自然界的生物为什么丰富多彩
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为什么自然界会有许多不同的动物和植物?随着人们对自然科学的探索和理解,我们逐渐意识到自然界中有着各种各样的生物,包括动物和植物。
这些生物之间的种类繁多,形态多样,结构各异。
这些分别独特的个体在它们生存的环境中占据着重要的地位。
那么,自然界为什么会有许多不同的动物和植物呢?以下是几个解释:1.进化论进化论认为,物种之间的区别并不是由神或其他外在的力量决定的,而是由一种叫做自然选择的过程来决定的。
这个理论由达尔文提出,在自然选择的过程中,那些适应环境的个体会比那些不适应环境的个体更容易幸存下来,并且能够繁殖自己的种类。
经过一代又一代的遗传,物种的形态和结构不断地发生着变化,最终导致不同的物种的形态差异。
同样的进化过程也发生在植物的世界。
例如,在恐龙灭绝后的几百万年里,哺乳动物的种类不断地增加,它们的体型、牙齿和觅食方式也发生了变化,而且逐渐地繁荣起来。
这种刻不容缓的进化进程一步一步引领未来的种种进程。
2.遗传变异遗传变异是指由遗传突变和遗传重新组合等因素导致的个体基因组的变化。
这种变化可以导致生物的形态、特征和习惯的改变,形成不同的物种。
不同的物种或亚种之间具有稳定的基因组,而不同个体的基因组之间差异很小。
每个个体都包含有不同的遗传变异,而物种的多样性则是由这些变异的累积而来的。
一种物种可以自然地分成不同的亚种,并最终形成不同的物种。
例如,在恐龙时代,恐龙是最主要的动物种类,代表了生命的绝对统治。
然而,在地层中,人们还发现了一些翼龙,这些翼龙是恐龙的亲属,它们在遗传上与恐龙存在相似之处。
因此,恐龙和翼龙都被认为是自然遗传变异的最佳例子之一。
3.物种演化物种演化包括两种类型:分支进化和线性进化。
其中分支进化指的是一种物种分支为两个或更多的不同的物种,而线性进化则是一种物种从一个原始状态进化出一系列的代表性形态。
这些不断变化的形态增加了物种稳固存活的可能性,以适应和改变不断变化的环境。
这也是为什么在相同环境下,一种生物无法形成多个物种的原因所在。
动物为何能五彩斑斓作者:韩若冰来源:《发明与创新·高中生》2021年第11期提及人體色素,我们最熟悉的便是黑色素了。
黑色素的色调相当有限,所以想要获得其他色彩,只能通过其他途径来实现。
可是,动物王国拥有无数极其绚烂的生物,比如鸟类中的孔雀、绯红金刚鹦鹉、巨嘴鸟,爬行类的豹变色龙,还有水里的小丑鱼、蓝环章鱼等。
动物们如何获得如此美丽的色彩?答案并非色素,而是一种更为神奇的结构色。
我们在自然界看到的许多颜色,特别是植物界的色彩都由色素产生。
色素能反射一部分光,同时吸收其他颜色的光,比如,叶片中的叶绿素会反射光谱的绿色部分,并吸收波长较长的红光、黄光,以及波长较短的蓝光,使叶片呈现为绿色。
植物是“生化合成大师”,它们的细胞可以配制出多种色素。
然而,动物却基本上失去了制造大部分色素的代谢途径,主要拥有的只有单调的黑色素。
无论是为了在环境中更好地伪装、御敌,还是为了把自己“打扮”得更漂亮,在求偶时展现自身魅力,动物们都非常努力地想要获取五颜六色。
比如,从饮食中获取色素,一些鸟类的鲜红色、明黄色就主要来自食物中的类胡萝卜素。
天空、湖泊、大海都是蓝色,自然界却很少有蓝色色素可供使用,想要获得蓝色该怎么办?动物们另辟蹊径,进化出高超的光学“特技”,以不同方式制造出蓝色,这就是所谓的结构色。
结构色的原理与色素类似,也是通过反射特定波长的光,同时吸收其余颜色的光。
不同的是,结构色的奥秘隐藏在动物羽毛、鳞片、毛发和皮肤的微末之处。
动物身体这些部位的纳米结构由于与光的波长相当,能使不同颜色的光发生不同程度的散射,散射光波相互作用,增强某些颜色,并抵消其他颜色,最终呈现出特定色彩。
