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进化生物学大纲

已有 7554 次阅读 2007-12-13 11:29 |个人分类:生活点滴|系统分类:科研笔记

西北大学通识课

进化生物学教学大纲

李智选

(西北大学生命科学学院)

进化生物学是生命科学的最高理论。进化生物学是在生命科学的基础上进行生物种类、种群及生物类群的演化及进化研究的一门学科。

生命科学各个层次的研究以及各分支学科体系的建立无不以生物进化的理论为其指导思想,而进化生物的理论也随着生命科学的发展而不断地得到补充和深入。但是50年代以来,这一重要的学科却在生物学教学中受到冷遇。大学生物系取消了进化论课程,结果学生虽然学了许多课程,却难以融会贯通,往往出现“见树不见林” 之弊。因此,近年来,部分大学陆续恢复了进化论课程。学生欢迎这门课程,很多文科和社会科学的学生也纷纷选修。

现代的进化理论已经渗透到生物学各学科领域,从而形成了理论性强、内容具体而丰富的、高度综合的“进化生物学”(Evolutionary Biology)。本门课程在内容上力求体现这种新发展,力求深入到生物学的不同领域、生物组织的不同层次来阐述进化理论,力求使理论具体化。本门课程不是抽象理论的介绍也不是具体知识技能的传授,而是试图让学生在已有的各学科领域知识的基础上提出问题、启发对理论的思考,从而培养学生的创新意识、创新思维。

 

本课程计划学时36

附 具体章节和具体学时安排:

 

第一章 现代进化理论的来源   4学时

拉马克进化学说

达尔文进化论

孟德尔遗传学

第二章 生命及其来源   3学时

  生命的本质

  生命的起源

  生命的起源的其他问题

第三章 细胞的起源   3学时

  细胞的起源的概述

  细胞产生和发展的主要阶段

  真核细胞途径的探讨

  真核细胞起源的意义

第四章 化石和地质年代   3学时

  化石的概念和分类

  地质年代的划分及测定

  古生物学与进化生物学

第五章 多细胞生物的进化  5学时

生物的分界

多细胞的植物的进化

多细胞动物的进化

多细胞生物的进化的总特点

第六章 行为的进化   3学时

  行为进化的基本环节

  争斗行为的进化

  利他行为的进化

  性行为的进化

第七章 人类的起源和进化  3学时

  人类的起源问题的概述

  人类的进化

  人类的未来

  人类起源动力的探讨

第八章 物种与物种的形成  4学时

  物种

  物种的形成

  人工控制下的物种形成

  物种形成在生物进化中的意义

 

第九章 生物的微观与宏观进化   4学时

  微观进化的概念

  生物微观进化的单位

  宏观进化的概念

  宏观进化的型式

  进化趋势

  绝灭

  关于宏观进化与宏观进化问题的讨论

第十章 分子进化和分子系统学   4学时

  分子进化的概念

  分子进化的中性理论

  分子系统学与分子系统树

 

 

教材及参考书:

李难:进化论 北京:高等教育出版社,1999

沈银柱:进化生物学 北京:高等教育出版社,2002

李星学等.植物界的发展和演化.北京:科学出版社,1981

张昀.生物进化.北京:北京大学出版社,  1998

达尔文.物种起源.周建人,方宗熙等译.北京:商务印书馆,1991

达尔文.物种起源.舒德干 等译.北京:北京大学出版社,2005

 

进化生物学大纲(根据文献和本人课件整理,

有待进一步修改。)

 

西北大学生命科学学院

李智选

88302043(o),   Lzx8z@163.com

参考文献同前

 

  

 

一.什么是进化生物学

生物进化论是关于生物界历史发展一般规律的科学。

 

进化这个概念指的是事物的演化或发展。它的含义极其广泛,包括天体的消长、生物的演变、社会的发展等等。狭义的说,指生物的进化。

 

