种群生态学-2-生物种及其变异与进化

15.生物种及其变异与进化5.1生物种的概念5.3物种形成5.2物种的遗传变异与选择\n25.1生物种的概念一、物种(species)概念及其演变传统的形态种概念真实存在、形态相似、自由交配、产生可育后代物种不变、中间无亲缘关系达尔文的物种概念人为分类单位，亲缘关系密切的个体群物种可变、个体差异、种间连续性近代物种概念种类个体间存在差异形态和遗传结构相似的种群构成\n现代的物种概念(Mayr,1982)由许多群体形成的生殖单元(与其他单元生殖上隔离)，占有一定的生境位置\n4二、生物种的特点由内聚因素联系起来的个体集合可随时间进化改变生态系统的功能单位\n55.2　物种的遗传变异与选择一、概念基础染色体、同源染色体，座位(locus)基因(gene)、等位基因(allele)\n纯合、杂合，显性、隐性、共显性，多基因性状纯合个体：同源染色体上占有相同位点的等位基因以同样方式影响某一特征,其个体是纯合的.杂合体:等位基因影响某一特征的方式不同,当个体不是纯合的,往往只有一个基因充分表达(显性),另一个无显著影响(隐性)AAAaaa\n－基因库及其组成将由彼此能杂交的个体组成的种群视为一个遗传单位，则其中全部个体的所有基因的总和构成该种群的基因库(genepool)。基因型频率：种群内每个基因型个体所占的比例基因频率：种群中不同基因所占的比例\n8二、哈代-魏伯格定律(Hardy-WeinbergLaw)在一个巨大、随机交配、无其它因素干扰的种群中，基因频率和基因型频率世代保持稳定。这种状态称为种群的遗传平衡状态\n举例对1778位上海居民的ＭＮ血型进行调查，其中Ｍ型397人，Ｎ型530人，ＭＮ型861人。计算这些居民的ＬＭ型基因和ＬＮ型基因频率ＬＭ型：p=(397+861/2)/1788=0.4628ＬＮ型:q=(530+861/2)/1788=0.5372计算被调查居民的基因型频数Ｍ血型个体：0.46282*1788=382.96Ｎ血型个体:0.53722*1788=515.99ＭＮ血型个体:2*0.4628*0.5372*1788=889.05\n理论值与实际值的比较血型ＭＮＭＮ理论值382.96515.99889.05实际值397530861对于MN血型来讲不存在自然选择作用，而且不同血型居民之间的婚配是随机的。上海居民中MN血型的三种基因型频率处于平衡状态；\n11三、基因频率改变的基础变异：变异是生物多样性的基础。种群内变异包括遗传物质、基因表达蛋白质及表现型数量性状的变异。\n变异还是广布种形态、生理、行为和生态特征上的地理差异(即地理变异)的基础地理渐变群(梯度变异)(Cline):表型特征平均值或等位基因频率在其地理分布区内逐渐改变的种群。地理隔离群:种群间天然障碍阻挡了基因的自由交流，表现型存在一定差异的种群.\n\n变异是普遍存在的,但不一定可遗传……\n自然选择(naturalselection)“最适者生存”适合度：某一基因型个体下一代的平均后裔数，即“差异的生殖成功”W=ml相对适合度：某一基因型个体适合度与同种生物个体最大适合度的比值。w=W/Wmax选择系数：s=1-w三、进化的动力\n16－自然选择类型稳定选择定向选择分裂选择\n17遗传漂变(geneticdrift)基因频率的随机变化遗传漂变强度通常用种群大小的倒数来表征抛掷次数2100%50%0%100,00017:=5:1:=5:2\n18遗传漂变之遗传瓶颈(BottleneckEffect)种群数量急剧下降导致基因频率变化和总遗传变异下降\n遗传漂变之建立者效应(FounderEffect)新种群基因库的组成将完全依赖于建立者的基因型新旧生境选择压力的不同会放大新种群与母种群的差异\n漂变强度：种群大小的倒数。1/N两种进化动力的比较选择系数(s)=1–相对适合度（w）\n一、物种隔离合子前隔离有助于防止配子的浪费，减少杂交个体的数量生境隔离时间隔离行为隔离(动物)机械隔离(植物)合子后隔离可有效地防止杂交5.3物种形成(speciation)\n22二、地理物种形成学说地理隔离独立进化生殖隔离机制的建立\n23巴西亚马逊河流域西部的RioJurua河两岸，绢猴的两个种群被分隔形成遗传差异图片：物种形成实例\n24三、物种形成的三种方式（空间）异域物种形成邻域物种形成同域物种形成\n25扩展分布区地理隔离独自进化生殖隔离形成2个物种即使相遇已经不能相互配育异域性物种形成A大范围地理隔离\n26扩展分布区地理隔离独自进化生殖隔离形成2个物种即使相遇已经不能相互配育异域性物种形成B处于分布区边缘的小种群因建立者效应产生差异\n27生境选择差异食物选择差异宿主选择差异独自进化生殖隔离形成2个物种即使相遇已经不能相互配育无地理隔离但生态位产生差异虽有基因交流的可能但生境食物等习性阻止了交流同域性物种形成\n28四、适应辐射如：分别在生境、食性、取食方式、取食时间、取食空间、取食大小……多方面产生差异由一个共同的祖先在进化过程中分化成许多类型，适应于各种生活方式的现象。\n29\n\n\n32思考作业：主要概念物种形成(speciation)基因库(genepool)物种(species)地理物种形成说(geographicaltheoryofspeciation)渐变群(cline)哈迪－温伯格定律(Hardy-WeinbergLaw)遗传漂变(geneticdrift)瓶颈效应(bottleneckeffect)建立者效应(foundereffect)稳定选择(stabilizingselection)地理亚种(subspecies)适应辐射(adaptiveradiation)\n33思考作业：问答1.比较分析自然选择和遗传漂变对种群进化的作用特点。2.按结果可将自然选择分为哪几种类型，各个举例。3.生殖隔离有哪些形式和方式，在物种形成中有何意义？4.经历过遗传瓶颈的种群有哪些特点？