动物分类原理与方法
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动物分类原理与方法
一、名词解释
genetic drift:遗传漂变由于某种机会,某一等位基因频率的群体(尤其是在小群体)
中出现世代传递的波动现象称为遗传漂变(genetic drift),也称为随机遗传漂变(random genetics drift)。这种波动变化导致某些等位基因的消失,另一些等位基因的固定,从而改变了群体的遗传结构。这种漂变与群体大小有关,群体越小,漂变速度越快,甚至1-2代就造成某个基因的固定和另一基因的消失而改变其遗传结构,而大群体漂变则慢,可随机达到遗传平衡。一些异常基因频率在小隔离群体中特别高,可能是由于该群体中中少数始祖所具有的基因,由于遗传漂变而逐渐达到较高水平,这种现象称为建立者效应(founder effect)。
cryptic species:姐妹种,某些近缘种外表几乎不能分辨,外部形态极为相似,但有完善
的生殖隔离的一群物种,在生理、习性、生态要求等方面均有不同。形态上包括各个发育阶段存在一些细微差别。
law of homonymy:同名律一个学名只能用于一个分类阶元,如果又用于其它阶元
(如属、种),先采用者为有效名称,在同名关系中,任何原同名的次同名均严格被弃用,并命以新名。
junior synonym:次异名异名关系中,除首异名作为有效名被采用外,其余的异名均不能被采用,这些异名可有多个,也可能只有一个。
新组合:一个种发生属的转移,确定后应在文章中加以记载,需在已更换了属名的学名
中命名人姓氏上加上括号,并在后名加上“新组合”(“comb.nov.”,或“comb.n.”,或“b.”字样。
reduces area claogram:精简地域分支图,各分类群的分布型式基本一致,但又不尽相
符,因此可根据各类群分支图绘出各自的地域分支图,并作比较,只取其共同点。将所有相互不同的分支全部剔除,剩下各类群相互之间完全一致的分支图。它所显示的分支型式为该地区生物地理过程。
Holotype:正模建立该种的原作者专门指定作为此种的主要模式的单个标本,它为与之相应的名称的主要依据,有时甚至是唯一可靠的依据。发表新种时,所选用的特征典型
的单一标本(红色标签)。
Phylogeny:系统发育系统发育指整个物种发生和发展的历史,即生物进化史,系统发
育是各分类单元之间的亲缘关系,这一关系是这些物类在进化过程中的实际反映。系统发育是历史的过程,已经无法完全如实的予以再现,只能依靠间接的推断的办法重建这种关系。
Hardy-Weinberg’s equilibrium:哈代-温伯格平衡定律对于一个大且随机交配的种群,基因频率和基因型频率在没有迁移、突变和选择的条件下会保持不变。
law of priority:优先律命名法规规定,任何分类单元的正确名称应为最早正确出现
的名称。它是出版上的优先。如果一个分类单元具有两个以上符合条件的名称(可用名),则只有在出版物上出现时间较早的名称才能成立(即成为有效名)。优先律只适用于总科以下,总科以上的高级阶元不在其实施范围之内。优先律的严格使用,目的是保证一物一名。一个分类阶元的有效名称,是采用其最先发表的名称,以后的名称称为同物异名或异名。这种优先律从1758年林奈的《自然学说》第十版出版开始,异名应以废除。
二.简答题
1.家族选择及其进化生物学意义
答:家族选择(kin selection),又称亲缘选择,是英国人W.D.Hamilton在1964年提出的,为群选择的一种,如群选择的作用对象只为关系紧密的少数个体,如一个家族的成员,或直接作用于一个个体但其结果影响到后代的生存率(如幼雏受敌害威胁时,亲鸟牺牲自己,诱敌远去的现象)。