比如,大蓝闪蝶具有令人惊叹的蓝色虹彩,就是因为其翅膀鳞片中的纳米级凹槽结构使蓝光发生衍射和反射,同时吸收了光谱的其余部分。
结构色除了呈现出特定颜色,通常还具有虹彩般的闪亮视觉效果。
这是因为从微结构顶部反射的光与从底部反射的光可能相位不同,从不同角度观察时,就会产生明暗或色调变化。
自然界的生物为什么丰富多彩生物界是一个丰富多彩、生机勃勃的世界,鹰击长空,鱼翔浅底,百花吐艳,万木争荣。
那么自然界中这些丰富多彩的生物是怎样形成的呢?从总体上来说,是进化产生了新物种,引起生物对环境的适应,导致了生物的多样性,使得自然界中的生物丰富多彩。
对于生物进化的概念,1998年北京大学张昀将其表述为:生物在与其生存环境相互作用过程中,其遗传系统随时间而发生一系列不可逆的改变,并导致相应的表型改变,在大多数情况下这种改变导致生物总体对其生存环境的相互适应。
地球在宇宙中形成以后,开始是没有生命的。
多数学者推测,原始生命诞生的时间可能在距今37亿-38亿年前生命的起源。
早期的地球是炽热的,地球上的一切元素都呈气体状态,那时候是绝对不会有生命存在的。
最初的生命是在地球温度下降以后,在极其漫长的时间内,由非生命物质经过极其复杂的化学过程,一步一步地演变而成的。
蛋白质出现后,最简单的生命也随着诞生了。
从此,地球上就开始有生命了。
地球上最早的生命形态很简单,一个细胞就是一个个体,它没有细胞核,称为原核生物。
关于原核生物的存在,已经有了若干化石证据,例如,澳大利亚太古宙35亿年前的瓦拉五那群微生物和类似蓝藻的化石以及太古宙早期的叠层石、石墨炭等。
原核生物靠细胞表面直接吸收周围环境中的养料来维持生活的,这种生活方式我们叫做异养。
当时它们的生活环境是缺乏氧气的,这种喜欢在缺乏氧气的环境中生活的叫做厌氧。
因此最早的原核生物是异养厌氧的。
它的形态最初是圆球形,后来变成椭圆形、弧形、江米条状的杆形进而变成螺旋状以及细长的丝状,等等。
从形态变化的发展方向来看是增加身体与外界接触的表面积和增大自身的体积。
现在生活在地球上的细菌和蓝藻都是属于原核生物。
蓝藻的发生与发展,加速了地球上氧气含量的增加,从20多亿年前开始,不仅水中氧气含量已经很多,而且大气中氧气的含量也已经不少。
细胞核的出现,是生物界演化过程中的重大事件。
原核植物经过15亿多年的演变,原来均匀分散在它的细胞里面的核物质相对地集中以后,外面包裹了一层膜,这层膜叫做核膜。
物种丰富与否的成因分析1. 动物物种丰富的成因渔业资源:①大陆架水域,海水较浅,阳光充足,光合作用强盛;②寒暖流交汇处,海水受到扰动,形成水障;或冬季冷海水上泛或上升补偿流,将深层营养物质带到表层;或者洋流流动处,海水受扰动,营养物质上泛;③入海河流带来丰富营养盐类,浮游生物繁盛,鱼类饵料充足;④广阔的生存空间,环境优越,繁衍物种多;⑤物种天敌少,繁殖快;⑥政府或国家对生态环境的保护,提供了良好的栖息之地;⑦人为干扰小,例如捕捞少;2. 植物物种丰富①热量充足,降水丰沛,水热组合好,植物生长旺盛;②地形复杂多样,水热组合类型多样,局地小气候类型多样;③生存空间大,物种丰富度高;④缺少大型植食性动物,环境优越;⑤政府或国家对生态环境的保护;⑥地形复杂,多高山深谷,人类活动干扰小;⑦自然灾害影响小;对点练习例题1.(2013年全国I卷)维多利亚湖是世界第二大淡水湖,湖面海拔1134米,鱼类资源丰富。
尼罗河鲈鱼是体型最大的淡水鱼之一,属肉食性鱼,原产于尼罗河、刚果河等非洲河流中。
20世纪50年代,尼罗河鲈鱼被引入维多利亚湖,并迅速繁殖。
该湖的尼罗河鲈鱼经捕捞、加工后多销往欧洲,成为昂贵的美食。
图8示意维多利亚湖的位置及周边水系。
(2)分析尼罗河鲈鱼在维多利亚湖迅速繁殖的自然条件。
(6分)例题2.[2014·新课标全国卷Ⅱ] 阅读图文资料,完成下列要求。
河流的侵蚀、沉积及沼泽的吸收(附)影响河流泥沙和营养物质含量。
