进化生物学

进化生物学论文题目：浅谈生物进化学院生命科学系专业年级10生物科学姓名刘婷学号101200142028指导教师李兴杰浅谈生物进化摘要：生物界万物皆以物种的形式存在，各种生物皆有所属的种类，我们认识生命的多样性也正是从认识物种开始的。物种是进化的，是在进化的过程中形成的，因此应用进化论才能真正认识物种，真正认识物种的多样性进化如何导致五中的多样性，这是进化生物学的核心问题之一。关键字：物种，进化，形成一、物种（一）、物种的概念1．非时向的物种概念：现代生物分类学家只对现在存活的生物进行分门类别，而不涉及目前的物种曾是由于那些原始演化而来的，更不涉及那些历史上曾经存在过而现在已灭绝的物种。2．时向钟概念：与非时向的物种概念不同，如考虑时间向度，识别和区分物种需要另一些标准和定义，因为物种是随着时间而进化改变的，一方面是同一物种表型的连续改变，另一方面是种内分异，形成两个或多个分类群。（二）、物种的标准各学科因识别和区分物种的依据不同而又有若干不同的物种标准。1．形态学标准：因为绝大多数物种在形态特征上易于识别和区分，因此，现代的大多数分类学家在分类实践中，仍然主要以表型特征作为识别和区分五中的依据。某些分类标准只能人为的决定，不同的人可以有不同的标准，不同的归类，这实际上否认了物种存在的客观性。2．遗传学标准：根据遗传学的理论来认识物种，物种被定义为互交繁殖的群体，共享一个基因库，生殖隔离成为识别和区分物种的最重要的标准。遗传学上区分物种的标准也有人称做生殖种或者生物学种概念，这个概念揭示了物种的遗传学特征，使得分类学和遗传学结合。3．生态学标准：从生态学观点来看，物种是生态系统中的功能单位，每个物种占有一个生态位，每一个物种在生态系统中都处于它所能达到的最佳适应状态，就像在适应场上占据一个适应峰。中间杂交所产生的中间型个体，其适应值降低，因而被自然选择所阻止。4．生物地理学标准：不同物种的地理分布范围是不同的，有的分布区很广，有的分布区很狭窄，每一物种都有自己的分布范围。因此，物种的地理分布也是区分物种的标准之一。（三）、现代物种的定义经过以上从不同角度的分析、讨论，我们认识到生物种不是单凭若干区分特征而划分的一种简单分类，而是由生物的综合因素，包括生殖、遗传、生态、行为、地理分布、通讯系统等，联系起来的个体组合。一群个体属于同一物种，主要不是由于它们具有这种或那种相似性，而是由于它们之间的历史联系以及它们和其他物种之间的关系。（四）、物种的结构由个体组合为种群，由种群组合为亚种，由亚种组合为种。在亚种与亚种之间，有时也有中间性质的形态，如半种等。在亚种与种之间，有的还存在隐种的形态。半种也是亚种和种之间的过度形态。这样的组成称为物种的结构。在现代遗传学对物种结构中各个等级单元在遗传上的距离做了定量的测量。这一工作对物种的结构的研究开辟了新的方向。二、生物进化生物进化是指生物的某一种群在一定历史时期内形成的遗传变异的积累和表型特征的改变。“进化”一词来源于拉丁文evolutio，原义为“展开”，一般用以指事物的逐渐变化、发展，由一种状态过渡到另一种状态。1762年，瑞士学者邦尼特最先将此词应用于生物学中。现代进化生物学理论将种和种以上类群的进化称为宏观进化，而将无性繁殖系和有性生殖种群在遗传组成上的微笑改变称为微观进化。生物进化的基本单位是种群而非个体。生物的本质就是自然界中物质有序构成的具有智力的生命个体。进化的进步性地球上的生命，从最原始的无细胞结构生物进化为有细胞结构的原核生物，从原核生物进化为真核单细胞生物，然后按照不同方向发展，出现了真菌界、植物界和动物界。植物界从藻类到裸蕨植物再到蕨类植物、裸子植物，最后出现了被子植物。动物界从原始鞭毛虫到多细胞动物，从原始多细胞动物到出现脊索动物，进而演化出高等脊索动物──脊椎动物。脊椎动物中的鱼类又演化到两栖类再到爬行类，从中分化出哺乳类和鸟类，哺乳类中的一支进一步发展为高等智慧生物，这就是人。三、物种的形成（一）、物种形成的主要三个环节1．可遗传的变异是物种形成的原材料：基因突变和染色体畸变等遗传物质的改变所造成的的可遗传的变异为物种的形成提供原材料。迄今为止，自然条件下的定向变异仍未得到遗传学上的证实，因此，一般认为突变是随机发生的。