《种群的遗传和进化》PPT课件.pptx

第四章 种群的遗传和进化 课程内容课程内容 第一节：种群的遗传与进化关系 第二节：影响自然选择的生态因素 第三节：种群的生态适应与生态对策 第四节：性生态学 第一节第一节 种群的遗传与进化关系种群的遗传与进化关系 1 1 基因库和基因频率 2 2 变异、遗传漂变与种群进化 33 自然选择与种群进化 11基因库和基因频率 基因和等位基因基因和等位基因 基因：一个具有自我繁殖能力、重组、突变的基本功能单位基因：一个具有自我繁殖能力、重组、突变的基本功能单位 等位基因：位于某对染色体的同一位点上的基因等位基因：位于某对染色体的同一位点上的基因 基因库基因库：指种群中全部个体的所有基因的总和基因频率：指种群中全部个体的所有基因的总和基因频率 基因频率和基因型频率基因频率和基因型频率 基因频率：指种群中某一等位基因在该位点可能出现的基因总基因频率：指种群中某一等位基因在该位点可能出现的基因总 数中所占的比率数中所占的比率 基因型频率：指某种基因型的个体在群体中所占的比率基因型频率：指某种基因型的个体在群体中所占的比率 2变异、遗传漂变与种群进化 表现型变异（不遗传） 变异 组合变异（基因的重组） 结构的变异：缺失、到位、重复、易位 基因型变异（遗传） 染色体畸变 非整倍性 变异：单体、多体、缺体 数目的变异 单倍体 整倍体变异 基因突变 多倍体 基因突变基因突变 自发突变诱发突变 基因平衡定律基因平衡定律 表4-1 AaAa子代的基因型及其频率 雌性配子及其频率 雄性配子及其频率 A(p)a（q） A(p)AA(p2)Aa(pq) a(q)Aa(pq)aa(q2) 雌性配子及其频率 雄性配子及其频率 AA PAa Haa Q AA PP2PHPQ Aa HPHH2HQ Aa QPQHQQ2 表4-2 随机交配亲本的基因型及各种组合出现的频率 亲代亲代 : : 等位基因等位基因 A A 和和 a a 的的 频率为频率为 p p 和和 q q 子 代 A：p2+(2pq)=p2+pq=p a: q2+(2pq)=q2+pq=q 基因平衡基因平衡理想化理想化 自然界生物进化自然界生物进化 “ “平衡、打破平衡、再平衡平衡、打破平衡、再平衡” ” 自然选择类型自然选择类型 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 分异选择 种群进化种群进化 自然选择自然选择 种群进化种群进化 推动 自然选择发生条件： 1种群内存在突变和不同基因型的个体 2突变影响表型，影响个体的适合度 3不同基因型个体之间适合度有差异 自然选择下进化的实例自然选择下进化的实例 蛾的工业黑化 地雀喙形的变化 第二节第二节 影响自然选择的生态因素影响自然选择的生态因素 1 1 引起选择压力变化的空间因素引起选择压力变化的空间因素 2 2 引起引起选择压力变化选择压力变化的时间因素的时间因素 3 3 密度制约性与自然选择密度制约性与自然选择 1 1 引起选择压力变化的空间因素引起选择压力变化的空间因素 地理位置不同 日关照射的强度 辐射量的多少 大气湿度 温度 选择压力空间变化 北极狐 赤狐 大耳狐 密度增加密度增加 自然选择压力增加（或降低）自然选择压力增加（或降低） 密度降低密度降低 自然选择压力降低（或增加）自然选择压力降低（或增加） 密度效应（密度效应（density effectdensity effect） 1 1对种群内某些个体虽不利，但对种群本身无不良影响对种群内某些个体虽不利，但对种群本身无不良影响 2 2对种群内个体和种群本身都产生不良影响对种群内个体和种群本身都产生不良影响 3 3 密度制约性与自然选择密度制约性与自然选择 死亡率与死亡率与人口密度人口密度 ： D=kND=kN c c lnDlnD= =lnk+ClnNlnk+ClnN 种内斗争与种群密度 种群密度增加引起的不利影响 种内竞争或斗争 第三节 种群的生态适应与生态对策 趋同：趋同：不同物种不同物种生活在生活在相同的环境相同的环境下，经过长期的进下，经过长期的进 化，在化，在外部形态上外部形态上表现出的表现出的相似结构相似结构 趋异：趋异：同一物种同一物种生活在生活在不同的环境不同的环境下，形成了下，形成了不同的不同的 形态结构、生理特征、适应方式形态结构、生理特征、适应方式和和途径途径等等 趋同趋同 生活型生活型 生物对综合环境条件长期适应的结果生物对综合环境条件长期适应的结果 外部形式外部形式 趋异趋异 生态型生态型 属于同一物种的不同种群中可能的种属于同一物种的不同种群中可能的种 内变异有发展为同类群间差异的可能性内变异有发展为同类群间差异的可能性 种群的生态对策 生态对策(bionomic strategy)（生活史对策life history strategy ）：生物在进化过程中，对某一 些特定的生态压力所采取的生活史或行为模式，称生 态对策。 