进化自然选择与适应

进化、自然选择与适应

施苏华

lssssh@

主要内容

•进化和进化论

•适应行为：一些实例

应行为实例

•自然选择的本质

•自然选择的实验研究

•选择的水平

•适应的本质

•自然选择与适应所不期望发生的然

生命的世界

生命的世界

生命的多样性

生命(现象)最突出的特征: 几乎无限的多样性，在有性繁殖的种群中没有两个个体完全相同

多样性存在于生物

界等级结构的每一

层次中

如何进行分类？

生命的多样性

1,413,000 种已经命名的生物物种藻类高等植物原核生物原生生物还有很多未被发现的

物种保守估计有

其他动物物种，保守估计有

3－5 百万种，甚至3千万

M 1990

真菌种（May 1990）现存物种只占所有物

(Wil 1992)昆虫种的很少一部分（也

1％），大部分世界上已描述的物种数量(Wilson 1992)许少于大部分

物种已经灭绝

生命之树

Tree of Life

生命之树

昆虫的发育树

DNA barcoding

DNA barcoding

NA barcoding is a diagnostic technique for

D NA barcoding is a diagnostic technique for species identification, using one or more short standardized DNA region, i.e., the DNA standardized DNA region i e the‘‘DNA barcode’’.

()

www barcoding si edu

SI: Smithsonian Institution (史密森纳研究院)

Product barcode

Product barcode

DNA barcode

DNA barcode

生物的适应性

动物对环境的适应

鸟类对飞行的适应

鱼类对水中生活的适应

植物对环境的适应

红树植物对海岸环境的适应

仙人掌对沙漠环境的适应

生物的适应性动植物的相互适应

•金鱼草花瓣围成一个狭

窄的通道，蜜蜂进入花内

取花蜜必然触及雄蕊和雌

蕊，从而实现给金鱼草传

粉的过程。

•蜜蜂体表的刚毛有利

于它们黏附和传播花粉；

于它们黏附和传播花粉

腿部的花粉篮是用于收集

花粉用作食物

花粉用作食物。

环境因生物而改变植被可以增加土壤的肥力蚯蚓可以疏松土壤

森林可改变气候环境森林可以改变气候环境…………

比较生物学：进化的证据

A 、有骨鱼类；鼻孔连通嗅觉囊腔；鳔用于调节由于消化道跟呼吸道有交叉这水中深度，开口于消化道腹侧吸道有交叉，这并非最理想的结

B 、肺鱼：嗅觉囊腔连通外界和消化道，但只作构，但是从进化角度（鱼—肺鱼嗅觉用；鳔用作肺，但气流均通过口进出角度（鱼肺鱼—哺乳动物）来合情合

C 、哺乳动物：气体交换通过鼻，咽喉，肺等组成的呼吸道进行食物

看，就是合情合成的呼吸道进行；食物则沿消化道进入理

进化的证据

比较生物学：

不同物种前肢解剖比较人蜥蜴猫鲸鱼蝙蝠青蛙鸟•所有的四足脊椎动物

都来自同个祖先

都来自同一个祖先

•在进化过程中，四足

脊椎动物为适应不同

的环境，在五趾的框

架上做了改造，具有

了不同的功能

6种四足脊椎动物的前肢和人的上肢骨比较

进化的证据

发育生物学：

胚胎的发育形态

•许多生物体都有一些

退化了的器官，不具

有完整的功能，或完

全没有功能

•它们不是创造出来的，

而是进化来的，这些

构造原先在祖先中有

完整的功能，在进化

过程中由于环境、习

性的改变，而逐渐退

7种脊椎动物和人的胚胎发育比较化了

1.鱼，

2.蝾螈，

3.龟，

4.鸡，

5.猪，

6.牛，

7.兔，

8.人

进化的证据

古生物学：

马的进化历史

•在《物种起源》发表后的第二年，欧文描述了一具始祖马化石，它像狐狸那般

大小前足有趾后足有趾头稍

大小，前足有四趾，后足有三趾头。稍

后，又有三种类似马的化石在北美洲和

欧洲出土。8年，美国古生物学家奥

欧洲出土。1874年，美国古生物学家奥

斯尼尔·马许（Othniel Charles Marsh，1831-1899）把这些马的化石综合起来，首次显示了一种现代脊椎动物（马）是

首次显示了种现代脊椎动物（马）是

如何通过一系列的过渡型进化而来的

进化的证据

古生物学：

始祖鸟化石证据

•在《物种起源》发表后不久，人

们就找到可用于支持达尔文学说

的化石年在德国出了

的化石。1861年，在德国出土了

始祖鸟化石，它既有爬行类的特

征（有牙齿和长着21块椎骨的尾

巴），又有鸟类的特征（叉骨和

带羽毛的翅膀），明显是从爬行

类到鸟类的过渡型。在此之前进

化论者已认为鸟类是从爬行类进

化而来的，始祖鸟化石证实了这

个预测