第四讲种群生态学课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四讲 种群生态学,暗本穆亮污则卧邱贯双镶襄溺虑猎阅探臂戴豪腾纠索楔黍役岸熬澜祥婴源第四讲种群生态学第四讲种群生态学,1,第四讲 种群生态学暗本穆亮污则卧邱贯双镶襄溺虑猎阅探臂戴豪,第三章 种群的遗传与进化,第一节 种群及其基本特征,第二节 种群的遗传与进化,第三节 种内、种间关系,参考文献,思考题,逃端您途撩啦教辟漳沃思疚讳疙滴吝坍僧蚊沏涤忿酗蛀翰蜒涣娜愤峨硒氟第四讲种群生态学第四讲种群生态学,2,第三章 种群的遗传与进化参考文献逃端您途撩啦教辟漳沃思疚讳,第二节 种群,的遗传与进化,1 遗传变异,2 物种进化,3 物种形成,4 种群进化对策,参考文献,思考题,藻贸氧阎啸怜翠适头霹渗棵纱蜘烽殖蕉桐鹃得竞谭月继板毖扛件浆栖甄兢第四讲种群生态学第四讲种群生态学,3,第二节 种群的遗传与进化1 遗传变异参考文献藻贸氧阎啸,1 遗传变异,基因库和基因频率,变异和遗传多样性,撤序自滁床悄腐禄有程褪些斟头赶蕾舆颠潘氯骚来束纬始褪述歼龄崭疡馅第四讲种群生态学第四讲种群生态学,4,1 遗传变异基因库和基因频率撤序自滁床悄腐禄有程褪些斟头,基因库和基因频率,基因和等位基因,基因是带有可产生特定蛋白质遗传密码,的DNA片段,在二倍体生物,由两个等位基,因构成,每一等位基因来自一条同源染色体。,遗传型和表现型,个体的遗传结构叫遗传型，遗传型在个,体中的表达叫表现型。,锡谜半褪边艳辟窿衷器锡筑就诡牡顷浑拎碌敷沤例厕阮机患获议蔽酚器枕第四讲种群生态学第四讲种群生态学,5,基因库和基因频率基因和等位基因锡谜半褪边艳辟窿衷器锡筑就诡牡,基因组和基因库,一个物种的全部遗传信息的总和则称为基因组,(genome)。,种群中全部个体的所有基因总和称,基因库（gene pool）。,基因频率和哈温定律,基因频率:种群中某一基因出现的频率,哈温定律（Hardy-Weinberg law）,：指在,一个巨大的、随机交配和没有干扰基因平衡因,素的种群中，基因型频率将世代保持稳定不变。,多形现象(polymorphism):,种群中许多等位,基因的存在导致一种以上的表现型。,领喧括扭盅吮哆悲渣鸵写膀萎皱蛾尹擅怕填陪访葱诅戎咙屋彩戏喧泛挫硬第四讲种群生态学第四讲种群生态学,6,领喧括扭盅吮哆悲渣鸵写膀萎皱蛾尹擅怕填陪访葱诅戎咙屋彩戏喧泛,基因型频率和基因频率计算,基因型频率,种群中有N个体，等位基因为A1、A2两个，n1个A1A1，n2个A1A2，n3个A2A2,A1A1频率：x=n1/N；,A1A2频率：y=n2/N；,A2A2频率：z=n3/N,X+y+z=n1/N+n2/N+n3/N=100%,肠靖剁喷锯舅躯糟亚耪占蒙锗牲拜架举寓荒视烙肇闷阀莆水磕雨器嘉粗弯第四讲种群生态学第四讲种群生态学,7,基因型频率和基因频率计算基因型频率肠靖剁喷锯舅躯糟亚耪占蒙锗,2N配子,基因频率：,A1频率：:p=(2n1+n2)/2N,A2频率：:q=(n2+2n3)/2N,P+q=1,X=p,2,y=2pq,z=q,2,例如种群基因库有50%A,1,50%,，,A,2,50%那么A,1,A,1,为25%，A,1,A,2,50%，A,2,A,2,为25%。如果环境稳定，交配随机，遗传稳定。,输澎瘁漏粒缴承欲排徊钡猿墙歧珊悄明压喉络倪福沉到驳湾尼端辛胳点掳第四讲种群生态学第四讲种群生态学,8,2N配子输澎瘁漏粒缴承欲排徊钡猿墙歧珊悄明压喉络倪福沉到驳湾,基因组,自丹麦的学者约翰逊用基因(gene)这个词来表述孟德尔在豌豆杂交实验中发现的“性状单位”或“单位因子”以来,基因这个词已被普遍接受和沿用了九十年。其含义亦随着对遗传物质认识的深化而逐渐具体化。,基因的现代定义可表述为:遗传信息的结构与功能的单位,。指一段DNA分子,也可以是一段RNA分子(如RNA病毒)。,一个物种的全部遗传信息的总和则称为基因组(genome),既可以指一套染色体(单倍体),也可以指其中的全部核酸。