【精品课件】物种起源与生物多样性
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• 1.5 生物进化的原因
1.5 生物进化的原因
• 遗传变异 • 自然选择 • 隔离
2 生物多样性进化的 主要历程
地质年代
• 2.1 太古代 • 2.2 元古代 • 2.3 古生代 • 2.4 中生代 • 2.5 新生代
化石
化石
化石
化石
化石
化石
化石
化石
化石
化石
化石
活化石
b 进化趋势
• 线系进化趋势 • 谱系进化趋势
C 进化速率
• 形态学进化速率 V形=(ln X2 - ln X1)/(t2 - t1)
• 分类学进化速率 S= R+E R= (ln N - ln N0)/t
d 集群灭绝
• 常规灭绝 • 集群灭绝
1 物种与物种的形成
• 1.1 物种的概念 • 1.2 物种的形成 • 1.3 物种形成的方式 • 1.4 生物进化的规律
1 物种与物种的形成
• 1.1 物种的概念 大多数学者认同：物种是占有一 定分布区域，具有极其相似的形态 特征和生理、生态学特性，个体间 可以自然交配产生正常后代的生物 类群。
1 物种与物种的形成
• 1.1 物种的概念
• 1.2 物种的形成 物种形成观点有两种： a 达尔文的物种形成观点 b 现代达尔文主义的物种
活化石
元古代
2 000
2.1 太古代
• 38.5亿年——20亿年前 • 原始生命诞生并艰难发展
2.2 元古代
• 20.0亿年——5.7亿年前 • 真核单细胞生物开始出现，
动植物亦从此分道扬镳。
2.3 古生代
• 5.7亿年——2.48亿年前 • 寒武纪、奥陶纪、志留纪、
泥盆纪、石炭纪、二叠纪
形成观点
现代达尔文主义的 物种形成观点
自然选择 突变和基因重组 隔离
1 物种与物种的形成
• 1.1 物种的概念 • 1.2 物种的形成
• 1.3 物种形成的方式 渐变式
继承式 分化式
聚变式
杂交 染色体结构变化 多倍体
继承式
分化式
欧亚马鹿向北美扩散后的体型变化 (Geist 1986)
a 梅花鹿; b bangul鹿; c Buchara公鹿; d Izubr; e 马鹿; f 东欧马鹿
• 高原上大小湖泊有878个，面积为37167Km2； • 高原外有长江、黄河、澜沧江、雅鲁藏布江等10余条，总
流量达2975亿m3； • 终年积雪，南北两极相似，被称为世界第三极。
青藏高原对生物多样性的影响
• 关于青藏高原生物区系的起源、演化，存 在着两个学派：
物种起源与生物多样性演化
内容
• 1 物种与物种的形成 • 2 生物多样性进化的主要历程 • 3 生物进化与环境因素 • 4 进化系统与生物分类
1 物种与物种的形成
• 1.1 物种的概念 17世纪，约翰·雷 18世纪，林奈 达尔文 近代学者 美国 杜布赞斯基 苏联 M.C.斯里亚洛夫 中国 陈世骧
3.5 青藏高原隆升对 高原生物多样性影响
青藏高原的形成与特征
• 青藏高原：形成前中古地中海的海底；在白垩纪晚期，印 度板块与欧亚板块全面碰撞，在印度板块的推挤下，现在 的青藏高原及相邻地区逐渐隆升；
• 青藏高原：192.2万Km2，平均海拔约为4000m。南缘为 喜马拉雅山，全长2400Km，宽约200-300Km，主峰为珠 穆朗玛峰（8848m）；北缘是阿尔金山，东线是祁连山； 高原上由南至北依次排列着冈底斯山、喀喇昆仑山、唐古 拉山和昆仑山等山脉。
化石
三叶虫 化石——古生代
2.4 中生代
• 2.48亿年——0.65亿年前 • 三叠纪、侏罗纪、白垩纪
化石
恐龙 化石——中生代
2.5 新生代
• 0.65亿年——至今 • 第三纪、第四纪
3 生物进化与环境因素
3 生物进化与环境因素
• 3.1 生物与环境的关系 • 3.2 生物物种间关系 • 3.3 大陆漂移与生物多样性 • 3.4 第四纪冰川及其对生物多样性的影响 • 3.5 青藏高原隆升对高原生物多样性影响
Kansan冰期、Illinoian冰期和Wisconsin冰 期；
冰期形成的原因