生物进化是指生物种群多样性和适应性的变化,或一个群体在长期内遗传组成上的变化。

生物是进化的。地球上原来并不存在生命。大约35~31亿年前才出现了生命。

 

 

任何生物体都与其生活环境相联系。

 

进化论的提出者是法国博物学家拉马克,英国博物学家达尔文为之奠定了科学的基础。

 

生物进化论与进化生物学

生物进化论是研究生物界进化发展的规律,以及如何运用这些规律的科学。

 

进化论随着生命科学的发展逐步由推论走向验证、由定性到定量,于是产生了进化生物学

 

 

进化生物学是研究生物进化的过程及其原理、机制、速率和方向的科学。

 

生物进化论是进化生物学的理论基础,是生物学中最大的统一理论。

二.学习进化论生物学的意义

首先,进化论和遗传学一样,是生物科学的核心理论。通过这门课程的学习,不仅使我们能了解生物进化的一般规律,还可以加深对所学的生物学各门其它分支学科的理解。

其次,进化论也是哲理性很强的一门学科,它所包括的进步观念已经远远超出生物学的范围,并成为人类共同的财富。

 

生物进化论从生物界自身及其与环境的相互关系中揭示了生命自然界辨证发展的过程,在这门学科中,唯物主义和辨证法的思想是相当丰富的。

 

此外,进化论所揭示的原理,也有助于人类控制和改造生物的实践活动。如动植物养殖与育种。

 

三.学习进化生物学的方法

 首先,进化论是一门历史性的学科,它叙述了生物界的系统发展及其规律性,学习时应与观察,实验相结合。

其次,进化论又是一门综合性的学科,它所涉及的方面极其广泛,学习时要联系过去学过的知识进行思考;在可能的条件下进行实验研究或与观察联系。

第三,进化论也是一门理论性的学科,它叙述的是生物学中的一般规律性问题。

 

第四,进化论是一门发展中的学科,学派林立,见仁见智。学习时要特别注意吸取各派的长处。

 

与进化论相对立的观点是物种不变论。

 

 

 

 

第一章

 

拉马克进化学说

达尔文进化论

孟德尔遗传学

.1.     拉马克及其进化学说

1.1.1.      生平与科学活动

A.        拉马克出生于法国破产的贵族家庭。

 

B.        著成三卷《法国植物志》,并于1778年问世。

 

C.        1779年,拉马克被选为法国科学院的会员。

 

D.        拉马克改建了林耐制定的动物分类系统。为现代无脊椎动物学的研究奠定了基础。

F.        他一生中最重要的著作是《动物哲学》。在此书中,他系统的叙述了自己的进化学说。

 

G.       拉马克是一位博学的植物学家、动物学家、进化论者,也是一位追求真理、进步的学者。

 

1.1.2.      拉马克的进化学说

A.        一切物种,都是从其它的种传衍来的,生物的变异和进化是一个连续缓慢的过程。

 

 

B.        环境的多样性是生物多样性的主要原因。植物受环境影响比动物更加深刻、显著。

 

 

C.        动物产生变异的原因,重要的是通过用进废退和获得性状遗传。

            a)         用进废退:即经常使用的器官就发达,不使用就退化。

 

            b)        获得性状遗传:即用进废退获得的变化是可遗传的。

 

 

D.       生物具有按

         等级向上发展

         的趋势。

 

 

 

 

E.      最原始的生

            物源于自然

           发生。

 

1.1.3.      评述

A.        拉马克是历史上第一个提出比较完整的进化理论的学者。

 

B.        获得性遗传的法则,始终得不到现代科学支持。

 

C.        关于有机体趋向完善的能力的论述,关于低等生物源于自然发生的论述,关于变异与适应无差别的论述等,与事实明显不符。

.2.       达尔文及其进化论

1.2.1.      生平与科学活动

A.        查理士 · 达尔文出生于英国希鲁兹别利的一个小城市里。

 

