第二章生命的多样性

2.物种的概念及生物分类法 2.物种的概念及生物分类法
2.1 物种的概念 物种即种（Species）是生物基本的分类单元。 物种即种（Species）是生物基本的分类单元。 种是形态、结构、功能、发育特征基本相同，并且拥 种是形态、结构、功能、发育特征基本相同，并且拥 有共同的基因库，分布在一定的地理范围内， 有共同的基因库，分布在一定的地理范围内，占有相 同生态位的一群生物 一群生物。 同生态位的一群生物。 自然条件下， 自然条件下，同种生物结合可产生有生殖能力 的后代，不同种生物之间不能相互结合， 的后代，不同种生物之间不能相互结合，即使结合也 不能产生有生殖能力的后代，即生殖隔离。 不能产生有生殖能力的后代，即生殖隔离。同种生物 具有共同的进化祖先， 具有共同的进化祖先，亲缘关系相近的种构成另一个 高一级的分类单元属(genus)。 高一级的分类单元属(genus)。
一个基因可能关系到一种生物的兴衰， 一个基因可能关系到一种生物的兴衰，一个物种 可能影响一个国家的经济命脉， 可能影响一个国家的经济命脉，一个生态系统可能改 变一个地区的面貌。在人类还没有来得及开发应用的 变一个地区的面貌。 众多物种便如此大量和快速的灭绝了，从此， 众多物种便如此大量和快速的灭绝了，从此，我们不 知道， 知道，而且将来永远也不可能知道这些已经灭绝物种 的宝贵价值，全球生物多样性正在迅速丧失， 的宝贵价值，全球生物多样性正在迅速丧失，这不仅 意味着我们正失去大量以后可资利用的资源； 意味着我们正失去大量以后可资利用的资源；更重要 的是，那将最终导致我们人类自己，也像其他生物一 的是，那将最终导致我们人类自己， 从这个星球上消失！从这个意义上说， 样，从这个星球上消失！从这个意义上说，保护生物 多样性就是保护人类自己！ 多样性就是保护人类自己！
RAPD电泳图谱 RAPD电泳图谱
1.2 物种多样性 物种多样性是指一定区域内物种的多 样化及其变化， 样化及其变化，包括一定区域内生物区系 如受威胁状况和特有性等) 的状况 (如受威胁状况和特有性等)、形 演化、分布格局及其维持机制等。 成、演化、分布格局及其维持机制等。
物种多样性的测度有多种方法， 物种多样性的测度有多种方法，但一般多采用 物种丰度指数（ index） 物种丰度指数（species richness index）,即 用一定区域内物种的数目来度量。 用一定区域内物种的数目来度量。
双名法
•Homo sapiens Linne •Ailuropodo melanoleucas
• Canis lupus Linne 狼 狗 大熊猫
•Canis familiaris Linne
• 属名加种名就是这个生物的生物学名。 属名加种名就是这个生物的生物学名。
对于亚种一般采用三名法（ 对于亚种一般采用三名法（trinomial nomenclature）， ），即在种名之后再加上一 nomenclature），即在种名之后再加上一 个亚种名，如尖音库蚊淡色亚种（ 个亚种名，如尖音库蚊淡色亚种（淡色库 蚊）为Culex pipieus pallens Coquillet 1898）。 （1898）。
第源自文库章
生命的多样性
我国是生物多样性最丰富的国家之一， 我国是生物多样性最丰富的国家之一，其 生物多样性居世界第8 居北半球首位。 生物多样性居世界第8位，居北半球首位。我 国的生物多样性不仅表现在物种极其丰富， 国的生物多样性不仅表现在物种极其丰富，生 态系统类型多样，而且特有性程度高。 态系统类型多样，而且特有性程度高。我国特 有种超过一万种，如银杏、银杉、水杉、 有种超过一万种，如银杏、银杉、水杉、金钱 珙桐、 松、珙桐、鹅掌楸都属中国特有的珍稀孑遗植 珍稀动物如大熊猫、金丝猴、褐马鸡、 物；珍稀动物如大熊猫、金丝猴、褐马鸡、扬 子鳄、白唇鹿等。 子鳄、白唇鹿等。
