第五章物种形成与灭绝介绍

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。

生物进化物种形成与灭绝的机制生物进化是指生物种群在长时间的演化过程中经历的适应、变异和遗传改变，形成新的物种和亚种。

而物种的形成和灭绝是生物进化过程中的重要环节，它们与环境压力、自然选择和遗传变异密切相关。

本文将探讨生物进化中物种形成与灭绝的机制。

一、物种形成的机制1.自然选择自然选择是指环境压力选择和影响不同个体在繁殖上的成功率和生存的能力，导致种群中个体表型的适应性改变。

适应环境变化的个体更有可能繁殖后代，从而遗传优势逐渐集中于某个个体或群体，最终形成新的物种。

2.遗传漂变遗传漂变是指由于随机突变和基因频率的随机性改变，使得种群在基因分布上发生变化。

在小种群或孤立群体中，由于基因随机漂移的作用，部分基因频率会发生偏离，进而形成新的物种。

3.适应辐射适应辐射是指一种物种在适应某种环境压力的过程中，分化成多个侧枝物种。

由于生境的不同选择和适应需求的差异，一种物种分化成多个亚种，甚至形成新的物种。

二、物种灭绝的机制1.自然选择竞争自然选择中的竞争是导致物种灭绝的一个重要原因。

当同一生态位上的物种过多，资源供应不足时，物种之间的竞争会导致弱势物种灭绝。

2.环境变化环境变化是导致物种灭绝的重要因素之一。

地球的气候、地质和生态系统都会发生变化，如气温的升高、环境的恶化等，对物种的适应能力造成巨大挑战，导致物种的灭绝。

3.物种外来入侵当外来物种进入一个生态系统并迅速适应环境时，会对本地物种造成威胁，导致其灭绝。

这种外来物种可能是无意间引入的，也可能是人类意图引入的。

三、物种形成与灭绝的实例1.物种形成的实例（举例说明即可，无须详述）2.物种灭绝的实例（举例说明即可，无须详述）结论生物进化中物种形成与灭绝是一个复杂而关键的过程。

物种形成依赖于自然选择、遗传漂变和适应辐射等机制。

而物种灭绝则受自然选择竞争、环境变化和外来入侵等因素影响。

进一步研究和了解这些机制，有助于我们更好地保护和管理生物多样性，维护生态平衡。

第五章物种形成、物种入侵及物种灭绝一、物种的概念在大自然中，生物物种是生物分类学研究的基本单元和核心，也是构成物种多样性的基本单元，是生物多样性演变、生态功能发挥和自然资源持续利用的基本单位，因而是研究生物多样性尤其是物种多样性的前提和基础。

长期以来，人们对物种的认识和对其概念的界定也曾经一度引起了许多学者的关注。

林奈，模式物种：物种是不变的，是上帝按照特定模式创造的，物种的所有成员都保持上帝造物之初的特征而永不变化，物种的确定是基于少数模式标本的特征，这是一种神创物种概念。

达尔文，进化物种：物种是一个独立的进化支系，与其它同样的支系相比，经历了自己独特的进化历史，有独有的进化特征、进化潜力和进化发展趋势，是具有祖裔关系的一系列自然种群的进化事件的概括。

赫胥黎，生物学物种：物种是个体间可以自由交配和生殖繁衍（或潜在地具有这种能力）的一组自然种群，通过某种隔离机制，使得它们在遗传上与其它类似的一组种群相互隔离着。

这种主要基于生物学特征确立的物种称为生物学物种。

Mayden总结出至少22种不同的、现在仍在采用的生物物种概念。

可以相信，这并不是全部。

关于生物物种概念的文献非常多，讨论历史很长，而且在当前仍然是一个非常活跃的科学专题。

这充分说明，物种问题不仅是进化与分类学的一个重要领域，同时也是生物多样性研究乃至整个生物学科的一个关键问题。

物种的生物学本质：物种指具有一定形态、生理和生态特征，占有相应的自然地理分布区域，以一定的生活方式进行繁衍并相互交流基因的自然生物类群。

物种是生物进化的基本单元，物种的产生是生物进化过程中的一种本质性的飞跃，现今地球上的生物物种存在和多样化的构成，是在地球演化背景下长期的物种形成、进化发展和自然选择的结果。

二、物种是如何形成的（物种形成机制研究）1、什么是物种形成？物种形成是指物种数量的增加。

物种的形成及分化是物种多样性产生的根本原因。

到目前为止的两个世纪内，科学家已经提出了若干类物种形成模式及理论：异域成种、同域成种、染色体倍数增加、染色体重排、生殖隔离、生殖断裂等。