基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)-生物種及其變異與進(jìn)化

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1、第二部分種群生態(tài)學(xué)4種群及其基本特征?5種群種及其變異與進(jìn)化5.1生物種的概念5.2種群的遺傳變異與選擇5.3物種形成6生活史對(duì)策7種內(nèi)與種間關(guān)系1/325種群種及其變異與進(jìn)化對(duì)種群的遺傳結(jié)構(gòu)、進(jìn)化機(jī)制和物種形成的研究是緊密結(jié)合種群遺傳學(xué)的當(dāng)前種群生態(tài)學(xué)研究的另一主要方面。種內(nèi)個(gè)體的基因型（決定特定性狀的同源染色體上的基因組合稱為基因型）和表現(xiàn)型（具有特定基因型的個(gè)體，在一定環(huán)境條件下所表現(xiàn)出來的形狀特征的總和）的構(gòu)成及其代間傳遞過程中發(fā)生的變化，反映了種群的質(zhì)的特征，并與其數(shù)量動(dòng)態(tài)密切相關(guān)。2/32第二部分種群生態(tài)學(xué)4種群及其基本特征?5種群種及其變異與進(jìn)化5.1生物種的概念

2、5.2種群的遺傳變異與選擇5.3物種形成6生活史對(duì)策7種內(nèi)與種間關(guān)系3/325.1生物種的概念林奈物種：形態(tài)相似，可自由交配，產(chǎn)生可育后代。物種是不變的、獨(dú)立的，種間無(wú)親緣關(guān)系。達(dá)爾文物種：物種是可變的，種間有親緣關(guān)系。人為劃分的分類單位?，F(xiàn)代：具有形態(tài)相似性與遺傳相似性的種群。種內(nèi)形態(tài)和遺傳相似性大于種間的相似性，承認(rèn)種間和種內(nèi)都存在差異。Mayer(1982)提出，物種是由許多群體組成的生殖單元（在自然界與其它單元生殖上隔離），它在自然界中占有一定的生境位置。4/325.1生物種的概念生殖隔離是生態(tài)學(xué)（生物學(xué)）對(duì)物種進(jìn)行區(qū)分的可靠標(biāo)準(zhǔn)，但分類學(xué)、古生物學(xué)需要其他可行的標(biāo)準(zhǔn)。

3、5.1生物種的概念生物種的特點(diǎn)：①生物種不是按任意給定的特征劃分的邏輯的類，而是由內(nèi)聚因素（生殖、遺傳、生態(tài)、行為、相互識(shí)別系統(tǒng)等）聯(lián)系起來的個(gè)體的集合。②物種是一個(gè)可隨時(shí)間改變的個(gè)體的集合。③物種是生態(tài)系統(tǒng)中的功能單位。6/32第二部分種群生態(tài)學(xué)4種群及其基本特征?5種群種及其變異與進(jìn)化5.1生物種的概念5.2種群的遺傳變異與選擇5.3物種形成6生活史對(duì)策7種內(nèi)與種間關(guān)系7/325.2.1基因、基因庫(kù)和基因頻率基因(gene):基因是帶有可產(chǎn)生特定蛋白的遺傳密碼的DNA片段?；蚴浅蓪?duì)結(jié)構(gòu)，由兩個(gè)等位基因構(gòu)成（種群中可能有兩對(duì)以上），每一等位基因來自一條同源染色體。兩個(gè)等位基

4、因如果相同為純合的，不同為雜合的，雜合的基因可以共顯性，更多的是僅一個(gè)基因?yàn)轱@性，另一個(gè)為隱性。基因庫(kù)(genepool)：種群內(nèi)所有個(gè)體基因的總和構(gòu)成基因庫(kù)。如果染色體一個(gè)座位上有兩對(duì)或多對(duì)等位基因，則基因庫(kù)是多型的、表現(xiàn)型是多態(tài)的。8/325.2.1基因、基因庫(kù)和基因頻率基因頻率(genefrequency)：在種群中不同基因所占的比例，即為基因頻率?；蛐皖l率（genotypicfrequency）：種群內(nèi)每個(gè)基因型所占的比例叫基因型頻率。進(jìn)化：種群的基因頻率從一個(gè)世代到另一個(gè)世代的連續(xù)變化過程。9/325.2.1基因、基因庫(kù)和基因頻率哈代－魏伯格定律(Hardy-Wei

5、nberglaw)是指在一個(gè)巨大的、個(gè)體交配完全隨機(jī)、沒有其它因素的干擾（如突變、選擇、遷移、漂變等）的種群中，基因頻率和基因型頻率將世代保持穩(wěn)定不變。這種狀態(tài)稱為種群的遺傳平衡狀態(tài)。10/325.2.2變異、自然選擇和遺傳漂變5.2.2.1變異變異是自然選擇、進(jìn)化的基礎(chǔ)，也是進(jìn)化的結(jié)果。種群內(nèi)的變異包括遺傳物質(zhì)的變異、基因表達(dá)的蛋白質(zhì)（特別是酶）的變異和表現(xiàn)型的數(shù)量性狀的變異。5.2.2.2自然選擇選擇是對(duì)有差別的存活能力和生殖能力的選擇，只能出現(xiàn)在具有不同存活和生育能力的、遺傳上不同的基因型個(gè)體之間。即當(dāng)各基因型個(gè)體在適合度上存在差異時(shí)，自然選擇才起作用。適合度(fitne

6、ss)以基因型個(gè)體的平均生殖力乘以存活率算出（W=ml）。12/325.2.2.2自然選擇種群中不同基因型的適合度W不同，各基因型的適合度除以其中最大的適合度即為相對(duì)適合度。相對(duì)適合度的極差即為選擇系數(shù)（s），選擇系數(shù)越大，自然選擇強(qiáng)度越大。13/32如在染色體相同位置上有一對(duì)等位基因A1和A2，基因頻率各為50%，如果基因平衡不受干擾，種群的基因型頻率將穩(wěn)定為：25%A1A1，50%A1A2，25%A2A2實(shí)例14/32種群數(shù)量Nt；基因頻率：A1--pt；A2–qt(=1-pt)世代（t）：基因型個(gè)體存活率個(gè)體生育率世代t的個(gè)體數(shù)量成熟個(gè)體存活數(shù)A1A1A1A2A2A2l1

7、1l12l22M11m12m22pt2Nt2ptqtNtqt2Ntpt2Ntl112ptqtNtl12qt2Ntl22總合子數(shù)Nt+1:(pt2l11m11+2ptqtl12m12+qt2l22m22)Nt基因數(shù)A1:[(2)pt2l11m11+(1)2ptqtl12m12]Nt基因數(shù)A2:[(1)2ptqtl12m12+(2)qt2l22m22]Nt基因頻率：pt+1:[(2)pt2l11m11+(1)2ptqtl12m12]Nt/2Nt+1qt+1:[(1)2ptqtl12m12+(2)