水体中营养物质含量影响浮游生物量,与水温共同制约鱼类资源数量。
图5所示的西西伯利亚平原地势低平,冻土发育,河流众多,沼泽广布。
(3)通常,大河河口的鱼类资源丰富。
但鄂毕河河口鱼类资源相对较少,说明鄂毕河河口鱼类资源较少的原因。
(6分)例题3.(2015年课标I卷)阅读图文材料,卤虫生存于高盐水域,以藻类为食,是水产养殖的优质活体饵料,也是候鸟的食物来源,美国大盐湖(图7)属内陆沿湖,卤虫资源丰富,20世纪50~70年代,大盐湖卤虫产业规模小,产品需低温运输,主要用于喂养观赏鱼类,80年代以来,随着水产养殖业快速发展,大盐湖卤虫产业规模不断扩大。
为什么地球上的生物多样性如此丰富?
地球上的生物多样性丰富,是由于以下几个关键因素的综合作用:
1. 自然选择:自然选择是生物多样性的重要推动力之一。
环境中存在的种种压力和资源竞争导致适应性强的个体更容易生存下来并繁殖后代,而这些适应性强的特征也会得以传承,推动物种的进化和适应。
因此,自然选择促进了物种的多样性。
2. 基因突变:基因突变是物种进化和多样性形成的关键机制之一。
基因突变是指基因序列发生突然而且持久的变化。
这些突变可能会导致新的基因型和表型的产生,进而使得物种在遗传上产生变异,增加了物种间的多样性。
3. 生态位分化:生态位分化指的是不同物种在同一生态系统中寻找不同的生存资源和谋生方式。
当生态资源有限时,不同物种通过在不同的生态位上找到合适的资源和生存条件,避免直接竞争,从而实现了生态位分化。
这样的分化增加了物种的多样性。
4. 繁殖隔离:繁殖隔离是指物种在繁殖过程中避免交配的机制。
不同物种间的繁殖隔离可以通过生殖行为、繁殖地点或时间的差异
等方式实现。
繁殖隔离阻止了不同物种间的基因交流,使得它们在
繁殖后代时保持独立性,进一步促进了物种的多样性。
综上所述,自然选择、基因突变、生态位分化和繁殖隔离这些
因素相互作用,共同推动了地球上生物的多样性丰富。
这些因素使
得不同的物种能够在适应环境和资源竞争的过程中发展出各自的独
特特征,继而演化成为各种丰富多样的生物群落。
了解自然界的生物多样性自然界的生物多样性是指地球上所有生物种类的丰富程度和各种生物之间的遗传变异。
了解自然界的生物多样性对于保护生态环境、推动可持续发展以及维护人类的生存和福祉至关重要。
本文将通过介绍生物多样性的定义、意义和保护措施,帮助读者更好地了解自然界的生物多样性。
一、生物多样性的定义和重要性生物多样性是指地球上所有生物种类和群体的差异性。
它包括从最小的微生物到最大的动物和植物,以及它们居住的各种栖息地和生态系统。
生物多样性是地球上存在的最基本的生态资本,维持着生态系统的平衡和稳定。
如果生物多样性遭到破坏,将会对人类社会和经济造成巨大的影响。
尊重和保护生物多样性对于人类有着重要的意义。
首先,生物多样性是地球上生命链条的重要组成部分,人类作为这个链条的一员,也需要依赖其他生物的存在。
其次,生物多样性为农业、医药、旅游等行业提供了巨大的经济收益,直接或间接为人类的生活提供了很多资源和服务。
最后,生物多样性的丧失将导致生态系统的崩溃,影响空气、水和土壤质量,进而威胁人类的生存和健康。
二、生物多样性保护的措施为了保护生物多样性,国际社会采取了一系列的措施。
首先,建立自然保护区是保护生物多样性的重要手段之一。
自然保护区的划定可以保护珍稀濒危物种和生态系统,帮助其自然繁衍和生存。
其次,加强对非法野生动物贸易的打击,减少野生动物的走私行为。
同时,加强对非法猎杀、破坏栖息地等破坏生物多样性的行为的处罚力度,提高违法成本,促使人们意识到保护生物多样性的重要性。
此外,推动生态农业和可持续发展也是保护生物多样性的重要举措之一。
生态农业注重生态平衡和生态系统的保护,减少化学农药的使用,提高农产品的质量。