1.4 保护生物多样性的价值与意义 1.4.1 生物多样性保护的价值 直接利用价值； 生态价值； ①直接利用价值；②生态价值；③科 学价值； 美学价值。 学价值；④美学价值。
1．4．2 生物多样性保护的意义
全球每分钟 损失耕地40公顷、损失森林21公顷、 每分钟： 40公顷 21公顷 全球每分钟：损失耕地40公顷、损失森林21公顷、11 公顷良田被沙漠化、向江河湖海排放污水85万吨； 85万吨 公顷良田被沙漠化、向江河湖海排放污水85万吨；有 300个婴儿出生；有28人死于环境污染！ 300个婴儿出生； 28人死于环境污染！ 个婴儿出生 人死于环境污染 400年里 484万种动物灭绝 随着世界人口的爆炸， 年里， 万种动物灭绝， 近400年里，484万种动物灭绝，随着世界人口的爆炸， 经济的发展，物种灭绝的速度还要加快！ 经济的发展，物种灭绝的速度还要加快！ 专家预计： 1990年到2015年 世界上将有60 年到2015 60万到 专家预计：从1990年到2015年，世界上将有60万到 240万种生物灭绝 万种生物灭绝！ 240万种生物灭绝！ 1999年国际植物大会： 人类活动破坏了地球将近一 1999年国际植物大会： 年国际植物大会 半的陆地, 正导致自然界的动植物加速走向灭绝, 半的陆地, 正导致自然界的动植物加速走向灭绝,如果 这种情况持续下去, 估计下世纪后半叶, 将有1/3 1/3至 这种情况持续下去, 估计下世纪后半叶, 将有1/3至 2/3的物种从地球上消失 的物种从地球上消失！ 2/3的物种从地球上消失！
第一节 生命多样性与物种
生命多样性 按照1992 1992年联合国环境与发展大会通过的 按照1992年联合国环境与发展大会通过的 生物多样性公约》 《生物多样性公约》生命的多样性亦称为生物多 样性(Biodiversity)，包括遗传（基因）多样性、 样性(Biodiversity)，包括遗传（基因）多样性、 (Biodiversity) 遗传 物种多样性和生态系统多样性。 物种多样性和生态系统多样性。 1
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已发现和命名 植物 昆虫 脊椎动物 共有
2000000 种 260000 种 750000 种 500000 种 5000000 - 30000000 种
1.3 生态系统多样性 生态系统是生物群落与其环境形成的生态复合体， 生态系统是生物群落与其环境形成的生态复合体，是生命系 统中重要的组织层次，是自然界的基本单位。 统中重要的组织层次，是自然界的基本单位。这一概念强调的是 系统中各成员间功能上的统一。生态系统多样性的研究具有有十 系统中各成员间功能上的统一。 分重要的意义。一方面，生态系统类型多样，其组成、结构、 分重要的意义。一方面，生态系统类型多样，其组成、结构、分 布和动态等特征极富变化；另一方面， 布和动态等特征极富变化；另一方面，生态系统多样性研究又为 其他水平的生物多样性研究提供有用的资料， 其他水平的生物多样性研究提供有用的资料，遗传和物种多样性 是生物多样性研究的基础， 是生物多样性研究的基础，而生态系统多样性则是生物多样性研 究的重点。生态系统多样性充分体现了生物多样性研究的最突出 究的重点。 的特征，即高度的综合性。主要表现在： 的特征，即高度的综合性。主要表现在：①它是基因到景观乃至 生物圈的不同水平研究的综合： 生物圈的不同水平研究的综合：例如濒危物种的保护已经不再仅 仅局限于在物种水平上保护有限的个体，而是从基因、细胞、 仅局限于在物种水平上保护有限的个体，而是从基因、细胞、种 群等不同水平上去探索物种濒危机制， 群等不同水平上去探索物种濒危机制，从生境或生态系统水平上 考虑保护措施；②不同类群或不同学科研究的综合：例如生态系 考虑保护措施； 不同类群或不同学科研究的综合： 统多样性维持机制的研究不仅注重生态环境对系统稳定性的影响， 统多样性维持机制的研究不仅注重生态环境对系统稳定性的影响， 更注重不同生物类群的作用及其相互之间关系对系统稳定性的影 响。