B.        在剑桥期间达尔文阅读了不少自然科学的书籍。

 

 

 

C.        1831年,达尔文以学者的身份搭上即将出发的英国海军部军事水文地理战舰“贝格尔”号,开始了对他一生科学活动有重大影响的环球科学旅行。

 

 

D.        5年的科学旅行使得达尔文转变为一个坚定的进化论者。

 

 

 

E.        应用历史方法和归纳方法,得出了家养生物起源于野生生物的正确结论。(繁殖过剩…)

 

F.        完成了举世闻名的《物种起源》一书,并于1859年11月24日问世!

 

G.       达尔文的后半生体弱多病,但是始终坚持工作。1882年4月19日,与世长辞!

 

 

       达尔文的科学成就具有划时代的意义,他本人的思想品德和治学态度也是出类拔萃的。

 

1.2.2.    达尔文进化论

A.       世界不是静止的,而是进化的。

 

B.       生物进化是逐渐和连续的,其中不存在不连续的变异或突变。

 

C.        生物之间都有一定的亲缘关系,它们有着共同的祖先。

 

 

1.2.3.       评述

A.        达尔文学说是对进化论研究成果全面的系统的科学总结;是进化论发展史上划时代的里程碑;也是现代进化论的主要理论源泉。

 

B.        达尔文进化论也有一些不足。达尔文由于遗传学知识的缺乏,无法深刻阐明生物进化的机理。

1.3.   孟德尔及其遗传学

1.3.1.      生平与科学活动

A.        孟德尔是奥地利学者,出身于一个贫苦农民之家。

 

B.        1851年,孟德尔进入维也纳大学。

 

C.         1856年夏,孟德尔开始了他的豌豆杂交实验。

 

D.            188416去世。

 

E.        孟德尔定律开创了遗传学的新纪元。

1.3.2.   孟德尔定律

 

A.       分离定律。具有相对性状纯质亲本杂交时,由于某个性状对它的相对性状的显性作用,子一代所有个体都表现这一性状。在子二代中表现出分离现象,其比例为3:1。子一代表现的性状称为显性性状,未表现出来的性状称为隐性性状。

 

 

B.       独立分配定律,又称自由组合定律。指2对(或2对以上)相对性状分离后,又随机组合,在子二代中出现独立分配现象。比例为9:3:3:1。

 

1.3.3.      评述

 

        孟德尔遗传学是现代进化论的重要理论来源。

 

一、解释:“贝格尔”航行    繁殖过剩   人工选择   定向选择      获得性状           独立分配定律

二、什么是拉马克进化学说的要点?它与达尔文进化论的联系和区别有哪些?

三、简述达尔文自然选择学说的主要内容。

四、如何恰当的评价达尔文进化论?

五、简述孟德尔遗传学对生物进化论发展的贡献。

 

 

第二章  生命及其起源

 

2.1  生命的本质

   自然界的物体,按其性质可分为两类:

 

 一类称为无机界,是没有生命的;       

 

 另一类称为有机界,它们是有生命的。

 

2.1.1   生命的定义

现代科学出从生物体形态特征归纳生命定义: 具有新陈代谢、生长、繁殖和对外界刺激的反应等特征的物体。

 

本世纪50年代后,分子生物学认为生命是由核酸与蛋白质组成的、具有自我更新和自我复制能力的多分子体系。

2.1.2   对生命的认识

(1)物质基础:核酸与蛋白质

 

 

 

 蛋白质是生命活动的物质基础。具有催化作用的酶、免疫功能的抗体、起运输作用的血液蛋白、有运动功能的肌肉蛋白、生物膜蛋白、某些激素和毒素等都是蛋白质。

 

(2)生命的本质:
自我更新与自我复制

生物体内化学成分自我更新,即生物体的新陈代谢,包括同化作用与异化作用两个过程。

 