可持续发展强调经济、社会、环境三者的协调,通过合理利用资源、减少污染、保护生态系统等方式,实现可持续的经济增长。
这些措施有助于降低对自然资源的过度开发和消耗,从而保护生物多样性。
三、个体行动促进生物多样性保护除了国际社会的共同努力,每个个体也可以为保护生物多样性尽一份力量。
生物产生多样性原因阐述生物多样性是地球上生物种类丰富多样的一种现象。
它涵盖了所有生物体、基因和生态系统的多样性。
生物多样性对维持生态系统的功能和稳定性至关重要。
那么,生物产生多样性的原因是什么呢?本文将对这个问题进行阐述。
1. 进化和遗传变异生物多样性的一个主要原因是进化和遗传变异。
生物体通过遗传机制和进化过程中的突变、交配、基因重组等,使得每个个体在遗传上有所不同。
这种差异在适应环境的过程中发挥了重要作用,通过自然选择,有利于基因的传递和适应性特征的发展。
这样不同的适应性特征就导致了生物多样性的增加。
2. 自然选择自然选择是生物多样性增加的一个重要机制。
在适应环境的过程中,个体之间的竞争和相互作用会导致对适应性特征的选择。
适应性特征有利于生物在特定环境中生存和繁殖,而不利于适应环境的特征则会被淘汰。
这种选择性导致了生物多样性的增加,因为不同的适应性特征在不同的环境中具有优势。
3. 基因流动和迁移基因流动和迁移也是生物多样性增加的重要原因。
生物体之间的基因交流可以通过迁徙、扩散、繁殖等方式进行。
当不同的群体之间进行基因交流时,带来的有益突变和多样性有助于群体的适应性。
这种基因流动和迁移能够促使物种在不同地理和生态环境中的多样性增加。
4. 物种互动和共生关系物种之间的互动和共生关系也是导致生物多样性增加的原因之一。
生物体之间的互相依赖和相互作用对于维持生态系统的平衡和稳定非常重要。
例如,食物链和食物网中的各个环节相互依赖,并通过相互捕食、共生等方式保持着生态平衡。
这种互动和共生关系促使不同物种之间的兴衰和相互竞争,从而导致生物多样性的增加。
5. 环境变化和地理分布环境变化和地理分布也对生物多样性产生了影响。
随着时间的推移,地球上的环境不断变化。
气候变化、地壳运动等因素造成了地理环境的分化,这导致了物种的地理分布格局的产生和变化。
不同的地理环境和生态位对于不同种群的适应性也不同,从而促进了生物多样性的增加。
生物多样性丰富的原因如何形成的
生物多样性丰富的缘由:主要是由于气候的缘由。
首先,湿热的地方生物多样性丰富,例如热带雨林气候区,生物种类繁多,被称为基因宝库。
其次,气候的变化程度也会影响生物多样性。
例如跨纬度大,热量变化大;地势起伏大、地形简单,也会使得气候简单,生物种类有可能就会增多。
生物多样性怎么形成的
1、遗传多样性。
遗传多样性是生物多样性的重要组成部分。
广义的遗传多样性是指地球上生物所携带的各种遗传信息的总和。
2、物种多样性。
这是生物多样性的核心。
物种是生物分类的基本单位。
3、生态系统多样性。
生态系统是各种生物与其四周环境所构成的自然综合体。
全部的物种都是生态系统的组成部分。
在生态系统之中,不仅各个物种之间相互依靠,彼此制约,而且生物与其四周的各种环境因子也是相互作用的。
生物多样性是什么意思
生物多样性,生态学术语,是一个描述自然界多样性程度的一个内容广泛的概念,不同学者提出了多种定义。
在《爱护生物学》一书
中,蒋志刚等(1997)给生物多样性所下的定义为:“生物多样性是生物及其环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的综合,包括动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的简单的生态系统”。
自然界的生物为什么丰富多彩生物界是一个丰富多彩、生机勃勃的世界,鹰击长空,鱼翔浅底,百花吐艳,万木争荣。
那么自然界中这些丰富多彩的生物是怎样形成的呢?