种是客观存在的，又是进化发展的。 种是客观存在的，又是进化发展的。一个 种通过遗传、变异和自然选择， 种通过遗传、变异和自然选择，可能发展成另 一个新种。现在地球上众多的物种， 一个新种。现在地球上众多的物种，就是又共 同祖先演化而来。
2.2生物的命名 2.2生物的命名
瑞典植物学家林奈在1735 自然系统》 出版的《自然系统》（Systema Naturae,1768年 Naturae,1768年）中制定了生物 学名二命名法（ 学名二命名法（binomial nomenclature），即属名加种名。 ），即属名加种名 nomenclature），即属名加种名。 属名在前，种名在后。 属名在前，种名在后。属名是名 第一个字需大写； 词，第一个字需大写；种名是形 容词，是限制属名的，故小写。 容词，是限制属名的，故小写。 Linnaeus 1707-1778 在种名之后还应加上定名者的姓 氏或其缩写。 氏或其缩写。
1.1
遗传多样性(Genetic 遗传多样性(Genetic diversity)
遗传多样性指生物体内决定性状的遗传因子 及其组合的多样性， 及其组合的多样性，包括种内不同群体之间或同 一群体内不同个体之间的遗传变异的总和。 一群体内不同个体之间的遗传变异的总和。它决 定着其他两个层次的生物多样性。 定着其他两个层次的生物多样性。遗传多样性的 表现是多层次的，可以表现在外部形态上， 表现是多层次的，可以表现在外部形态上，如豌 豆的花色、果蝇的翅型；表现在生理代谢上， 豆的花色、果蝇的翅型；表现在生理代谢上，如 植物光合作用的强弱、酶活性的高低等； 植物光合作用的强弱、酶活性的高低等；也可表 现在染色体、DNA分子等水平上 此外， 分子等水平上。 现在染色体、DNA分子等水平上。此外，遗传多样 性是指种内可遗传的变异。 性是指种内可遗传的变异。
物种
物种是一级生物分类单元，代表一群形态上、 物种是一级生物分类单元，代表一群形态上、 生理上、生化上与其他生物有明显区别的生物。 生理上、生化上与其他生物有明显区别的生物。 通常这群生物之间可以交换遗传物质， 通常这群生物之间可以交换遗传物质，产生可育 后代。 后代。如果说遗传多样性损失常常是人们肉眼所 不可见的，那么，物种灭绝是人们所能看见的， 不可见的，那么，物种灭绝是人们所能看见的， 是引起人们警觉的现象。但是， 是引起人们警觉的现象。但是，由于物种数目繁 多，许多物种在人们开展研究之前就可能已经灭 绝。
遗传多样性检测的方法: 遗传多样性检测的方法:
随着生物学， 随着生物学，特别是遗传学和分子生物学的发展而 不断提高和完善，从形态学水平、细胞学(染色体)水平、 不断提高和完善，从形态学水平、细胞学(染色体)水平、 生理生化水平逐渐发展到分子水平。 生理生化水平逐渐发展到分子水平。从形态学或表型性 状上检测遗传多样性是最经典也是最简便易行的方法。 状上检测遗传多样性是最经典也是最简便易行的方法。 通常所利用的表型性状主要有两类，一是符合孟德尔遗 通常所利用的表型性状主要有两类， 传规律的单基因性状， 传规律的单基因性状，另一类是根据多基因决定的数量 性状。染色体多态性主要从染色体数目、 性状。染色体多态性主要从染色体数目、组型及其减数 分裂时的行为等方面进行研究； 分裂时的行为等方面进行研究；蛋白质多态性一般通过 两种途径分析，一是氨基酸序列分析， 两种途径分析，一是氨基酸序列分析，一是同工酶或等 位酶电泳分析，后者应用较为广泛。DNA多态性主要通 位酶电泳分析，后者应用较为广泛。DNA多态性主要通 RFLP(限制性片段长度多态性 限制性片段长度多态性) DNA指纹 指纹(DNA 过RFLP(限制性片段长度多态性)、DNA指纹(DNA fingerprinting)、RAPD(随机扩增多态DNA)等技术进行 随机扩增多态DNA) fingerprinting)、RAPD(随机扩增多态DNA)等技术进行 分析。 分析。
2.3 生物分类方法和等级