第五章物种形成与灭绝介绍
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物种形成与物种灭绝与物种概念及划分问题一样, 物种形成和物种灭绝机制,是长期困扰科学界的一大难题。
1859年, Darwin发表了《物种起源》一书,首次科学地提出了物种形成的一套理论。
其实在此之前,先辈们就提出过一些有关成种作用的思想。
第一节物种形成——物种多样性的起源1物种形成理论的历史回顾1.1 物种不变论(Immutability of species)物种不变论有两层涵义:一是物种是神创造的,并且永远不会发生变化(神创论者的观点);其二是尽管承认物种是自己起源的,但是在瞬间形成的,并在起源后永远保持不变。
Lamarck认为物种的起源是瞬时的。
每个演化系列都是不同的瞬间起源的简单生物的产物,它们后来都进化为较高等的生物。
Lamarck 的进化论是纵向的,只承认线系成种(phyleticspeciation),即一个老的物种只能演化成另一个新物种。
当Linnaeus发现了三四种自然杂种,并将它们命名为新的物种后,便认为自然界所有的物种都是通过杂交而产生的,进而提出,上帝创造了所有植物目以上的阶元,而目以下,一直到种的所有分类阶元,都是通过杂交而产生的(转引自Mayr,1982)。
所有Darwin之前的学说,都可称为本质论(essentialism),从Maupertuis到Bateson,该学派认为,每个物种都有其特有的种质,因此,物种是不可能变化和进化的。
Lyell认为,自然界是由各种固有的类型组成,它们是在一定的时间内被创造的,要想一个物种变成另一物种是不可能的(Mayr,1982a)。
本质论认为快速成种是通过两种方式来实现的:突变(drasticmutation)和杂交(hybridization)。
事实上,在Darwin之前也曾出现过与本质论不同的学说。
早在1825年Leopold和Buch就提出过地理。
1.2 物种多起源论(Multiple creation of disjunct species)AlohonsedenCandolle(1806-1893)认为那些分布不连续的物种,尤其是植物,居群与居群之间相隔很远,用流行的迁徙理论很难对其作出解释,而物种多起源学说却能很好解释这种现象。
动物进化与物种灭绝动物进化与物种灭绝是生物学中一个重要的研究领域,它涉及到物种的起源、进化和消亡等方面。
本文将从进化和灭绝两个角度来探讨动物进化与物种灭绝的相关问题。
一、动物进化动物进化是生物演化中的一个重要过程,它伴随着物种的变异和适应环境的过程。
进化可以通过遗传变异和自然选择两个主要机制来实现。
遗传变异指的是个体间基因组的差异,这些差异可以通过基因突变、基因重组等方式产生。
而自然选择指的是基因型与环境之间的适应性选择,适应环境的个体将更具生存竞争力,并有更多机会繁殖下一代,从而将有利基因传递给下一代。
这样,随着时间推移,物种的基因组会发生改变,从而产生了新的物种。
动物进化是一个渐进的过程,需要漫长的时间累积。
例如,地球上最早的动物可以追溯到大约6亿年前,这些简单的无脊椎动物逐渐演化出了高级的脊椎动物。
进化过程中,动物逐渐适应了不同的生态环境,形成了各种各样的物种。
二、物种灭绝物种灭绝是自然界中一种常见的现象,它是自然选择的结果之一。
物种灭绝可以分为自然灭绝和人为灭绝两种情况。
自然灭绝指的是物种在自然环境下无法适应生存条件而灭绝。
这可能是由于环境的剧烈变化、自然灾害的发生、竞争对手的入侵等原因所导致。
例如,恐龙的灭绝被认为是一次大规模的自然灭绝事件,它们无法适应地球上的环境变化,导致整个物种消失。
人为灭绝指的是人类活动导致物种灭绝。
人类的生存和发展带来了对环境的破坏,大规模的森林砍伐、水源污染、气候变化等都是导致物种灭绝的重要原因之一。
例如,过度捕猎导致了很多野生动物的数量急剧减少,甚至灭绝。
三、动物进化与物种灭绝的关系动物进化和物种灭绝是紧密相关的,它们在演化过程中相互影响。
进化使得物种能够适应不同的环境,从而提高了生存竞争力。
然而,环境的变化也会导致某些物种无法适应,从而面临灭绝的风险。
进化与灭绝是一种动态平衡的过程。
新的物种在进化过程中不断出现,而一些旧的物种则会因为无法适应环境而逐渐灭绝。
物种的灭绝与演化地球生命历程中的物种灭绝可以分为两类:常规灭绝和集群灭绝。
常规灭绝(normal extinction)也称为背景灭绝,指在各个时期不断发生的灭绝。
集群灭绝(mass extinction),指的是,在相当短的时间内出现大规模的生物灭绝,往往涉及一些高级分类单元,如科、目、纲甚至更高级别的生物灭绝,此外,生态上和分类上无关的类群往往近乎同时灭绝。
集群灭绝之后往往伴随有适应辐射,因此在生物演化中起重要作用。
大约在38亿年前,一个原始的地壳形成,其上布满了湖泊、水池和水洼,混合着火山灰。
当时火山活动频繁,大气主要由氮气、一氧化碳、水蒸气和氢气等构成。
太阳紫外线辐射强烈,闪电、宇宙射线等提供了各种形式的能量。
地球上的各种气体成分之间发生了一系列的化学反应,形成了简单低分子量的有机物。
这些简单低分子量的有机物与地表水体相互作用,形成了含有有机化合物的水溶液。
这些含有有机化合物的水溶液最终汇集到原始的海洋中,孕育出原始的原核生物。
这些原核生物可能是厌氧化学异养型原核生物,也可能是化学无机自养的,以二氧化碳作为唯一的碳源进行硫呼吸(氢被硫氧化产生硫化物)获得能量。
随着光合细菌和蓝藻这一类光合自养生物的产生,大气中开始出现氧气。
氧气含量的增加,为真核生物的产生创造了条件。
大约在19亿年前,单细胞真核生物诞生。
大约12亿年前,最原始的单细胞动物诞生。
大约10亿年前,高级藻类出现。
在距今约5.8亿年前,埃迪卡拉动物群出现。
在距今约5.6亿年前,埃迪卡拉动物群集群灭绝。
在距今约5.44亿年前,突然出现大量多样性很高的多细胞动物,其面貌与埃迪卡拉动物群迥然不同。
人们把这一现象称之为“寒武纪大爆发”(Cambrian explosion)。
寒武纪最显著的特点,就是具有硬壳的不同门类的无脊椎动物如雨后春笋般的出现,这些动物,包括节肢动物、软体动物、腕足动物、古杯动物以及笔石、牙形刺等。
它们的飞速涌现,形成了生物大爆炸的壮观局面,带来了生物从无壳到有壳这一进化历程中的重大飞跃。