    A. 生物体从食物中摄取养料转换成自身的组成物质,是贮存能量的过程,称为同化作用,或称组成代谢。

    B. 生物体将自身的组成物质分解以释放能量或排出体外,称为异化作用,或称分解代谢。

 

生物的自我复制是从三方面来认识的 。从分子水平上是DNA的自我复制;从细胞水平看,表现为细胞分裂;从个体水平看,表现为个体增殖。

 

 

(3)对生命认识的新进展:

A.  生命与生态系统

 

 生命是一种高度复杂的自动控制系统,它的本质特征表现在既有繁殖后代的能力,又与环境发生不可分割的联系。

 

B.     生命与耗散结构。

 

 a)       耗散结构是物理学上的一种学说。在宏观世界中,除通常的处于平衡状态下的稳定有序结构外,还有一种处于远离平衡态条件下的稳定有序结构,这种结构就为耗散结构。

 

b)    认为生命就是一种耗散结构,这是生物物理学的生命观见解。但是不是所有的耗散结构都是具有生命现象的。

2.2   生命的起源

 

所谓生命的起源,是指地球上非生命物质演变成原始生命的过程,即生物进化中的化学进化阶段。

 

2.2.1     生命起源的概述

 

A.   天外胚种论认为地球上的生命是从天外飞来的。这种观点在欧洲19世纪末到20世纪初颇为流行。相信宇宙一直有生命的胚种,以孢子的形式,靠太阳光的压力,在新的行星上定居。     

 

B. 自然发生说即自生论,起源于古代。从中得出了“腐肉生蛆” “腐草化为萤”的结论。

 

C.化学起源说的主要提出者是奥巴林。科学实践证明,这种学说是正确。

 

  a)          1890年,维诺格拉德斯基发现,硝化细菌能吸收外界的氨或亚硝酸使之氧化,并利用这时获得的能量,把二氧化碳转换成有机物。奥斯本把这种生命物质看作是生命的原始形态。

 

b)         德国化学家维勒第一次把无机物人工合成有机物——尿素,填补了无机物和有机物之间不可逾越的鸿沟,为化学起源说提供重要的依据。

 

  c)      1953年,米勒成功地做了生命起源的模拟实验。

2.2.2     生命起源的基本条件

  原始大气               CO2    N2    NH3   CO    CH4.        海洋是生命的摇篮,但是生命演化的最初舞台是原始大气,而不是海洋。

 

  能源:  

热能。地球形成初期,太阳能无法射到地球上,化学反应主要依靠由地球凝聚和气体逸散所释放的巨大热量。

 

太阳能。原始大气的上层没有可抵挡紫外线的臭氧层,到达地面的太阳能比现在要大的多。 

 

放电.可以认为是电流、高温和紫外线的混合能源。从作用上讲,放电比紫外线和热能更优越。

 

原始海洋:        液态水的出现是生命化学演化中的重要转折点。具有高度反应活性的分子虽然在气相中生成,但它们却在水溶液中发生化学反应,因为所有生命物质都涉及液相。

 

2.2.3  生命起源的主要阶段

 

A.        无机小分子生成有机小分子。所谓有机小分子是指生成蛋白质、核酸和脂类的组成部分。这一步骤,已被米勒及其后续者用模拟实验的大量材料所证实。

 

B.        有机小分子生成生物大分子。生物大分子主要指蛋白质和核酸。对它们起源研究上有两派:陆相起源派和海相起源派。

 

 

 

   C.     生物大分子生成多分子体系

 

a)         团聚体模型

          

 

b)         微球体模型

 

 

 D. 多分子体系演变成原始生命(米勒概括,可能有三种类型)

 

a)          只建立在蛋白质基础上的生命类型。

 

b)        建立在核酸基础上但是没有蛋白质密码的生命类型。

 

c)        建立在核酸和蛋白质基础上的生命。

2.2.4    生命起源中的关键因素

      A.原始膜的形成     

 

