北师大生科保护生物学课件lecture3(XXXX)
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的动物科灭绝（无颌类、盾皮鱼类）
第三次生物大灭绝
• 时间：距今2.5亿年前的二叠纪末期 • 原因：由气候突变、沙漠范围扩大、火山爆发等一系
➢虎 ➢ 朱鹮 ➢ 百山祖冷杉
• （2）通过遗传突变，在原来种群的基础上所形成的 一些新的种群
虎的现状
• Panthera trigus
•
1、孟加拉虎：分布于印支半岛，数量约3,060--4,735头。
•
2、西亚虎（又称里海虎）：分布于土耳其、亚洲中部及西
部，现已绝种。
•
3、东北虎（又称西伯利亚虎）：分布于中俄边境的黑龙江
•
Ne=1/（2 X 1%）=50
• 结果表明，至少Ne=50时，才能使基因变异度的损 失低于1%，也就是10代以后，该种群仍有原种群 90%的遗传基因变异度存在。因此，种群在短时间内 存活不成问题。
最小可存活种群
• 在保护生物学上，Ne=50可代表一般生物短期“最
小可存活种群”的数量。
• 对于长期存活，还应考虑遗传漂变所造成的基因变异 度的损失。根据有关专家推算，长期存活的“有效种 群数量”Ne至少应在500以上。
2. 自然选择 Natural Selection
稳定性选择(stabilizing selection)
即淘汰少数极端个体的选择。
定向选择 (directional selection 指有利于某一极端性状的选择。
分裂选择 (disruptive selection) 指淘汰中间值而选择极端值的选择。
及朝鲜一带，估计种群数量约有437--506头。
•
4、爪哇虎：分布于印尼爪哇，现已绝种。
•
5、华南虎：分布于华中地区南部。
•
6、巴厘虎：分布于印尼巴厘岛，现已绝种。
•
7、苏门答腊虎：分布于印尼苏门答腊，约有400--500头。
•
8、东南亚虎（又称印支虎）：分布于东南亚大陆地区，约
有1,180--1,790头。
（3）小种群发生近亲交配的机会较多，而导致种群的 繁殖成功率下降或死亡率上升。
Hardy-Weinberg定律
• 在一个有性生殖的自然种群中，各等位 基因的频率和等位基因的基因型频率在 一代一代的遗传中是 稳定不变的。
• 要满足的条件： 种群大；随机交配；没 有突变发生；没有新基因的加入。
二、 最小可存活种群
由全球气候变冷造成的。大片的冰川使 洋流和大气环流变冷，整个地球的温度 下降， 海平面降低。 结果：原先丰富的沿海生物圈被破坏了， 导致了85%的物种灭绝。50%的动物科 灭绝（三叶虫）
第二次生物大灭绝
• 时间：距今3.65亿年前的泥盆纪后期。 • 原因： 地球气候变冷和海洋退却。 • 事件：海洋生物遭受了灭顶之灾。30%
Lecture 3 小种群与物种灭绝
主要内容
一、小种群的形成与自然选择 二、最小可存活种群及其估算方法 三、物种灭绝的方式 四、物种灭绝的原因
一、小种群的形成与自然选择
• 1. 小种群（small population)形成的方式 • （1）一些野生动植物种群在某些生态因子的作用下
数量锐减，最终形成了小的种群。
整科、整目甚至整纲的生物在可以很短的 时间内彻底消失或仅有极少数残存下来。
大规模的集群灭绝有一定的周期性，大约 6200万年就会发生一次。
（3）野外灭绝
• 如果一分类单元一直仅是在人为控 制状况下存活，而野生个体不存在， 就可认为是野外灭绝。
（4）局部性灭绝
• 一个种若在生活过的某栖息地 不再存在，但在其他地方有发 现，则称为局部性灭绝。
MVP 的估算方法
• 因为每一代遗传基因的变异度的损失率（ΔF）均与种群大小
有关，即存在如下公式：ΔF=1/（2Ne）
•
其中，遗传基因变异度的损失率ΔF，在这里是1%
•
Ne为有效种群大小（effective population size)，指的是种
群内可以产生子代的个体数目。将ΔF=1%代入上述公式，则：
• 即在正常的生态环境条件下，某个生物 类群因不能适应或者来不及适应环境条 件的变化而逐渐衰落，直至全部死亡。 这种灭绝是生物进化过程中物种更替的 一种正常的现象，自生命起源之后就已 存在。