对有亲缘关系的一个家族和家族中的成员所起的自然选择作用。它是在基因层次上起作用的自然选择,主要是对支配行为的基因起作用,因此有时它所增进的不是个体的适合度,而是个体的广义适合度。亲缘选择常用来解释动物的利他行为。用达尔文的个体选择观点是很难解释利他行为的,因为利他行为所增进的不是行为个体自身的适合度,而是其他个体的适合度。如果应用亲缘选择的观点,利他行为便能得到合理的解释,因为亲缘选择只对那些能够有效传递自身基因的个体有利,而不管这个个体的行为是否有利于自身的存活和繁殖。在亲缘个体之间都在不同程度上占有共同基因,例如亲子之间和子女彼此之间有50%的基因是相同的(即亲缘系数r=0.50),祖孙之间有25%的基因是相同的(r=0.25)等。假如有一个利他行为者用自身的死亡换取了两个以上兄弟姐妹的存活,或者4个以上孙辈个体的存活,那么,因利他行为者死亡而损失的基因就会因为有足够数量的亲缘个体存活而得到完全的补偿,而且还会使基因频率有所增加。也只有在这种遗传利益大于个体所失的情况下,利他行为才会被自然选择所保存。
亲缘选择的生物学意义:
a. 它的核心是尽管基因的天性是自私的,从遗传学上讲,由于近亲体内有不少共同的基因,所以每个自私的基因必须维护拥有和自己相同基因个体的利益,以保证它们的生存。有机体只是基因的载体,为了生存等位基因之间相互竞争,自私性有利于某个基因的拷贝得以保存
和大量繁殖,家族选择的受益者仍是相同的基因。
b. 这是利他现象的一种表示,在自然选择中个体的竞争与合作并不相悖,竞争进化与合作并不相悖,它们是生物有机体为适应环境而形成的两种不同的进化途径,丰富和发展了达尔文的自然选择学说。
2.异域物种形成和同域物种形成的主要差异。
答:异域物种形成(allopatric speciation)又称为地理形成(geographic speciation)。基本过程是物种形成开始前,环境相对均一,以单一或一系列相似的种群形式存在,随后出现地理分化,造成种群的分异,出现适应各个小区的亚群。但交界处仍可相互交配,尚无生殖隔离。其它力量如选择、遗传漂变、近亲交配等可加速分化。此时如地形变化或发生进一步的生态分化即将造成地理隔离。在地理隔离过程中,基因流动完全被切断,被隔离的种群按照各自的途径演变,最终形成生殖隔离。在生殖隔离已经完善后,若地理隔离的障碍不再存在,二种群在地理上重新相遇,即再次同域,由于已经出现新的习性,各亚种群以不同的方式利用资源,再加上生殖隔离已经存在,所以能同域共存。此外,加上选择不利于具有中间性状的杂种,推动分化,形成两个不同的种。
同域物种形成(sympatric speciation)是在祖种的原分布区内部,由于生态分异或其它原因,产生强烈分化而新类型的过程。同域物种形成过程中最显著的隔离因素为寄主隔离。新寄主的转移可能只涉及与化学感受机制或其他感受机制有关的少数基因变化,因而比较容易发生。通过同域形成过程产生新类型的动物中,可能以寄生性类群最多,常发生配合前的生殖隔离,由于寄主、时间、季节等的不同,使种群间的配合缺乏可能;配合后的生殖隔离常不完善。
3.分替生物地理学的基本原理和研究方法
答:生物地理学是研究有机体地理分布的科学,也是物种多样性研究的重要内容之一。生物地理学的研究不仅要解释生物的分布,还要寻求分布的起因即生物如何何时和为何如此分布。分替生物地理学(vicariance biogeography)是支序分类理论对生物地理学影响的一个方面。分类学和生物地理学工作者早已注意到某些相邻的姐妹群之间,在分布区上有巨大间隔的现象(称为替代分布vicariance distribution),且某些替代分布型在许多亲缘毫不相干的生物类群中多次重复。分替生物地理学基本原理和研究方法为:将一地域中若干具有类似分布型式的分类群的具体分布区画在地图上。由于分布型式相同或相似,这些range 和track常常是完全重叠或部分重叠的。此时对这些有关类群进行支序分析,得出系统发育结论,画出分支图。由于承认物种形成过程和地理事件是同步发生这一原则,因此得出物种分化、形成的顺序与有关的地理事件顺序相同。即可用各分类单元的分布地点代入分支图中,取代各分类单元的位置,从而得到所谓“地域分支图”。根据分支图和地域分支图,推知原始生物相的发生演变,以及与之伴随的该地域割裂变化的过程与图景。
三.论述题
1.系统发育与分类的主要学派及其发展状况评述
答:从林奈时代至今,动物分类学出现了许多不同的观点,主要以美国《Systematic Zoology》期刊为论坛进论争论,致使分类学理论空前活跃,迅速推动了学科的发展。目前,动物分类学邻域可以分为四个学派。
a. 传统分类学派