B.遗传秘密的起源:即生物体内转录和翻译系统是怎样形成的。

 

 流行假说:

      a)              立体化学假说.认为原始的信息系统产生于前生物时期成核阶段的“原始汤”中,由于核酸碱基和游离氨基酸之间特殊的立体化学的相互作用,使各个特定的密码分配给予相应的氨基酸。 

   b)        克里克提出的“冻结说”.认为在成核期间偶然形成的氨基酸和接运器之间的分配型式由于进化上的约束而被冻结起来,从而形成遗传密码。

 

 

2.3  生命起源研究中的
其他问题

2.3.1  生命起源是否仍在继续

   现在地球上是否还会有无机物发展出生命来呢? 一般认为,已经不可能再出现生命了。

 

       当今地球上,作为原始生命起源的基本自然条件已经不复存在。

 

       现在地球上的各种有机物质不可能像在原始地球上那样能够长期保存并继续演化成生命,而是很快被各种生物所破坏。

2.3.2  生命起源过程中自然选择如何起作用

首先,对多分子体系来说,其内部必须要有一定的理论结构,并与外界环境发生联系,进行新陈代谢。

 

其次,早期的多分子体系,可以想象其类型是多种多样的。

 

第三,原始膜向生物膜的进化,是原始生命形成的关键之一。

 

2.3.3  外星球是否存在生命

 

月球上似乎不存在生命。

 

 

火星上的生命有一定可能性。

 

 

 

在已知的宇宙中,如有1%的星球具有类似地球的环境,那么在已知的宇宙中存在生命的天体将不少于1018个。

 

 

一、解释:自我更新   自生论   化学进化说   还原性大气      耗散结构   团聚体   微球体   模拟实验

 

二、简述生命的本质。

 

三、在原始生命的形成中,起关键作用的有哪些因素?并作简要说明。

 

四、在别的星球上是否存在生命?为什么?

 

第三章 细胞及其起源

 

.1.     细胞起源的概述

 

1)  细胞是构成生物体的基本结构和功能单位。

 

2)  细胞按其形态结构的不同,分为两类:

 

        B.    真核细胞(eukaryotic cell)形态结构复杂,具有完整的核膜和细胞器的细胞。

 

 

 

 

3)  19世纪,海克尔预言了细胞来源于比它更简单的前细胞生物。

 

4)  直到本世纪50年代末,细胞起源的研究才有新的突破。

.2.  细胞产生和发展的主要阶段

 

1)  原始生命到原始细胞的阶段

 

2)  原始细胞到前原核细胞的阶段

 

3)  前原核细胞到真核细胞的阶段

.3.       真核细胞起源途径的探讨

 

1)  马古利斯的提出的内共生说

 

     

 

1)  经典说

 

A.       这一学说认为,真核细胞的起源和经典的进化论学说相一致,主张真核细胞是从原核细胞通过自然选择和突变进化来的。

 

B.        根据经典学说,尤泽尔提出一个模型。认为细胞内细胞器和细胞核的形成是由原始的原核细胞,通过一系列DNA的复制和质膜的内陷,形成了双层膜结构,再经结构的分化和复制功能的消失,就形成了现代的真核生物。

 

.4.   真核细胞起源的意义

 

1)  首先,奠定了有性生殖产生的基础:真核细胞的起源为有性生殖的自然形成奠定了基础。

 

2)  其次,推动了动植物的分化:真核细胞是一切高等多细胞生物的基本组成(单元)。

 

3)  第三,促进了三极生态系统的形成:在原核生物时代,地球上只有以异养的细菌和自养的蓝藻组成的一个二极生态系统。随着真核生物的产生和动植物的分化发展,才出现由动物、植物、菌类组成的三极生态系统。

 

 

一、解释: 原核细胞   真核细胞   真核细胞起源的经典说  

 

二、为什么说从原始界膜向细胞膜的演化是原始生命发展的首要环节?