• 地球轨道偏心率的变化影响 了地球表面所接受的太阳辐 射量，进而影响了气候，产 生冰期（Broecker and Denton, 1990）；
• 通过对海洋有孔虫化石的氧 同位素分析，发现古温度曲 线与米兰科维奇曲线吻合 （右图），因此米兰科维奇 理论已经为进化生物学家所 接受（Vrab, 1992）。
图 在一个假想的横跨赤道的大陆中气 候周期变化对植被的影响（Vrba 1992）
冰期对动植物区系的影响
• 以美洲五大湖区为例，1.6万年至1.8万年， 该地区曾经密布冷杉，在最后一次冰期中， 该地区为冰川所覆盖，1.2万年前，冰川开 始北退，冷杉林重新回到该地区；
• 由于海平面下降，海底陆桥的形成，为陆 栖动物的扩散提供了通道，如化石证明白 令海峡曾形成了连接西伯利亚与北美的陆 桥，这对于现代生物多样性格局有特别的 意义（蒋志刚，1997）；
聚变式
杂交 染色体结构变化 多倍体
1 物种与物种的形成
• 1.1 物种的概念 • 1.2 物种的形成 • 1.3 物种形成的方式
• 1.4 生物进化的规律 a 进化的方式 c 进化速率
b 进化趋势 d 集群灭绝
a 进化的方式
• 线性渐变与间断平衡进化 • 适应辐射进化 • 趋同与平行进化 • 重演律与异时发生 • 重复进化 • 协同进化
冰期形成的原因（续）
• 美国气象学家辛普森指出，冰川是由于太 阳辐射强度的周期变化引起了地球上降水、 气温的相应变化而形成；
• 第三纪的造山运动加上太阳辐射量的变化 引起了第四纪冰川的形成（Flint, 1971）；
• 第四纪冰期的周期性与大西洋中海脊上的 宇宙尘埃的周期性相似，因此，第四纪洋 期与宇宙尘埃有关。
3.1 生物与环境的关系
• 光、水、温度、土壤、大气 • 生物圈
3.2 生物物种间关系
共生、共栖、协作、 竞争、寄生、捕食
3.3 大陆漂移与生物多样性
大陆板块的 漂移和碰撞 不但改变了 古地理，而 且影响了古 气候。
3.4 第四纪冰川及其 对生物多样来自百度文库的影响
第四纪冰川
• 在第四纪，冰期的周期约10万年； • 其中著名的冰期有4次：Nebraskan冰期、
1.5 生物进化的原因
• 遗传变异 • 自然选择 • 隔离
2 生物多样性进化的 主要历程
地质年代
• 2.1 太古代 • 2.2 元古代 • 2.3 古生代 • 2.4 中生代 • 2.5 新生代
化石
化石
化石
化石
化石
化石
化石
化石
化石
化石
化石
活化石
b 进化趋势
• 线系进化趋势 • 谱系进化趋势
C 进化速率
• 形态学进化速率 V形=(ln X2 - ln X1)/(t2 - t1)
• 分类学进化速率 S= R+E R= (ln N - ln N0)/t
d 集群灭绝
• 常规灭绝 • 集群灭绝
1 物种与物种的形成
• 1.1 物种的概念 • 1.2 物种的形成 • 1.3 物种形成的方式 • 1.4 生物进化的规律
1 物种与物种的形成
• 1.1 物种的概念 大多数学者认同：物种是占有一 定分布区域，具有极其相似的形态 特征和生理、生态学特性，个体间 可以自然交配产生正常后代的生物 类群。
1 物种与物种的形成
• 1.1 物种的概念
• 1.2 物种的形成 物种形成观点有两种： a 达尔文的物种形成观点 b 现代达尔文主义的物种
活化石
元古代
2 000
2.1 太古代
• 38.5亿年——20亿年前 • 原始生命诞生并艰难发展
2.2 元古代
• 20.0亿年——5.7亿年前 • 真核单细胞生物开始出现，
动植物亦从此分道扬镳。
2.3 古生代
• 5.7亿年——2.48亿年前 • 寒武纪、奥陶纪、志留纪、
泥盆纪、石炭纪、二叠纪
形成观点
现代达尔文主义的 物种形成观点
自然选择 突变和基因重组 隔离
1 物种与物种的形成
• 1.1 物种的概念 • 1.2 物种的形成
• 1.3 物种形成的方式 渐变式
继承式 分化式
聚变式
杂交 染色体结构变化 多倍体
继承式
分化式
欧亚马鹿向北美扩散后的体型变化 (Geist 1986)