从总体上来说,是进化产生了新物种,引起生物对环境的适应,导致了生物的多样性,使得自然界中的生物丰富多彩。
对于生物进化的概念,1998年北京大学张昀将其表述为:生物在与其生存环境相互作用过程中,其遗传系统随时间而发生一系列不可逆的改变,并导致相应的表型改变,在大多数情况下这种改变导致生物总体对其生存环境的相互适应。
地球在宇宙中形成以后,开始是没有生命的。
多数学者推测,原始生命诞生的时间可能在距今37亿-38亿年前生命的起源。
早期的地球是炽热的,地球上的一切元素都呈气体状态,那时候是绝对不会有生命存在的。
最初的生命是在地球温度下降以后,在极其漫长的时间内,由非生命物质经过极其复杂的化学过程,一步一步地演变而成的。
蛋白质出现后,最简单的生命也随着诞生了。
从此,地球上就开始有生命了。
地球上最早的生命形态很简单,一个细胞就是一个个体,它没有细胞核,称为原核生物。
关于原核生物的存在,已经有了若干化石证据,例如,澳大利亚太古宙35亿年前的瓦拉五那群微生物和类似蓝藻的化石以及太古宙早期的叠层石、石墨炭等。
原核生物靠细胞表面直接吸收周围环境中的养料来维持生活的,这种生活方式我们叫做异养。
当时它们的生活环境是缺乏氧气的,这种喜欢在缺乏氧气的环境中生活的叫做厌氧。
因此最早的原核生物是异养厌氧的。
它的形态最初是圆球形,后来变成椭圆形、弧形、江米条状的杆形进而变成螺旋状以及细长的丝状,等等。
从形态变化的发展方向来看是增加身体与外界接触的表面积和增大自身的体积。
现在生活在地球上的细菌和蓝藻都是属于原核生物。
蓝藻的发生与发展,加速了地球上氧气含量的增加,从20多亿年前开始,不仅水中氧气含量已经很多,而且大气中氧气的含量也已经不少。
细胞核的出现,是生物界演化过程中的重大事件。
原核植物经过15亿多年的演变,原来均匀分散在它的细胞里面的核物质相对地集中以后,外面包裹了一层膜,这层膜叫做核膜。
细胞的核膜把膜内的核物质与膜外的细胞质分开。
细胞里面的细胞核就是这样形成的。
有细胞核的生物我们把它称为真核生物。
从此以后细胞在繁殖分裂时不再是简单的细胞质一分为二,而且里面的细胞核也要一分为二。
真核生物(那时还没有动物,可以说实际上也只是真核植物)大约出现在20亿年前。
性别的出现是在生物界演化过程中的又一个重大的事件,因为性别促进了生物的优生,加速生物向更复杂的方向发展。
因此真核的单细胞植物出现以后没有几亿年就出现了真核多细胞植物。
真核多细胞的植物出现没有多久就出现了植物体的分工,植物体中有一群细胞主要是起着固定植物体的功能,成了固着的器官,也就是现代藻类植物固着器的由来。
从此以后开始出现器官分化,不同功能部分其内部细胞的形态也开始分化。
由此可见,细胞核和性别出现以后,大大地加速了生物本身形态和功能的发展。
自真核细胞产生后,生物界很快就发生了分化,通过不同的方式向着不同的方向发展,产生出许多不同的生物类群。
这些发展都是通过生物体形态结构和生理功
能的变异,以及行为的进化来完成的。
对于形态结构的进化,谢韦尔错夫认为,生物的多功能性是器官系统发育变异的基础。
迈尔从基因角度出发,认为基因的多效性是新构造、新器官形成的基础。
由于生物在形态结构上进化的结果,使得生物个体在结构上呈现复杂性和多样性。