 

三、什么叫真核细胞起源内共生说?这一学说的优点主要表现在哪里?

 

四、简述真核细胞起源对生物进化的意义。

 

第四章 化石和地质年代

 

1. 化石

 

 

 

 

 

1.1.    化石概述

1)        化石是经过自然界的作用,保存于地层中的古生物遗体,遗物和它们的生活遗迹。

 

2)        化石是古生物学研究的对象。

 

3)        化石大多是生物体的坚硬部分,经矿物质的填充和交替作用,形成仅保持原来形状,结构以至印模的石化的遗体,遗物和遗迹。

 

4)        科学史上,达尔文最早把生物与化石联系起来。

 

5)        古生物能作为化石被保留下来的机会是很难得的。

 

1.2.    化石形成的条件和过程

1)        取决于生物死亡的数量

 

2)        取决于生物体组成部分的坚硬程度

 

3)        取决于生物尸体掩埋的速度

 

4)        取决于石化的程度和快慢 所谓石化,就是古生物的遗体、遗物和遗迹通过物理、化学作用,使它们变成坚硬如石的过程。

1.3.    化石的分类

1)        遗体化石  指保存在岩层里的古生物体本身。

 

2)        模铸化石  指生物体在底层或围岩中留下的各种印模和复铸物。

 

3)        遗物化石  指古生物的粪便,卵以及人类祖先使用的工具等。

 

4)        遗迹化石  古代动物活动时留下的痕迹。

 

5)        微体化石  用显微镜才能观察到的一类微小化石。

 

6)        超微化石  只有在电子显微镜下才能观察到的一类特别微小的化石。

 

2. 地质年代

 

      代下面分为若干纪,纪下面分为若干世,世下面分为若干期。

 

       与地质年代对应的地层称谓分别叫做界、系、统、层。

 

2.1.        地质年代的划分

1)        冥古代:46亿年——38亿年前

 

2)        太古代:38亿年——25亿年前

 

3)        元古代:25亿年——5亿7千万年前

 

4)        古生代:5亿7千万年——2亿3千万年前

 

5)        中生代:2亿3千万年——6千7百万年前

 

6)        新生代:6千7百万年前——现

2.2.    地质年代的测定

1)       主要运用放射性元素的方法。放射性元素以自己恒定的速度进行衰变,不受外界温度和压力的影响。在一定的时间内,放射性元素蜕变的分量和生成的元素具有一定的比例。

 

2)      运用放射性碳(14C是测定化石年 龄的重要方法。14C具有放射性,很容易与大气中的氧化物变成具有放射性的CO2植物吸收CO2时,利用了14C动物又从植物获得CO2生物死后,就没有14C的加入了。14C半衰期为5730年,即经过5730年后,生物体内14C的含量减少为原来一半,现在生活着的生物体中14C含量已知,据此,可以计算出化石的年龄。

 

3. 古生物学与生物进化

3.1.     各地质年代生物的系统发展

 

 

1)        冥古代、太古代和元古代  这三个时期是生命起始和进化的初期。

 

 

     a)      初期,水生无脊椎动物和藻类比较繁盛。

 

      b)           中期,鱼类和蕨类最盛。

 

      c)         晚期,两栖类和裸子植物迅速发展,出现爬行类。

 

 

 

      a)          出现鸟类和哺乳类。

 

      b)         裸子植物占优势,出现被子植物。

 

 

       a)         各种昆虫和哺乳动物发展极盛。

 

       b)         被子植物大发展。

 

3.2.    种和属的进化实例

马的进化

马前肢骨化石的比较

始祖马:前肢有发达的四趾

三趾马:前肢只有三个趾,中趾发达,并且变成唯一着地的趾

现代马:前趾只有一个趾,中趾的趾端形成硬蹄两侧的趾退化成遗迹

 

 

三类马的生境、体形、运动形式的对比

 

一、解释:化石   超微化石   地质年代   前寒武纪   古生界

 

二、如何用放射性14C测定化石?