这种随机突变在外界条件的影响下，在群体内非随机的积累和储存，从而使群体发生分化。2．选择影响物种形成的方向：随机突变无方向性，而且大多对生物体有害，少数中性，极少数有利。这些突变多以隐性杂合状态存在于自然群体之中，当环境条件，包括无机的和生物的改变时，某些基因型会体现出某种优势，从而发生方向性选择。当这种选择不断地作用于群体时，群体的遗传组成就发生了变化。3．隔离是物种形成的重要条件：物种的形成一般是通过隔离实现的，因为只有隔离才能导致遗传物质交流的中断，防止因基因交流而将彼此间的差异淹没，保证群体向各自的方向发展，使歧化不断加深，直至新物种形成。因此，隔离既是物种形成的重要条件，同时又是物种形成的重要标志。（二）、隔离的机制隔离的机制很复杂，以生物和非生物因素划分，可以分为生物学的和非生物学的隔离；而以繁殖的阶段来划分，又可以分为合子前的隔离和合子后的隔离。合子前的隔离是阻碍不同群体间成员的杂交，防止杂种合子的形成，多为环境、生态、行为等方面的原因；合子后隔离是降低杂种活力或生殖能力，一般是遗传或生理方面的原因。非生物学的隔离主要是环境或空间阻隔，如地理以及其他物理环境因素。凡能影响生物迁移、接触和分布的因素，都可称之为环境阻隔因素。环境阻隔本身也有一个形成和发展的渐进过程，可能与被分隔的种群间遗传差异的积累是并行的过程。（三）、物种形成的方式在生物进化过程中一旦出现新物种，就标志着群体间生殖、变异的连续性出现间断。由于看问题的角度不同，物种的形成方式可区分为不同的类别：如果以种形成所需的时间和中间阶段的有无，可分为渐进式的物种形成和骤变式的物种形成；如果根据物种形成时的地理特性，可以分为异地种形成、邻地种形成和同地种形成；如果考虑时间向度，特别是从系统学的观点来研究物种的形成，那么物种的形成还可以分为继承式和分化式的物种形成方式。这些不同的方式之间有的是相互涵盖的，如继承式和分化式的物种形成方式以及异地种形成方式多为渐进式的物种形成方式；量子种形成通常与地理因素无关，可在同地形成，也可在异地或邻地形成。四、物种形成在生物进化中的意义（一）、物种形成是生物对不同生存环境适应的结果生物生存的环境具有变化性和异质性。环境随时间的变化导致生物的适应进化，环境在空间上的异质性导致生物的分异（性状分歧），分歧的结果是不同类型的生物，即物种的形成。不同的物种适应不同的局部环境，不能设想有能够适应各种不同环境的一种生物。各种生物在进化过程中不断分化，歧异产生更多的物种意味着也能够占领更多的生存环境，生物的不连续性是生物对环境的不连续性（异质性）的适应对策。1.竞争生活在同一区域的两个物种如果利用相同的资源，它们便形成了竞争关系。阳光、水分、空间和营养物质等都是植物的资源，食物、水分和空间可以是动物的资源。由于对资源不平等的利用，两个物种竞争的结果会导致竞争利用资源能力较弱的物种种群数量下降，激烈的竞争甚至可导致一个物种从该区域完全被排除。2.捕食捕食是群落中普遍存在的种群间的一种相互关系。捕食包括动物猎食动物，被捕食者常常被杀死，广义的捕食还包括动物吃植物，大多数情况下植物仍然存活并可继续生长。自然界通过种群间的捕食关系，调节这一些种群的数量，捕食者与被捕食者数量往往存在这相互制约的反馈关系，也促进了捕食者与被捕食者的协同进化。3．共生其是另一类种群间互利的互相关系，这种互利的关系被固定以后，如果失去一方，另一方便不能生存。4.寄生其指一种生物生存于另一种生物的体内或体表并从中获利。寄生的结果可以导致被寄居的另一方受害并死亡，也可以导致受害但不至于死亡。（二）、物种间的生殖隔离保证了生物类型的稳定性物种在种间生殖隔离的存在下能保持物种相对稳定的基因库，没有种间的生殖隔离就会使已获得的适应因杂交而溶化丢失。所以物种的存在使得生物及保持遗传的相对稳定，又使进化不致停滞，保持进化的不可逆性，成为进化的基本途径。参考文献：[1]李难进化生物学基础北京：高等教育出版社，2005。[2]张昀生物进化北京：北京大学出版社，1988。[3]赵晓明，宋秀英生物遗传进化学北京：中国林业出版社，2003。[4]AyalaFJ.ValenlineJW现代综合进化理论胡楷译，北京：高等教育出版社，1990。[5]李难进化论教程北京：高等教育出版社，1992。