从太古宙和元古宙早期的原核生物,到元古宙中期出现的单细胞真核生物和元古宙晚期的多细胞藻类植物及软躯体的无脊椎动物,到古生代早期的有外骨骼的无脊椎动物和稍后出现的有内骨骼的脊椎动物,以及有木质化维管系统的维管植物,从中生代两栖类和爬行类动物及裸子植物到新生代哺乳动物和被子植物,我们会发现具有复杂结构的生物类群在生命史上出现较晚,生物结构愈复杂,进化出现的时间愈晚;生命史早期生物圈的生物组成相对单调,晚期生物圈的生物形态结构上多样性随着生境的扩展而增大。
生物在适应进化中,随着环境的改变,一些适应新环境的功能也随之出现。
这使得生物能更好的适应环境,具有重要的进化意义。
行为是动物利用环境的工具,动物通过行为调节自身和环境的关系。
当然,植物也有行为,如植物的生长、分泌等,表现为向性,如根的向地性,茎的负向地性。
其实,无论是生物体在形态结构和生理功能上的变异,还是行为的进化,这些都属于表型进化,是可以看的见,区分的了的性状,由生物的表型,我们可以直接观察到自然界生物的不同,它们是丰富多彩,五彩缤纷的。
生物表型的差异是建立在生物自身的基因型上的。
正因为生物在基因上不同才导致不同物种的形成。
我们已经知道染色体是遗传物质,而基因以线性分布于染色体上。
当遗传物质改变时,出现新的基因,形成新的基因型,产生新的表型,因此产生了新的物种。
因此可以说遗传物质的改变是进化的内因。
遗传物质的改变,称为突变,可分为两大类:染色体畸变和基因突变。
突变所造成的可遗传的变异为物种的形成提供了原材料,而突变是随机发生的,这种随机突变在外界条件的影响下,在生物群体内非随机的积累与储存,从而使群体发生分化,形成新物种。
中性学说在对生物大分子的量化分析后认为,基因随时会产生大量的中性突变。
对于编码蛋白质的结构基因而言,当三联体密码中的 1 个核苷酸(尤其是第3 位)发生置换往往不会使氨基酸类型发生改变。
蛋白质的保守性替换又指出,即使改变了个别氨基酸残基,但该残基是在可变区域内这种变化也并不影响生命体的生存价值。
此外,结构基因只是整体DNA 序列中的小部分,还有大量不编码蛋白质的序列,如调节基因、重复序列、内含子、假基因和退化基因等。
由此,木村资生等人结论生物进化在分子水平上起主导因素的是那些对生物生存即不有利,又无害的“中性”基因
染色体畸变包括染色体结构和数目的变化,它与基因突变一样在进化中占有重要的位置。
染色体畸变牵涉到DNA 分子上较大范围内的变化,影响基因间的连锁和交换,改变基因表达的方式,产生生殖隔离机制,加速物种分化的过程等。
而隔离对于新物种的产生必不可少。
隔离阻碍不同物种间基因的交流,使得种群变小了,因而基因频率可以由于偶然的因素(基因漂变等)而改变,基因频率的改变,加上不同环境的选择,使各小种群向不同方向发展,这
样就可能形成新种。
引起生物表型差异的因素除了基因,还有就是环境对生物的影响。
生物生存时时刻刻都在受到环境的制约和影响,面对已然改变了的环境,绝大部分生物均能做出适应性的调整,从而在适应中达到物种发展与进化的目的;另一方面,环境也会因为生物的存在而发生或大或小的变化,在环境变化与生物适应进化的交互发展中,生命得以延续。
自然界中的生物在内因基因和外因环境的影响下,经过漫长的进化,不断分化出新的表型,使得我们地球上如此绚丽多彩。