 

三、简述马进化的大体过程。

 

 

 

 

 



行为的进化

6.1行为进化的基本环节

动物行为从功能上分

索食行为(ingestive behavior

求偶行为(courtship behavior

争斗行为(agonistic behavior

社群行为(soicial behavior

通讯communication 行为

节律rhythm行为  

其中最基本的是取食、传代、保护自身

 

动物行为从种系发生的角度划分:

先天性定型行为:

趋性(taxes)

反射 (reflexes)

本能(instincts)

属于后天习得性行为:

学习(learning)

推理(reasoning)

植物的行为比动物简单,如生长运动,即向性(tropisms)

 

6.1.1先天的行为

趋性(taxes) 动物单向环境因素的刺激所引起的定向反应。

反射 (reflexes) 反射与趋性无明显的界限,但反射是通过反射弧的。

本能(instincts) 本能与反射一样,也是不用学而能、先天固有的行为。但是本能的复杂程度要超过反射。

 

6.1.2后天习得的行为

学习(learning) 这种行为除人类以外在一般动物中也相当普遍。

动物的学习能力也是随着它们的进化(主要是脑的进化)而发展,灵长类的学习能力比一般动物都高。

学习对改善行为极为有利。

推理(reasoning) 它是动物后天获得行为的最高形式。动物的推理是建立在经验的基础上,通过判断来完成的。

6.2 通讯系统的进化

 

6.2.1通讯方式的类型

视觉通讯

听觉通讯

嗅觉通讯

触觉通讯

 

6.3  争斗行为的进化

6.3.1 有节制的争斗形式

许多动物的争斗,往往不采用最激烈的形式,而习惯以某些保守的形式,如恐吓、威胁、虚张势。

6.3.2 最优争斗方式

大多数种群经常采用的,能获得最佳后果的争斗模式。

争斗模式:鹰式  鸽式

6.4  利他行为的进化

 

 

 

         利他行为的实例:双亲行为,在利他行为中,以亲代对子代的哺育和保护为特征 的双亲行为(parental behavior最突出。父母双双,尤其是母亲为此必须付出巨大代价,常常要冒很大风险。所以双亲行为也称为母性行为。如母鸟为了保护稚鸟而假装翅膀折断,引诱捕食者狐狸袭击自身。

 

6.5   性行为的进化

 

 

 

 

 

        在生物进化过程中,种族繁衍比个体生存更为重要,没有留下后代的个体即使发育良好,在进化上也是可以忽略不计的。没有性,也就没有今天丰富多彩的生物多样性世界。由于社会和科学的原因,我们对性行为的了解甚少,在此只能粗略地谈一些。

 

6.5.1  性的起源

    除了最原始的生物类群外,生物的繁衍首先必须有两种对立的成分的结合。如雌与雄、男与女,这就是性(sex性是性别的特征。

有性生殖起源于无性生殖。

性起源的机制:可能是与细胞的内共生理论大体相似。好比一个细胞吞噬另一个细胞,结合为一体,两个细胞内物种进行混合和交换。

 

 

    在高等的生物中,性一般由三部分组成,即性的染色体、性器官(第一性征)、还有性激素和副性征(第二性征)这三部分的结合,构成了雌体或雄体,男性或女性。不正常或病理性的性混乱,是这三部分失调的结果。

 

 

 

       

         从生物进化的意义上来讲,性的主要功能是生殖。通过生殖保证生命的延续,生物群的繁衍。

 

 

生殖包括无性生殖和有性生殖两种类型。

 

无性生殖一般不涉及性别、没有配子参与、没有受精过程的繁殖方式。包括裂殖、出芽、孢子、植物的营养生殖。

 

 

   有性生殖是指两个性细胞,即配子(精子或卵)融合为一,成为合子或受精卵,再发育而成新的一代生物体的繁殖方式。包括同配、异配、;卵式生殖三种形式。

 

