《物种形成的形式》PPT课件.ppt

物种形成的形式,请同学们先看看下面这些图片：,小型地雀,中型地雀,大型地雀,小型食虫树雀,中型食虫树雀,大型食虫树雀,尖嘴地雀,仙人掌地雀,大仙人掌地雀,似啄木鸟雀,鸣禽雀,思考：,以上这些图片是加拉帕戈斯群岛上的达尔文山雀（反舌雀），它们的个体大小、羽毛的颜色非常相似，但这些山雀的喙在形状和大小上却有明显的不同。整体的相似性表明其有共同祖先 ，可为什么后来会形成这么多的新物种呢？现在就让我们一起来探索一下物种形成的奥秘吧！,物种的概念：,物种是指分布在一定的自然区域，具有一定的形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能够产生出可育后代的一群生物个体。这就是说，不同物种之间一般是不能交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代，即存在生殖隔离。如马和驴杂交生下的杂种骡是不能生育的。,马,驴,骡,物种形成,1、定义：物种形成是一个物种内部分异而产生新种的过程，对于有性生殖的生物，同种的一群个体获得与同种其他个体生殖隔离的过程，就是物种形成。 2、物种形成的过程：在一个较大的群体中，各个亚群生活在有微小差异的环境中，不同的亚群可能出现微小的差异。如果各亚群之间相互杂交的频率降低，各亚群之间的差异会逐渐明显，这时，便产生了亚种。当各亚群之间的交配被截断后，每个亚种会各自进化。由于每个亚种受不同选择压力的作用，因此，各亚种之间的差异越来越明显，最后成为不同的物种。这些不同的物种将来即使能够相互接触，也不再能互相交配，成功地生殖。,物种形成的形式,根据不同的标准，物种形成的形式可按两种方法划分： 第一种分法： 第二种分法：,第一种分法：,依据：根据群体初始分化和生殖隔离完成过程中的地理分化分布情况进行划分。 生物学家早就注意到地理因素在物种形成中的作用。1981年，P.M.哈蒙德将与物种形成有关的地理因素分为13种情况，并归纳为4种模式。如下表：,由此，可以大致分为3种不同的物种形成的形式：,1、异地种形成，即分布区不重叠。是指形成不同的种的原群体由于某种地理隔离因素而被分隔 。 2、邻地种形成，即分布区相邻。是指形成不同种的原群体之间有不完全的地理隔离。 3、同地种形成，即分布区重叠。是指形成不同种的原群体在地理分布上是连续的 。,1、异地种形成（allopatric speciation）,异地种形成一般是由原分布区连续的祖先种，由于诸如江河、山岭、沙漠等障碍物而从一个较大的群体逐渐分离出来。这些障碍物阻止已分离开的群体之间的基因交换，即产生了地理隔离。再加上它们所处环境的差异，从而通过自然选择的作用，种群的遗传结构发生变化，种群间的遗传差异随时间推移而增大，形成了不同的“地理族”，即亚种；亚种之间进一步分化，直到产生生殖隔离，便导致异地种形成。,异地物种形成图解：,异地物种形成过程通常是长时间的，不可能自始至终直接观察到。这种物种形成方式的提出，多半是根据间接的证据。“达尔文地雀”的发现和东北虎与华南虎亚种的形成，是物种通过地理隔离、导致生殖隔离而形成新种的典型例子。,（1）达尔文地雀（Darwins finches）,达尔文地雀是加拉帕戈斯群岛上4属，14种雀科鸣禽的统称。14种雀分布在群岛的13个岛上，各岛分别具有其中的310种。它们形态上大同小异（主要是喙的差别较大），但都与南美大陆的种类相似。根据现有材料推测，祖种地栖、以种子为食，来自南美大陆，通过地理隔离，逐渐分化发展成4属，14种。4属代表3个支系。,（2）东北虎与华南虎,东北虎,华南虎,2、邻地种形成（parapatricspeciation）：,邻地种形成的过程与异地种形成大致相同，不同之处是在初始种群分布的邻接区，种群间有一定程度的基因交流。但由于初始种群分布中心区之间的基因交流很弱，因而种群间的遗传差异也会随时间推移而增大，最终导致邻地种形成。此外，这种新种形成方式可能需要更多的时间。,某些间接的证据可以说明相邻的种形成方式的存在。例如由呈环链状分布的若干亚种组成的所谓“环布种”，相邻的亚种之间有部分的基因交流，环链两端的亚种之间可能分布重叠，但往往不能互相杂交或杂交不育（生殖隔离）。一个典型的实例就是环绕北极的鸥，它是由若干亚种组成的，更新世以后分布于北太平洋的亚种越过北美和北大西洋而与西欧的亚种相遇，但仍保持显著的差异而不婚配,北极鸥,3、同地种形成（sympatric speciation）,在没有地理隔离的情况下，仍然存在着把一个物种在同一地域的个体分成两个生殖隔离的种群的途径。 可将同地和邻地的种形成归纳为两种可能的方式：,两阶段的种形成过程。 在一个遗传上连续的群体之内首先发生种内分异，经过相当长时间的种内分异的积累而最终在群体内产生生殖隔离的新种。,如：对于寄生生物，通过寄生在不同种类的寄主并形成寄主专一性，结果就使得寄生于不同寄主的个体被隔离开来了。,一步“跳跃”的过程。 新种不经过种内分异，从母群体中突然产生，即通过染色体突变或基因突变或其它机制在较短时间内产生与母群基因交流阻断的新类型或新种，一举而达到生殖隔离。,如：一些被子植物通过十分特殊的传粉者授粉繁殖，当种群中的某些个体出现变异，使花的形态发生变化，便能引起传粉者某种程度的偏爱；这种选择又会进一步改变花的形态，使种群发生分化，最终导致分化个体之间的生殖隔离,第二种分法：,根据种形成的过程的特点，可区分为出两种不同的种形成方式： 渐变的种形成， 量子种形成。 异地和邻地的物种形成过程一般是渐变的，同地物种形成过程往往是“跳跃”的，瞬时性的或骤然性的，即“量子种形成”方式。,介绍一种常见的量子种形成的变化机制：,染色体加倍：在一些植物中，就有通过染色体加倍形成多倍体新物种的情况，据估计，被子植物有不少种类就是这样起源的：两个物种杂交产生杂交种，然后杂交种染色体加倍便能产生能够生育的多倍体新种。科学上已经通过染色体加倍，用人工的方法合成了与普通小麦相似的新种，其形成过程如右图：,关于物种形成的争论：,关于物种形成的形式是渐变论者与间断平衡论者之间争论的焦点。渐变论者认为渐变的种形成是一般的、普通的，快速、跳跃式的种形成是极特