第12章 微生物的进化系统发育和分类鉴定PPT课件
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第十二章微生物的进化、系统发育和分离鉴定地球形成10亿年后开始出现生命,主要是类似简单杆状细菌的原始生物,同期另一些由光合微生物与沉积物形成的片层状化石——叠层石stromatolites也发现较多微生物,其类似绿硫细菌和多细胞丝状绿菌,属于不产氧光合细菌。
产氧光合细菌——蓝细菌最早的叠石层在25-30亿年前形成。
蓝细菌给地球带来氧气,而后各种真核微生物才开始出现,多样性大大增加。
现代生物进化论认为地球上的生命在地球早期特殊环境下形成,通过“前生命的化学进化”过程,由非生命物质产生的。
进化evolution:是生物与其生存环境相互作用过程中,其遗传系统随时间发生一系列不可逆的改变,大多数情况下导致生物表型改变和对生存环境的相对适应。
研究微生物系统发育phylogeny 指的就是研究各种微生物进化的历史。
地球上有多少种微生物迄今无准确答案,估计有分类记录的各类物种大约150万,其中微生物大约15万,数目还在不断增加。
对微生物分类存在两种基本的、截然不同的分类原则:根据表型特征phenetic characteristics 相似程度分群归类,这不涉及进化、不以反映生物亲缘关系为目的;按照生物系统发育相关性水平分群归类,目的是探寻各种微生物间进化谱系,建立反映微生物系统发育的分类系统。
生物系统学systematics:以进化论为指导思想的分类学,目标在于通过分类追溯系统发育,推断进化谱系,这样的分类学也成为生物系统学。
第一节进化的测量指标一进化指标的选择主要是分析比较生物大分子(蛋白、RNA、DNA序列)一级结构特征。
研究表明蛋白、RNA、DNA序列进化变化的显著特点是进化速率相对恒定,这些分子序列进化的该变量(AA or 核苷酸替换数或替换百分率)与分子进化的时间呈正相关。
因此这些生物大分子被看做是分子计时器molecular chronomenters。
根据这一原理,可通过比较不同种类生物大分子序列的改变量来确定其彼此间系统发育相关性或进化距离。
第十二章微生物的进化、系统发育和分类鉴定地球大约是在45亿年前形成的。
地质学、古生物学和地球化学直接或间接证据都表明:大约在地球形成10亿年之后,我们这个星球开始出现生命,主要是些类似简单杆状细菌的原始生物。
但在同期的、另外一些被认为是由光合微生物与沉积物形成的片层状化石--叠层石(stromatolites)资料中,也发现存在形态较多样的微生物,综合分析认为,它们类似于绿硫细菌和多细胞丝状绿菌,这似乎表明:不产氧光合细菌的起源也很早。
这些原始生命大概都是厌氧型的。
含有产氧型光合细菌--蓝细菌的叠层石则发现于25-30亿年前的地质年代中,蓝细菌的出现,给地球带来了氧气。
而后,各种真核生物才随之出现。
根据现代生物进化论观点,地球上的生命是在地球历史早期的特殊环境条件下,通过"前生命的化学进化"过程,由非生命物质产生的。
这些最原始的生命经过漫长的进化历程,产生了千姿百态的生物种类。
所谓进化(evolution)是生物与其生存环境相互作用过程中,其遗传系统随时间发生一系列不可逆的改变,在大多数情况下,导致生物表型改变和对生存环境的相对适应。
所以,今天仍生存在地球上的生物种类,彼此之间都有或远或近的历史渊源。
研究微生物的系统发育(phylogeny)就指的是研究各类微生物进化的历史。
地球上到底有多少物种至今仍无准确答案,估计有分类记录的各类物种大约有150万,其中微生物超过10万种,而且其数目还在不断增加。
微生物学工作者要认识、研究和利用微生物或控制有害微生物,必须对它们进行分类(classification)。
对生物进行分类存在两种基本的、截然不同的分类原则:一是根据表型(phenetic)特征的相似程度分群归类,这种表型分类重在应用,不涉及生物进化或不以反映生物亲缘关系为目标;第二种分类原则是要按照生物系统发育相关性水平来分群归类,其目标是探寻各种生物之间的进化关系,建立反映生物系统发育的分类系统。