繁殖对策 取食对策 避敌对策 扩散对策 r对策和K对策 r-对策和K-对策 r-对策(r-strategy)：生活在条件严酷和不可预测环境中， 种群死亡率通常与密度无关，种群内的个体常把较多的能量 用于生殖，而把较少的能量用于生长、代谢和增强自身的竞 争能力。 K-对策(K-strategy)：生活在条件优越和可预测环境中，其 死亡率大都取决于密度相关的因素，生物之间存在着激烈的 竞争，因此种群内的个体常把更多的能量用于除生殖以外的 其他各种活动。 r-K连续体（r-K continuum）:r-选择和K-选择是两个进化 方向的不同类型，从极端的r-选择到极端的K-选择之间有许 多 过渡类型，有的更接近于r-选择，有的更接近于K-选择 ，两者间有一个连续的谱系， 称r-K连续体。 r对策、K对策种群特征 r对策种群K-对策种群 气候多变、不确定、难预测稳定、较稳定、可预测 死亡率常是灾难性的、无一定规律，非密度制约的比较有规律、密度制约的 存活曲线属Deevey划分型属、型 种群密度多变的、不稳定的，通常低于环境容纳量K值，群落中不 饱和部分是生态真空的，每年重新移植 稳定的，种群平衡，密度通常在K值临近 ，在群落中常处于饱和状态 种内、种 间竞争 变动性大，通常不紧张经常保持紧张 选择倾向1.发育迅速 2.高增长力 3.提早生育 4.体型小 5.单体繁殖 1.发育缓慢 2.高竞争力 3.延迟生育 4.体型大 5.多次生育 寿命短，通常少于一年长，通常大于一年 最终结果高生育力高存活率 r-r-对策和对策和K-K-对策种群的增长曲线比较对策种群的增长曲线比较 S是稳定平衡点 X是绝灭点 r、K对策的正反馈强化 1 1 性现象以及性的起源性现象以及性的起源 2 2 性分化及其进化性分化及其进化 3 3 性分配及性比率性分配及性比率 4 4 性选择性选择 5 5 动物的婚配与亲代抚育行为动物的婚配与亲代抚育行为 第四节 性生态学 1 性现象以及性的起源 性：生物的最基本特征之一,除了一些低等生物外， 几乎所有的生物都有性的分化（雄性和雌性之分） 并且具有有性生殖的方式。性主要功能是生殖。 有性生殖普遍存在于真核生物的主要原因是有性生殖所 有的优越性能补偿有性生殖的代价，因此才能通过自然选 择而在大多数生物种群中得以保持。 1.能导致种群内遗传变异的增大 优越性 2.有利于提高种群的进化速率 3.是修复有害基因的一种方式 2 性分化及其进化 性别决定说性别决定说 性染色体：与性别性状联系起来的染色体 性染色体的核心：性染色体上除了存在一些与性别决 定无关的基因之外，还存在性别决定基因，这些基因控 制决定胚胎早起原始生殖细胞组成性原基的分化发育。 性器构成说：在胚胎发育早期，主要由性腺在体内所产 生的激素反复循环地影响着雌、雄胚胎的体特征。 不具有广泛的代表性 性器构成说 缺陷 在不同动物中大不相同 性别分化性别分化: : 受精卵在性别决定的基础上，进行雄性或雌性性状受精卵在性别决定的基础上，进行雄性或雌性性状 分化和发育的过程，它与环境有关。一般有性别分化分化和发育的过程，它与环境有关。一般有性别分化 的生物，幼体都有可能向雌、雄两方面发育。的生物，幼体都有可能向雌、雄两方面发育。 决定因素决定因素 温温 度度 行行 为为 营营 养养 3 性分配与性比率 性分配主要是研究资源在雌、雄两性之间的最适 分配问题，包括性比，雌、雄同体动物内资源在卵子 和精子之间的分配，雌、雄同体动物内性别转变的时 机等。 1.取决于局部竞争的激烈程度 2.物种生活史的影响 两性分配不均两性分配不均 3.亲代状况的影响 4.种群整体的性比率 4 性选择 性选择：性选择：在自然界生物的生殖过程中，异性个体在自然界生物的生殖过程中，异性个体 之间是有选择性的，包括对异性的体形、颜色、之间是有选择性的，包括