（2）集群灭绝(mass extinction):
在某些地质时期，由于生态环境发生剧烈 的变化而导致的生物大规模灭绝现象。
几种特例
• （1）当性比不为1:1时（或婚配为多配制时）
• • Ne=4NmNf/(Nm+Nf)
• Nm和Nf分别为参加繁殖的雄性动物个体数和雌性
个体数。
几种特例
• （2）对于存在世代重叠的种群（如昆虫、两
栖类），种群大小在各世代都不相同时，则
有效种群大小为各世代Ne的调和平均数，即：
• 1/Ne=1/t(1/N1+1/N2+…+1/Nt)
•
其中Nt ： t年的平均有效种群大小。
•
三、物种灭绝的过程
• 1. 物种的灭绝 是生物进化 的产物
来自百度文库 灭绝的概念
• 一般是指生物物种消失的现象。
• 从对物种保护程度的不同认识， 可把灭绝分为以下5个类型
（1）正常灭绝(normal extinction) 或背景灭绝(background extinction)
3.小种群所面临的问题
（1）小种群因受到环境因子（如天灾、疾病、外来物 种的压力等）的冲击而导致种群数量波动甚至灭绝的 机会要高于数量大的种群。
（2）遗传基因，尤其是那些稀少而特殊基因的丧失， 对种群的存活影响可能很大。**有些稀有而特殊的基 因，尽管在种群中出现的频率不高，但可能具有一些 特殊功能。
（5）生态灭绝(ecologically extinction)
• 当一个种的数量减少到对群落的其他成 员不足以产生影响时，可算作是生态灭 绝。如现在世界上尚存数量极少的虎， 它们对猎物种群的影响已无多大意义。
2. 历史上的六次物种大灭绝事件
第一次生物大灭绝
时间：为距今4.4亿年前的奥陶纪末期。 原因：古生物学家认为这次物种灭绝是
• 最小可存活种群 Minimum Viable Population
• 指的是一个能够容忍某种程度的环境冲击而继 续存活一段相当长的时间的最小生物种群。其 种群大小为一阈值（threshold），当种群数量 低于这个阈值时，将有灭绝的危险；而当种群 数量高于这个阈值时，则该种群就可 以安全的 存活一段时间。
第三次生物大灭绝
• 时间：距今2.5亿年前的二叠纪末期 • 原因：由气候突变、沙漠范围扩大、火山爆发等一系
➢虎 ➢ 朱鹮 ➢ 百山祖冷杉
• （2）通过遗传突变，在原来种群的基础上所形成的 一些新的种群
虎的现状
• Panthera trigus
•
1、孟加拉虎：分布于印支半岛，数量约3,060--4,735头。
•
2、西亚虎（又称里海虎）：分布于土耳其、亚洲中部及西
部，现已绝种。
•
3、东北虎（又称西伯利亚虎）：分布于中俄边境的黑龙江
•
Ne=1/（2 X 1%）=50
• 结果表明，至少Ne=50时，才能使基因变异度的损 失低于1%，也就是10代以后，该种群仍有原种群 90%的遗传基因变异度存在。因此，种群在短时间内 存活不成问题。
最小可存活种群
• 在保护生物学上，Ne=50可代表一般生物短期“最
小可存活种群”的数量。
• 对于长期存活，还应考虑遗传漂变所造成的基因变异 度的损失。根据有关专家推算，长期存活的“有效种 群数量”Ne至少应在500以上。
2. 自然选择 Natural Selection
稳定性选择(stabilizing selection)
即淘汰少数极端个体的选择。
定向选择 (directional selection 指有利于某一极端性状的选择。
分裂选择 (disruptive selection) 指淘汰中间值而选择极端值的选择。
及朝鲜一带，估计种群数量约有437--506头。
•
4、爪哇虎：分布于印尼爪哇，现已绝种。
•
5、华南虎：分布于华中地区南部。
•
6、巴厘虎：分布于印尼巴厘岛，现已绝种。
•
7、苏门答腊虎：分布于印尼苏门答腊，约有400--500头。
•
8、东南亚虎（又称印支虎）：分布于东南亚大陆地区，约
有1,180--1,790头。
（3）小种群发生近亲交配的机会较多，而导致种群的 繁殖成功率下降或死亡率上升。
Hardy-Weinberg定律