a 梅花鹿; b bangul鹿; c Buchara公鹿; d Izubr; e 马鹿; f 东欧马鹿
• 高原上大小湖泊有878个，面积为37167Km2； • 高原外有长江、黄河、澜沧江、雅鲁藏布江等10余条，总
流量达2975亿m3； • 终年积雪，南北两极相似，被称为世界第三极。
青藏高原对生物多样性的影响
• 关于青藏高原生物区系的起源、演化，存 在着两个学派：
物种起源与生物多样性演化
内容
• 1 物种与物种的形成 • 2 生物多样性进化的主要历程 • 3 生物进化与环境因素 • 4 进化系统与生物分类
1 物种与物种的形成
• 1.1 物种的概念 17世纪，约翰·雷 18世纪，林奈 达尔文 近代学者 美国 杜布赞斯基 苏联 M.C.斯里亚洛夫 中国 陈世骧
3.5 青藏高原隆升对 高原生物多样性影响
青藏高原的形成与特征
• 青藏高原：形成前中古地中海的海底；在白垩纪晚期，印 度板块与欧亚板块全面碰撞，在印度板块的推挤下，现在 的青藏高原及相邻地区逐渐隆升；
• 青藏高原：192.2万Km2，平均海拔约为4000m。南缘为 喜马拉雅山，全长2400Km，宽约200-300Km，主峰为珠 穆朗玛峰（8848m）；北缘是阿尔金山，东线是祁连山； 高原上由南至北依次排列着冈底斯山、喀喇昆仑山、唐古 拉山和昆仑山等山脉。
化石
三叶虫 化石——古生代
2.4 中生代
• 2.48亿年——0.65亿年前 • 三叠纪、侏罗纪、白垩纪
化石
恐龙 化石——中生代
2.5 新生代
• 0.65亿年——至今 • 第三纪、第四纪
3 生物进化与环境因素
3 生物进化与环境因素
• 3.1 生物与环境的关系 • 3.2 生物物种间关系 • 3.3 大陆漂移与生物多样性 • 3.4 第四纪冰川及其对生物多样性的影响 • 3.5 青藏高原隆升对高原生物多样性影响
Kansan冰期、Illinoian冰期和Wisconsin冰 期；
冰期形成的原因
• 地球轨道偏心率的变化影响 了地球表面所接受的太阳辐 射量，进而影响了气候，产 生冰期（Broecker and Denton, 1990）；
• 通过对海洋有孔虫化石的氧 同位素分析，发现古温度曲 线与米兰科维奇曲线吻合 （右图），因此米兰科维奇 理论已经为进化生物学家所 接受（Vrab, 1992）。
图 在一个假想的横跨赤道的大陆中气 候周期变化对植被的影响（Vrba 1992）
冰期对动植物区系的影响
• 以美洲五大湖区为例，1.6万年至1.8万年， 该地区曾经密布冷杉，在最后一次冰期中， 该地区为冰川所覆盖，1.2万年前，冰川开 始北退，冷杉林重新回到该地区；
• 由于海平面下降，海底陆桥的形成，为陆 栖动物的扩散提供了通道，如化石证明白 令海峡曾形成了连接西伯利亚与北美的陆 桥，这对于现代生物多样性格局有特别的 意义（蒋志刚，1997）；
聚变式
杂交 染色体结构变化 多倍体
1 物种与物种的形成
• 1.1 物种的概念 • 1.2 物种的形成 • 1.3 物种形成的方式
• 1.4 生物进化的规律 a 进化的方式 c 进化速率
b 进化趋势 d 集群灭绝
a 进化的方式
• 线性渐变与间断平衡进化 • 适应辐射进化 • 趋同与平行进化 • 重演律与异时发生 • 重复进化 • 协同进化
冰期形成的原因（续）
• 美国气象学家辛普森指出，冰川是由于太 阳辐射强度的周期变化引起了地球上降水、 气温的相应变化而形成；
• 第三纪的造山运动加上太阳辐射量的变化 引起了第四纪冰川的形成（Flint, 1971）；
• 第四纪冰期的周期性与大西洋中海脊上的 宇宙尘埃的周期性相似，因此，第四纪洋 期与宇宙尘埃有关。
3.1 生物与环境的关系
• 光、水、温度、土壤、大气 • 生物圈
3.2 生物物种间关系
共生、共栖、协作、 竞争、寄生、捕食
3.3 大陆漂移与生物多样性
大陆板块的 漂移和碰撞 不但改变了 古地理，而 且影响了古 气候。
3.4 第四纪冰川及其 对生物多样来自百度文库的影响
第四纪冰川
• 在第四纪，冰期的周期约10万年； • 其中著名的冰期有4次：Nebraskan冰期、