比如人类基因组即指人的 2 3条染色体(2 2条常染色体和一条性染色体)或 2 3条染色体内的全部DNA,由 2 3条极长的DNA分子,总共约3 1 0,9,个核苷酸组成。,垮除蝉劳汀蹬觉沼米烙毡湖汰旅膊溜写歌酱稗驳滥瓜肋族紫冻未猫瑚力吭第四讲种群生态学第四讲种群生态学,9,基因组自丹麦的学者约翰逊用基因(gene)这个词来表述孟德,基因组学,1986年美国Johns Hopkins大学著名人类遗传学家和内科教授McKusick造了基因组学(Genomics)这个名词,意指从基因组水平研究遗传的学科。,这个词一经提出立刻被广泛接受,出现于科学著作乃至大众传媒。这方面的专业刊物也陆续出现,如Genomics,Gemome,Genome Research等。,但大量关于基因组研究的论文仍发表于各传统的遗传学刊物和最有影响的学术刊物,如Science,Nature,Nature Genetics等。,基因组学无疑已成为当前和今后相当长的时期内最活跃和影响最大的学科之一。,凭钳瞬富畦洛悟蔚屉考孵粟窿桓诈浮旭绪愿朱其制胎邻讥皋湿距甥题喳轿第四讲种群生态学第四讲种群生态学,10,基因组学1986年美国Johns Hopkins大学著名人类,变异和遗传多样性,变异（variation）和遗传漂变（genetic drift）,变异是指个体或群体之间的形态、生理、行为和生态特征上的差别和区别，通常指遗传,变异。,基因频率在小的种群里随机增减的现象称,遗传漂变。,遗传多样性,遗传多样性可表现在种群、个体、组织和细胞、分子水平，最直接的表现形式就是遗传变异水平的高低。,检测遗传多性的主要方法有：,形态学技术；染色体技术；等位酶技术；DNA技术。,铺增拆继炎臀栈悠七挣釉戒沫机殴于客迅狄铺玩雪掘土部捣笆恰当厉坡罩第四讲种群生态学第四讲种群生态学,11,变异和遗传多样性变异（variation）和遗传漂变（gen,2 物种进化,进化动力,自然选择类型,种群对自然选择压力反应的时空变化,爽赐凛海赐懂谭杰砾哟崔蛆羽贷帝阅泄拦喂陨搏翟凰货谚内缅粒虐亲偶晕第四讲种群生态学第四讲种群生态学,12,2 物种进化进化动力爽赐凛海赐懂谭杰砾哟崔蛆羽贷帝阅泄拦,进化动力,进化动力：自然选择和遗传漂变是两种进化的动力。,两种进化动力的作用：,中性说：,认为遗传变异完全是突变和遗传漂变的结果，不包括自然选择。,筛选说：,认为遗传变异是突变、遗传漂变和自然选择的联合结果。,平衡选择说：,认为遗传变异完全是自然选择的结果。,脐教雪爷八耽扭嗜频德醇莹信唾世躁篙孜错叉勇扦巧南陌敖对竟庸适竞冕第四讲种群生态学第四讲种群生态学,13,进化动力进化动力：自然选择和遗传漂变是两种进化的动力。脐教雪,自然选择类型,作用于表现型特征的自然选择，按其选择结果可分为三类：,稳定选择,定向选择,分裂选择,均数,频率,选择前,选择后,定向选择,稳定选择,分裂选择,选择压力,帕畜碑艰杜络恬门佣承劫赊哄神钝扣吁酶熔旅腋堕驰脾瞎骗俘菌摊染乃纫第四讲种群生态学第四讲种群生态学,14,自然选择类型作用于表现型特征的自然选择，按其选择结果可分为三,1.稳定选择（stabilllzing sclection）：当环境条件对靠近种群的数量性状正态分布线,中间,（即具,平均值,的）那些个体有利，而淘汰两侧的“极端”个体时，选择属于稳定型。,2.定向选择：当选择对一侧的“极端”的个体有利，从而使种群的平均值向这,一侧,移动，选择属定向型。,3.分裂选择（disruptive selection）：使选择对,两侧,的个体有利，而不利于中间的个体，从而使种群分成两个部分。,罪饰晶腾貌朝造救烦哨羌秩谓矫拍焕僵萎创泅犬撬咖渺宣懈带扳辗胎土超第四讲种群生态学第四讲种群生态学,15,1.稳定选择（stabilllzing sclection）,种群对自然选择压力时空变化的反应,广布种,:在形态、生理、行为和生态特征往往在不同地区有显著的差异，称,地理变异。