生物进化与生物多样性

生物进化和生物多样性

姓名：卢旭学号：201109062028 九院三大队九队网络工程专业

摘要：

生物多样性是指地球上所有生物（动物、植物、微生物等）、它们所包含的基因以及由这些生物与环境相互作用所构成的生态系统的多样化程度。

关键词：生物进化；生物多样性。

Abstract:

Biodiversity refers to all life on earth (animals,plants,microorganisms,etc) they contain genes as well as by the interaction between those organisms and the environment posed by the degree of diversification of ecosystem.

Keywords: biodiversity, biological evolution.

一、生物多样性的起源与发展

（一）地球上生物演化的历史

地球上迄今已发现的最古老的岩石，用放射测定法测出的年龄是38亿年。但是，通过测定陨石和月球岩石的年龄以及其他天文学的证据表明，地球与太阳系的形成大约在46亿年前（彭奕欣、黄诗笺，1997）。

1、前寒武纪(5.7亿年前)

通过对1978-1980年澳洲西部出土的丝状化石的研究，表明大约在35亿年前，地球上便出现了原核生物。最早的原核生物可能是异养生物。在南非的岩石中所发现的化石表明，距今31-34亿年前蓝藻类（蓝细菌）开始形成。蓝藻是能够进行光合作用的原核生物。大约在20亿年前，光合作用所释放出来的氧气使大气层中开始含有氧气，这可能会导致许多厌氧生物的灭亡，但甲烷细菌以及它们的近缘种类仍然在无氧的环境中存留至今。由蓝藻和其他原核生物占优势的时代大约历时20亿年。

最早的真核生物的出现大约在距今14-15亿前。真核生物的起源是生物演化史上的一个重大事件，因为伴随着真核生物的形成，染色体、减数分裂和有性繁殖开始出现。在前寒武纪（8-6.7亿年前）, 真核生物中的真菌、原生动物以及藻类中的几个门便形成了，动物与植物开始出现分化。到前寒武纪结束时，腔肠动物、环节动物或节肢动物等几个动物的门开始形成。

2、古生代

寒武纪（5.7---5.05亿年前）：在大约距今5亿9000万年前，类型丰富多样的无脊椎动物的出现标志着寒武纪的开始。在这个时期，以三叶虫为代表的节肢动物门以及腕足动物门、软体动物门、多孔动物门、棘皮动物门的许多纲开始形成。这些门类存留至今，仍然有一些种类生存下来。在距今5.1亿年前的海相沉积中，发现了最早的脊椎动物的遗迹-甲胄鱼外甲的碎片。在寒武纪时，所有动物的门都已经形成了。

奥陶纪（5.05---4.38亿年前）：许多动物的门出现适应辐射，形成了大量的纲和目。例如棘皮动物形成了21个纲，腔肠动物门中珊瑚纲也开始出现了。奥陶纪时期，无颌、无鳍的甲胄鱼大量出现并留下了完整的化石。

志留纪（距今4.38-4.08亿年前）：生物多样性增加，无颌类出现多样化。同时，有颌类中的盾皮鱼开始出现。维管植物（蕨类）和节肢动物（蝎子、多足类）开始侵入陆地。

泥盆纪（距今4.08-3.60亿年前）：珊瑚和三叶虫发生大规模的适应辐射；头足类出现。无颌类和盾皮鱼达到多样性的高峰。泥盆纪被称为"鱼类的时代"，软骨鱼类和硬骨鱼类陆续起源并随后发生了适应辐射。与此同时，两栖类、苔藓、维管植物（蕨类、裸子植物）和昆虫起

源于这个时期。

石炭纪（距今3.60-2.86亿年前）：陆生孢子植物（蕨类）繁盛并形成大面积的森林，两栖动物的种类多样化，并出现最早的爬行类。昆虫发生适应辐射，一些原始的目（直翅目、蜚蠊目、蜉蝣目、同翅目等大量出现。

3、中生代

二叠纪（距今2.86-2.48亿年前）：爬行动物出现适应辐射，兽孔类成为占优势的类群；昆虫的各个类群多样化，形成了蜻蜓目、半翅目、脉翅目、鞘翅目、双翅目等类群。菊石大量增殖。

三叠纪（距今2.48-2.13亿年前）：菊石第二次大规模增殖，海洋无脊椎动物的一些类群（如双壳类）的多样性增加。裸子植物开始占优势。爬行类出现适应辐射，形成了龟类、鱼龙、蛇颈龙和初龙类（进一步形成植龙、鳄类和恐龙）。早期哺乳动物出现。大陆开始漂移。

侏罗纪（距今2.13-1.44亿年前）：恐龙多样化，翼龙、雷龙、梁龙、剑龙、三角龙等种类出现。原始鸟类（始祖鸟等）出现。古代哺乳动物、裸子植物占优势。大陆继续漂移。

白垩纪（距今0.65-1.44亿年前）：大多数大陆分隔开来，恐龙继续适应辐射并在本期结束时灭绝。最早的蛇类出现并发生适应辐射。具有现代鸟类特征的黄昏鸟出现。被子植物和哺乳类开始多样化，有袋类与有胎盘类哺乳动物开始分化。

4、新生代

第三纪（距今6500-200万年前）：被子植物大规模的多样化，并成为在森林中占优势的组成成分。昆虫发生适应辐射，并形成了大多数的现代科。脊椎动物的许多现代科已经形成。第四纪（距今200万年前到现在）：冰川反复出现，大型哺乳动物（如剑齿虎、猛犸象、大型的美洲野牛等）绝灭，人类出现。

（二）物种形成（speciation）的基本方式

从原有的物种中形成一个新的物种，称为物种形成。对于新的物种形成的机制有不同的假说，但基因突变、自然选择是两个基本的过程。在物种形成过程中，地理隔离和生殖隔离起了十分关键的作用。根据成种的区域，大致可以分为异域型、同域型和邻域型三种。

1、异域型的物种形成

一个物种的多个种群生活在不同的空间范围内，由于地理隔绝使这些种群之间的基因交流出现障碍，导致特定的种群积累着不同的遗传变异并逐渐形成各自特有的基因库，最终与原种群产生生殖隔离，形成新的物种。

2、同域型的物种形成

生活在同一区域内的物种，由于资源的限制和种群内部的激烈竞争，导致生态位出现分化。占据不同生态位的群体出现基因交流的障碍，通过生殖隔离而形成新的物种。

3、邻域型的物种形成

有些物种的分布区很广但扩散能力较差，在其分布区的边缘地带的一些种群，由于栖息地环境的差别而形成基因交流的阻碍，逐渐建立起自己独特的基因库，并形成生殖隔离，最终形成了新的物种。

二、保护生物多样性的作用和意义

生物多样性丧失的趋势未得到有效控制。全国有濒危或接近濒危的高等植物4000～5000种，占总数的15％～20％。野生植物如苏铁、珙桐、金花茶桫椤等已濒临灭绝。上世纪在我国已灭绝的野生动物有普氏野马、高鼻羚羊。接近和濒临灭绝的有蒙古野驴、野骆驼和普氏原羚等。《濒危野生动植物国际贸易公约》中列出的640种世界濒危物种中，中国有156个物种。保护野生动植物的栖息地和生境，提高自然保护区的建设和管理水平，是我国生物多样性保护需要迫切解决的问题之一。

（一）目前我国生物多样性现状