生物多样性6物种形成、入侵及灭绝机制
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生物多样性6物种形成、入侵及灭绝机制
第四章 物种形成、物种入侵及物种灭绝
2
一、物种的概念 模式物种— —林奈 进化物种— —达尔文 生物学物种— —赫胥黎
3
模式物种
物种是不变的，是上帝按照特 定模式创造的，物种的所有成员都 保持上帝造物之初的特征而永不变 化，物种的确定是基于少数模式标 本的特征。
16
入侵种的普遍特征
生物学方面
如形态学、细胞学以及遗传学特 征；
生态学方面
如是否存在其共生种， 是否存在一些物种能够帮助其传 粉或传播种子，帮助其繁殖。
17wk.baidu.com
（一）生物入侵的过程
引入
逃逸
种群建立
危害
18
（二）生物入侵成功的机制 （1）外来种的生物学特性 （2）外来种与土著种之间的相互作用 （3）群落多样性对入侵的抵抗力 （4）环境的变化
瑞典博物学家林奈 （1707－1778）
4
进化物种
物种是一个独立的进化支系，与 其它同样的支系相比，经历了自己 独特的进化历史，有独有的进化特 征、进化潜力和进化发展趋势，是 具有祖裔关系的一系列自然种群的 进化事件的概括。
英国博物学家达尔文 1809-1882
5
生物学物种
物种是个体间可以自由交配和 生殖繁衍（或潜在地具有这种能力） 的一组自然种群，通过某种隔离机 制，使得它们在遗传上同其它类似 的一组种群相互隔离着。
种，更多的动植物种类主要由于人类改变环境 而灭绝。尚未灭绝的物种也面临着人类活动所 引起的巨大的环境挑战。
36
（二）内部机制 （1）物种灭绝与类群的系统发育年龄 （2）形态性状单一的类群容易灭绝 （3）特有类群尤其是特有属容易灭绝 （4）热带分布类群容易灭绝
37
感谢观赏
11
（2）影响地理成种速率的因素 ①地理环境 ②物种分布范围 ③隔离后的分化速率
12
3、非地理成种（同域成种） 非地理成种也就是在不经过地理隔离的情况
下，在原来的区域内产生新种。 方式：杂交成种和多倍化成种。
13
三、物种是如何入侵的？（生物入侵机制）
两个重要概念： 外来种（exotic species 或 alien species）： 是指那些借助人为作用，越过不可自然逾越的空间障 碍，在新栖息地生长繁殖并建立稳定种群的物种。 入侵种（invasive species）： 是指那些在新栖息地发生爆发性的生长，失去控制， 从而对当地土著种产生危害的外来种。
8
物种形成是渐变还是突变？ 地理成种和非地理成种的重要性？ 遗传物质与表型特征在物种形成中的作用？ 物种形成的模式是线系还是分支？
9
2、地理成种（异域成种） 在地理上更远的群体更容易形成隔离，远距
离的群体如果相互接触，可能不发生杂交繁殖。
10
（1）地理成种的过程 ①由于地理障碍，限制基因流在种群内的流动。 ②隔离的亚种群在一定时期内的独立进化。 ③产生不同种的差异，并逐渐积累。 ④当地理隔离消失后形成生殖隔离，种群间不能 或很难再进行杂交繁殖。
14
1、研究的意义 ■生物入侵改变了原有的生物地理分布和自然生态系统的 结构与功能，对环境产生了很大的影响。 ■入侵种经常形成广泛的生物污染，危及土著群落的生物 多样性并影响农业生产，造成了巨大的经济损失。
15
2、生物入侵机制 是什么因素决定了一个物种成为入侵者，以及
什么样的生境特征决定一个生态系统的可入侵性？
入侵成功的重要因素。这类影响在动物（如抑制 幼体孵化）与植物（如根系分泌物）中都存在。
24
③ 外来种与土著种的竞争 成功的外来种在新栖息地的环境条件下竞争能力 往往强于处于相似生态位的土著种，在这种情况 下外来种可以通过排挤土著种而获得成功。
25
④ 外来种的协同入侵 外来种之间的协同作用，即通过几种外来种的相互 配合而入侵。如，外来物种携带病原体或寄生虫侵 入新栖息地。
19
（1）外来种的生物学特性
① 外来种的生态幅 适应幅度广，对环境有较强的忍耐力。这
些特性使外来种在一些环境中获得对土著种的 竞争优势，或能占据土著种不能利用的生态位， 从而成功入侵。
20
② 外来种的繁殖和传播特性 通常成功的外来种都有很强的繁殖能力，能
迅速产生大量的后代，这样的繁殖传播特性有利 于入侵种在低密度的情况下迅速扩大种群，在新 栖息地建立稳定的种群。
21