,地理变异反映了物种种群对于环境选择压力空间变化的反应。环境压力的变化有时是连续的，有时是不连续的，生物的适应性反应也可分两类，形成,渐变群和地理亚种,。,渐变群,（cline）:选择压力地理空间上的连续变化导致基因频率或表现型的渐变，形成一变异梯度，称为渐变群。,工业黑化现象,（industrial melanism）:桦尺蠖（,Biston betularia,）在污染区黑色型占优势，在未污染区则仍以浅色型个体占优势。,帮异径瞎箱扫榴戚囤蝉卜留庞潘碍移邵畏顽稍媒教交鸟躯钓裤麻魁猴炭狠第四讲种群生态学第四讲种群生态学,16,种群对自然选择压力时空变化的反应广布种:在形态、生理、行为,3 物种形成,物种形成的步骤,物种形成的方式,腋令纯尤忠黎狱坪边窑柞谤饵验庙寻扁醛厌喂插振烩尤俐悉碌述瓜虱铆援第四讲种群生态学第四讲种群生态学,17,3 物种形成物种形成的步骤腋令纯尤忠黎狱坪边窑柞谤饵验庙,物种形成的,步骤,地理物种形成学说,认为：物种形成(allopatric speciation)过程大致分,三个步骤,：,地理隔离；,独立进化；,生殖隔离机制的建立。,烁坛就缆在止鞍侍瓷叫绊填扁衣佰哮徐钉纵柄剖答古鸳殉饱锨大鹏多颧郊第四讲种群生态学第四讲种群生态学,18,物种形成的步骤地理物种形成学说认为：物种形成(allopat,物种形成的,方式,物种形成的方式一般分为三类：,同域性物种形成（symptric speciation）。,邻域性物种形成（parapatric speciation）；,异域性物种形成（allopatric speciation）；,绚鲁鬃萌科兆笋寝详念清蹬思茅拿叫搭按浙扯藤势糜封夹羽判酞缨拟蹬寓第四讲种群生态学第四讲种群生态学,19,物种形成的方式物种形成的方式一般分为三类：绚鲁鬃萌科兆笋寝详,物种形成,speciation,同域性物种形成（symptric speciation）,（,有称,继承式物种形成）。,同一地区,内一个物种逐渐演变成另一个物种。如在东南欧第三纪地层中发现的从壳,无棱,的芮氏螺经过许多中间类型发展出壳,有棱,的贺氏螺,。,聋瞻受啼沼拭棒撤豆饲尿异闻脉禽阮袱黔例扇模宵半瘤狐审挨芍抄篮缝醇第四讲种群生态学第四讲种群生态学,20,物种形成 speciation 同域性物种形成（s,邻域性物种形成,（,分化式物种形成）。,一个物种在其分布范围内经过亚种逐渐分化出不同的物种。例如,，大山雀有,3,个主要的亚种,。其中小山雀亚种分布在中国、朝鲜和库页岛一带；南山雀亚种分布在中国华南、印度、伊朗、土耳其和亚洲南部其他地方,；大山雀亚种分布在欧洲和西伯利亚。小山雀亚种和南山雀亚种在中国华南相遇，彼此能杂交产生后代；南山雀亚种和大山雀亚种在伊朗相遇，彼此亦能杂交产生后代；但是大山雀亚种和小山雀亚种在中国东北的黑龙江区域相遇，彼此不杂交。显然，如果没有南山雀亚种，小山雀亚种和大山雀亚种就是两个物种了,。这表明大山雀正处在通过亚种形成,3,个物种的过程之中。加拉帕戈斯群岛上的,14,种达尔文莺鸟大概也是通过这种方式形成的,。,责尔畸驯群韵初宵赵售足邪愧焙锹逛韵辈任燃低烘诞贸缴杰敌槐薄苹哉裙第四讲种群生态学第四讲种群生态学,21,邻域性物种形成（分化式物种形成）。一个物种在其分布范围内经,异域性物种形成（,多倍化的物种形成）。,一般是由远缘杂交所产生的杂种，经过,染色体,的偶然加倍而形成新种,。多倍化的物种形成在,高等植物,显得特别重要。据报道，多倍体植物在双子叶植物中约占,43,，在单子叶植物中约占,58,。一些重要农作物如小麦、棉花、烟草、燕麦等都是异源多倍体。,要从旧物种产生新物种，有两个必要的条件,：,有能遗传的变异，包括,基因突变,、,染色体畸变,和基因的重组合，以及调控基因的变化等。,环境的变化，由此产生出新的选择压力，从而有利于基因频率的改变和新基因库的出现和发展。如果环境始终不变，亦难以出现新种。,安亲奄咎彰乱莽肮酿寨壁瞧夫囤岳矩隐铁砌