 

 

6.5.2 动物性行为的进化实例

动物性行为主要有求偶、交尾、受精等几个方面。求偶式雌雄动物相互吸引、寻求配偶的过程。求偶中的各种联络方式,其中包括动物的发光、鸣叫、跳舞、送礼、炫耀等行为。通过这些方式,动物雌雄个体得以结成配偶。

实例:雄蝇把残翅或制造的丝球送给雌蝇。作为求偶的礼品。

 

 

6.5.3 人类性行为的特点及其进化

人类性行为与其他动物相比是最富有感情的。情欲结合是人类性生活的重要特点。人类表达性爱的行为也相当丰富…

 

人类的性行为一般包括结偶、性交前活动和性交三个主要方面。生儿育女则是性活动的必然结果。

 

人类性行为的特点:

 

在交配方式上,从除人类外的灵长类的“背交”到人类的“面交’

人类性行为的进化,也表现在受配时间上,与非灵长类相比,人类有明显的优势。人类的性活动延续到怀孕期和哺乳期。

 

人类性行为的进化意义,从生物学角度来说,有以下几点:

 

有利于两性间的分工,提高生存竞争的效益;

有利于对子女的照管,提高生育率;

有利于获得性满足,增进健康;

有利于建立配偶间良好的关系,对稳定社会有重要意义。

 

 

 

第七章

物种及种的形成

 

认识生命的多样性是从物种开始的。物种(species)是进化的,是在进化过程中形成的,因此应用进化理论才能真正认识物种,真正认识物种的多样性。

 

 

7.1  物种

7.1.1物种的概念

非时向的物种概念

不考虑时间因素,所涉及的物种概念就是非时向的种。

时向种的的概念

考虑时间向度,识别和区分物种,就产生了时向种概念,在古生物学的研究中常常用到它。

7.1.2 物种的标准

形态学标准以表型作为识别和区分物种的依据。

遗传学标准以生殖隔离作为识别和区分物种的最重要的标准。

生态学标准以物种占有的生态位作为标准。

7.1.3 现代物种的定义

           物种生由种群所组成的生殖单元(和其他单元在生殖上隔离着)它在自然界中占有一定的生境地位,在宗谱上代表一定的分支。物种定义包括四个方面的内容,即种群组成、生殖隔离、生态地位、宗谱分支。

7.2   物种的结构

          

           物种的结构为:由个体组合为种群,由种群组合为亚种,由亚种组合为种。

 

 

个体(individual of species)

 

           个体是物种组成中最基本的单位,物种由许多个体组成。

 

 

种群(group of species)

 

           也称为居群(local population)它是指生活在一定群落里的一群同种个体。

 

亚种(subspecies)

 

           它是物种以下的分类单位。亚种是种内个体在地理和生态上充分隔离后形成的群体。

 

7.3 物种的形成

 7.3.1 物种形成的三个重要环节

    可遗传的变异是物种形成的原材料

    选择物种形成的方向

    隔离是物种形成的重要条件

 

7.3.2 隔离的机制

  隔离(广义的生殖隔离)是指隔离是物种形成的重要条件在自然界中生物间彼此不能自由交配或交配后不能产生正常可育后代的现象。

 

 

合子前隔离

地理隔离

生态(生境)隔离

性别(行为)隔离

机械隔离

 

美国科罗拉多大峡谷
松鼠的隔离分布

地理隔离与杂交的关系
决定新种的形成与否

 

        合子后隔离

    杂种不活

    杂种不育

    杂种体败坏

 

杂 种 不 育

7.3.3  物种形成的方式

渐进的物种形成,物种形成方式是缓慢的,同时具备完备的中间过程,中间过渡种群。

骤变式的物种(量子种)的形成,因遗传机制或随机因素,快速地获得生殖隔离,形成新种。



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