③ 入侵种群遗传结构 入侵种群由少数引进的个体发展而来的，遗
传多样性降低（通常认为这种情况对种群是有害 的）。但较低的遗传多样性反而能增强外来种在 新栖息地中的竞争与生活的能力。
22
（2） 入侵种与土著种间的相互作用 ①缺乏天敌的控制 成功入侵的主要原因是失去其天敌的控制。
23
② 种间抑制 外来种与土著种之间相互抑制作用，是导致
28
（4） 新栖息地环境变化 ① 干扰的影响
干扰改变了小环境，在群落中形成空的生态 位，降低了这些区域的土著生物群落对入侵的抵 抗力，使外来种易于定居。
29
② 全球变化 从整个生物圈的角度看，全球变化会使气候
带范围发生改变，这必然会改变物种与资源的分 布区域，结果促进入侵。
30
总之，影响生物入侵成功的因素是多种多样的，而入侵 是这些因素共同作用后产生的综合结果。在不同的个案中， 起决定性作用的因子可以是不同的；可能单一因子起主要 作用，也可能由多方面的因子导致入侵的成功。生物入侵 机制是复杂多样，也许并没有象早期推测中的一般的、通 用的模式。
26
⑤ 杂交 外来种与土著种杂交产生的后代可能兼具
双亲的有利性状，还可能产生双亲不具备的新 特征，它们可以入侵并生活于双亲不能生存的 环境中。如大米草
27
（3）新栖息地群落生物多样性对入侵的抵抗性 群落的生物多样性对抵抗外来种的入侵起着
关键性的作用，物种组成丰富的群落较物种组成 简单的群落对生物入侵的抵抗能力要强。
英国博物学家赫胥黎 1825－1895
6
物种的生物学本质： 物种指具有一定形态、生理和生态特征，
占有相应的自然地理分布区域，以一定的生活 方式进行繁衍并相互交流基因的自然生物类群。
7
二、物种是如何形成的（物种形成机制）
1、什么是物种形成？ 物种形成是指物种种类的增加。 科学家已经提出了若干类物种形成模式及理论： 异域成种、同域成种、染色体倍数增加、染色体 重排、生殖隔离、生殖断裂等。
影响物种生存的因素包括外部因素（生物学 机制、物理学机制和人为活动），还有内部因素 （进化、系统发育、形态、分布等）。
33
（一）外部机制 （1）生物学机制 ①种间竞争 ②捕食者和被捕食者动态 ③病菌及病害的流行
“协同效应” 松鸡
34
（2）物理学机制
①地质变化 ②气候变迁 ③灾变事件
35
（3）人类的活动对生物区系的巨大冲击 一些大型动物由于被人类的大批杀戮而绝
31
在生物入侵的研究方向上出现了几个趋势： 一是重点转向外来种与土著种的种间关系； 二是将入侵与其他的研究热点如全球变暖、生物多样 性丧失、生物安全等问题结合起来考虑入侵成功的原 因； 三是研究水平向宏观与微观两方面拓展，从基因至生 物圈水平开展多个角度的综合研究。
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四、物种是怎样灭绝的？（物种灭绝机制）
第四章 物种形成、物种入侵及物种灭绝
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一、物种的概念 模式物种— —林奈 进化物种— —达尔文 生物学物种— —赫胥黎
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模式物种
物种是不变的，是上帝按照特 定模式创造的，物种的所有成员都 保持上帝造物之初的特征而永不变 化，物种的确定是基于少数模式标 本的特征。
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入侵种的普遍特征
生物学方面
如形态学、细胞学以及遗传学特 征；
生态学方面
如是否存在其共生种， 是否存在一些物种能够帮助其传 粉或传播种子，帮助其繁殖。
17wk.baidu.com
（一）生物入侵的过程
引入
逃逸
种群建立
危害
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（二）生物入侵成功的机制 （1）外来种的生物学特性 （2）外来种与土著种之间的相互作用 （3）群落多样性对入侵的抵抗力 （4）环境的变化
瑞典博物学家林奈 （1707－1778）
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进化物种
物种是一个独立的进化支系，与 其它同样的支系相比，经历了自己 独特的进化历史，有独有的进化特 征、进化潜力和进化发展趋势，是 具有祖裔关系的一系列自然种群的 进化事件的概括。
