更接近真核生物。 三域系统(three-domain system) 细菌域 古细菌域 真核生物域 最早的生物 和进化的联系 对于进化的争论 - 科学过程：理论和学说 - 分类方案：三域和五界 - 进化节奏：渐进论和点断平衡说 争论促进了进化学说的完善 - 不能因为争论而否定进化论的观点，甚至回到神创论去 - 进化论把物种的多样性归功于自然原因而非超自然力， 给予了生物学一个完满的科学的基础。 只是一种学说？ 小 结 掌握： 宏进化、物种形成的模式、什么是物种、物种形成的机制、生物革新的进化、联适应、幼体发育、系统学、分类学、同源性与同功性、级系分类法、种系发生与系统发生树、分支系统分析 熟悉：物种形成的节奏、 放射分析年代测定法、地质年代表、大陆漂移和宏进化、集群灭绝和生物多样性的爆发、双名法、分子生物学是系统学的工具、生物的五界系统和三域系统 了解：进化论与生命的多样性关系，对进化的争论 思考题 概念：宏进化，物种，联适应，幼体发育，系统学，分类学，双名法，同源性，同功性，分支系统分析，种系发生 宏进化的研究重点是什么？ 物种形成的模式？ 物种间的生殖屏障有哪些？ 物种形成的机制是什么？ 物种形成的节奏是什么？ 生物革新的