• 在一个有性生殖的自然种群中，各等位 基因的频率和等位基因的基因型频率在 一代一代的遗传中是 稳定不变的。
• 要满足的条件： 种群大；随机交配；没 有突变发生；没有新基因的加入。
二、 最小可存活种群
由全球气候变冷造成的。大片的冰川使 洋流和大气环流变冷，整个地球的温度 下降， 海平面降低。 结果：原先丰富的沿海生物圈被破坏了， 导致了85%的物种灭绝。50%的动物科 灭绝（三叶虫）
第二次生物大灭绝
• 时间：距今3.65亿年前的泥盆纪后期。 • 原因： 地球气候变冷和海洋退却。 • 事件：海洋生物遭受了灭顶之灾。30%
Lecture 3 小种群与物种灭绝
主要内容
一、小种群的形成与自然选择 二、最小可存活种群及其估算方法 三、物种灭绝的方式 四、物种灭绝的原因
一、小种群的形成与自然选择
• 1. 小种群（small population)形成的方式 • （1）一些野生动植物种群在某些生态因子的作用下
数量锐减，最终形成了小的种群。
整科、整目甚至整纲的生物在可以很短的 时间内彻底消失或仅有极少数残存下来。
大规模的集群灭绝有一定的周期性，大约 6200万年就会发生一次。
（3）野外灭绝
• 如果一分类单元一直仅是在人为控 制状况下存活，而野生个体不存在， 就可认为是野外灭绝。
（4）局部性灭绝
• 一个种若在生活过的某栖息地 不再存在，但在其他地方有发 现，则称为局部性灭绝。
MVP 的估算方法
• 因为每一代遗传基因的变异度的损失率（ΔF）均与种群大小
有关，即存在如下公式：ΔF=1/（2Ne）
•
其中，遗传基因变异度的损失率ΔF，在这里是1%
•
Ne为有效种群大小（effective population size)，指的是种
群内可以产生子代的个体数目。将ΔF=1%代入上述公式，则：
• 即在正常的生态环境条件下，某个生物 类群因不能适应或者来不及适应环境条 件的变化而逐渐衰落，直至全部死亡。 这种灭绝是生物进化过程中物种更替的 一种正常的现象，自生命起源之后就已 存在。
（2）集群灭绝(mass extinction):
在某些地质时期，由于生态环境发生剧烈 的变化而导致的生物大规模灭绝现象。
几种特例
• （1）当性比不为1:1时（或婚配为多配制时）
• • Ne=4NmNf/(Nm+Nf)
• Nm和Nf分别为参加繁殖的雄性动物个体数和雌性
个体数。
几种特例
• （2）对于存在世代重叠的种群（如昆虫、两
栖类），种群大小在各世代都不相同时，则
有效种群大小为各世代Ne的调和平均数，即：
• 1/Ne=1/t(1/N1+1/N2+…+1/Nt)
•
其中Nt ： t年的平均有效种群大小。
•
三、物种灭绝的过程
• 1. 物种的灭绝 是生物进化 的产物
来自百度文库 灭绝的概念
• 一般是指生物物种消失的现象。
• 从对物种保护程度的不同认识， 可把灭绝分为以下5个类型
（1）正常灭绝(normal extinction) 或背景灭绝(background extinction)
3.小种群所面临的问题
（1）小种群因受到环境因子（如天灾、疾病、外来物 种的压力等）的冲击而导致种群数量波动甚至灭绝的 机会要高于数量大的种群。
（2）遗传基因，尤其是那些稀少而特殊基因的丧失， 对种群的存活影响可能很大。**有些稀有而特殊的基 因，尽管在种群中出现的频率不高，但可能具有一些 特殊功能。
（5）生态灭绝(ecologically extinction)
• 当一个种的数量减少到对群落的其他成 员不足以产生影响时，可算作是生态灭 绝。如现在世界上尚存数量极少的虎， 它们对猎物种群的影响已无多大意义。
2. 历史上的六次物种大灭绝事件
第一次生物大灭绝
时间：为距今4.4亿年前的奥陶纪末期。 原因：古生物学家认为这次物种灭绝是
• 最小可存活种群 Minimum Viable Population
• 指的是一个能够容忍某种程度的环境冲击而继 续存活一段相当长的时间的最小生物种群。其 种群大小为一阈值（threshold），当种群数量 低于这个阈值时，将有灭绝的危险；而当种群 数量高于这个阈值时，则该种群就可 以安全的 存活一段时间。