英国博物学家达尔文 1809-1882
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生物学物种
物种是个体间可以自由交配和 生殖繁衍（或潜在地具有这种能力） 的一组自然种群，通过某种隔离机 制，使得它们在遗传上同其它类似 的一组种群相互隔离着。
种，更多的动植物种类主要由于人类改变环境 而灭绝。尚未灭绝的物种也面临着人类活动所 引起的巨大的环境挑战。
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（二）内部机制 （1）物种灭绝与类群的系统发育年龄 （2）形态性状单一的类群容易灭绝 （3）特有类群尤其是特有属容易灭绝 （4）热带分布类群容易灭绝
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感谢观赏
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（2）影响地理成种速率的因素 ①地理环境 ②物种分布范围 ③隔离后的分化速率
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3、非地理成种（同域成种） 非地理成种也就是在不经过地理隔离的情况
下，在原来的区域内产生新种。 方式：杂交成种和多倍化成种。
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三、物种是如何入侵的？（生物入侵机制）
两个重要概念： 外来种（exotic species 或 alien species）： 是指那些借助人为作用，越过不可自然逾越的空间障 碍，在新栖息地生长繁殖并建立稳定种群的物种。 入侵种（invasive species）： 是指那些在新栖息地发生爆发性的生长，失去控制， 从而对当地土著种产生危害的外来种。
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物种形成是渐变还是突变？ 地理成种和非地理成种的重要性？ 遗传物质与表型特征在物种形成中的作用？ 物种形成的模式是线系还是分支？
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2、地理成种（异域成种） 在地理上更远的群体更容易形成隔离，远距
离的群体如果相互接触，可能不发生杂交繁殖。
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（1）地理成种的过程 ①由于地理障碍，限制基因流在种群内的流动。 ②隔离的亚种群在一定时期内的独立进化。 ③产生不同种的差异，并逐渐积累。 ④当地理隔离消失后形成生殖隔离，种群间不能 或很难再进行杂交繁殖。
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1、研究的意义 ■生物入侵改变了原有的生物地理分布和自然生态系统的 结构与功能，对环境产生了很大的影响。 ■入侵种经常形成广泛的生物污染，危及土著群落的生物 多样性并影响农业生产，造成了巨大的经济损失。
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2、生物入侵机制 是什么因素决定了一个物种成为入侵者，以及
什么样的生境特征决定一个生态系统的可入侵性？
入侵成功的重要因素。这类影响在动物（如抑制 幼体孵化）与植物（如根系分泌物）中都存在。
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③ 外来种与土著种的竞争 成功的外来种在新栖息地的环境条件下竞争能力 往往强于处于相似生态位的土著种，在这种情况 下外来种可以通过排挤土著种而获得成功。
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④ 外来种的协同入侵 外来种之间的协同作用，即通过几种外来种的相互 配合而入侵。如，外来物种携带病原体或寄生虫侵 入新栖息地。
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（1）外来种的生物学特性
① 外来种的生态幅 适应幅度广，对环境有较强的忍耐力。这
些特性使外来种在一些环境中获得对土著种的 竞争优势，或能占据土著种不能利用的生态位， 从而成功入侵。
20
② 外来种的繁殖和传播特性 通常成功的外来种都有很强的繁殖能力，能
迅速产生大量的后代，这样的繁殖传播特性有利 于入侵种在低密度的情况下迅速扩大种群，在新 栖息地建立稳定的种群。
21
③ 入侵种群遗传结构 入侵种群由少数引进的个体发展而来的，遗
传多样性降低（通常认为这种情况对种群是有害 的）。但较低的遗传多样性反而能增强外来种在 新栖息地中的竞争与生活的能力。
22
（2） 入侵种与土著种间的相互作用 ①缺乏天敌的控制 成功入侵的主要原因是失去其天敌的控制。
23
② 种间抑制 外来种与土著种之间相互抑制作用，是导致
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（4） 新栖息地环境变化 ① 干扰的影响
干扰改变了小环境，在群落中形成空的生态 位，降低了这些区域的土著生物群落对入侵的抵 抗力，使外来种易于定居。
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② 全球变化 从整个生物圈的角度看，全球变化会使气候
带范围发生改变，这必然会改变物种与资源的分 布区域，结果促进入侵。
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总之，影响生物入侵成功的因素是多种多样的，而入侵 是这些因素共同作用后产生的综合结果。在不同的个案中， 起决定性作用的因子可以是不同的；可能单一因子起主要 作用，也可能由多方面的因子导致入侵的成功。生物入侵 机制是复杂多样，也许并没有象早期推测中的一般的、通 用的模式。
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⑤ 杂交 外来种与土著种杂交产生的后代可能兼具
双亲的有利性状，还可能产生双亲不具备的新 特征，它们可以入侵并生活于双亲不能生存的 环境中。如大米草
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（3）新栖息地群落生物多样性对入侵的抵抗性 群落的生物多样性对抵抗外来种的入侵起着
关键性的作用，物种组成丰富的群落较物种组成 简单的群落对生物入侵的抵抗能力要强。
英国博物学家赫胥黎 1825－1895
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物种的生物学本质： 物种指具有一定形态、生理和生态特征，
占有相应的自然地理分布区域，以一定的生活 方式进行繁衍并相互交流基因的自然生物类群。
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二、物种是如何形成的（物种形成机制）
1、什么是物种形成？ 物种形成是指物种种类的增加。 科学家已经提出了若干类物种形成模式及理论： 异域成种、同域成种、染色体倍数增加、染色体 重排、生殖隔离、生殖断裂等。
影响物种生存的因素包括外部因素（生物学 机制、物理学机制和人为活动），还有内部因素 （进化、系统发育、形态、分布等）。
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（一）外部机制 （1）生物学机制 ①种间竞争 ②捕食者和被捕食者动态 ③病菌及病害的流行
“协同效应” 松鸡
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（2）物理学机制
①地质变化 ②气候变迁 ③灾变事件
35
（3）人类的活动对生物区系的巨大冲击 一些大型动物由于被人类的大批杀戮而绝
31
在生物入侵的研究方向上出现了几个趋势： 一是重点转向外来种与土著种的种间关系； 二是将入侵与其他的研究热点如全球变暖、生物多样 性丧失、生物安全等问题结合起来考虑入侵成功的原 因； 三是研究水平向宏观与微观两方面拓展，从基因至生 物圈水平开展多个角度的综合研究。
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四、物种是怎样灭绝的？（物种灭绝机制）