第6章物种问题与保护-李景文.ppt

物种的形成与灭绝 问题 有人说把我国动植物保护红皮书的物种保护好 就不会有物种灭绝的现象发生 对此加以评论 1掌握物种的概念一般概念和理解不同物种概念的局限性2理解物种的形成机制和模式3掌握物种灭绝概念和种类以及灭绝的因素4理解物种的形成和灭绝规律在保护物种的作用 重点内容 什么是物种 一 有关物种的概念1物种的一般概念 物种指的是基本特征相似并能在彼此间相互交配产生可育后代的个体群 2形态学物种 Morphospecies 根据生物间的形态相似性和差异来判断其在分类上的归属 形态学标准 通常是根据生物体的形态 生理 行为特征按照一定的标准进行归类的 所以也叫做物种的形态标准 问题 形态学标准是否存在局限性 形态学标准局限性 彼此间形态上差异较大的同种个体有可能归入不同物种 形态结构上相似的异种个体有可能归入同一物种 物种不是个固定的静止的单位 而是进化过程中的一个动态实体 随着环境变化的渐变群 步入芒果世界 鸟类两性的差异 3生物学物种 Biologicalspecies 杜布赞斯基认为 物种是彼此间能进行基因交换的生物个体的集群 而集群间的基因交换确因不同形式的生殖隔离机制而受阻 Mayr 1970 物种就是彼此能相互交配的自然群体集群 集群间则表现出生殖隔离 共同点 将生殖隔离作为区分物种的重要标准 生物学物种定义的局限性没有尺度标准 仅适用于进行有性生殖的异交生物 它既不适用于单纯无性繁殖的生物 也不适用于雌雄同体自交的生物 没有区分物种的形态学标准 对于从事保存标本和分类工作的古生物学家或分类学家来说 生物学物种定义没有用 美丽的蝴蝶标本 怎样知道你们之间是否存在生殖隔离呢 恐龙 化石 4进化物种 evolutionaryspecies 物种是具有同一祖先来源的个体组成的 它们能保持自己的特征 基因型相似 而不同于其它的具有同一祖先来源的个体群 5物种的概念与物种保护 采用不同的物种概念 对于物种的保护可能有不同的影响 每个物种类型内的变异应是我们在物种保护时必须考虑的 正确的估计生物多样性状况 小结 1物种是客观存在的生命单位2物种分类有形态学和生物学等标准 而两类标准在实际应用中都具有局限性3物种问题的复杂化说明它们不是林柰所描述的那种完全独立的生物个体 而是在进化过程中逐渐变化 形成一个连续演变的渐变群 导致目前在定义和分类上的困难 4物种的定义 物种指的是基本特征相似并能在彼此间相互交配产生可育后代的个体群 物种是怎样形成的 形成的机制是什么 物种形成的含义 概念 一个物种内部分异而产生新种的过程 称为物种形成 二物种形成 Speciation 一 物种形成机制1隔离机制 Isolation 1 隔离机制的提出 隔离机制 一词首先是由Dobzhansky 1937 提出的 他认为 物种间都存在一套重要的分布和表型的生物状态 这些状态能区分开两个不同的物种 他们在生殖上相互隔离 2隔离的种类 地理隔离 大的尺度 小的尺度 生殖隔离 地理隔离结果 3地理隔离 1 概念 geographicisolation 由于所栖居的地理区域不同而导致群体间彼此发生隔离的现象叫地理隔离 2 导致地理隔离因子距离隔离 动物 相距甚远的青蛙不能相互交配植物 产生渐变群空间隔离 河流 山脉或沙漠造成的 广布种 地质变化 大陆漂移 冰川作用 澳洲动物演化 存在地理隔离是否就能够形成新的物种呢 4生殖隔离 1 合子前隔离机制 无法形成合子季节隔离行为隔离机械隔离配子不亲和 2 合子后隔离机制杂种无生活力或过衰弱杂种不育杂种衰弱 合子前隔离机制季节隔离 Seasonalisolation 诗云 季节隔离在动物界和植物界都普遍存在 例如 蟾蜍繁殖季节差异 植物花粉成熟期差异能导致物种间的隔离 行为隔离 行为隔离 behaviorisolation 行为隔离有时也叫做心理隔离 或者有性隔离 这种类型的隔离仅限于动物界 机械隔离 机械隔离也是合子前隔离机制的一种类型 它在许多节肢动物中起重要作用 机械隔离包括体型大小的差异 外生殖器的大小和形态差异 昆虫的这些差异具有明显的特异性 因而可将其作为一种重要的分类特征 兰科植物等的花和柱头裂口的形状和大小 也是阻止异种交配的有效机制 兰科植物花多样性 配子不亲和 配子不亲和导致合子不能形成 这方面的例子较多 植物界也有类似反应 主要表现为一些种的花粉粒不能在其它物种的柱头上萌发 这类现象有时也叫做 生理隔离 2 合子后隔离机制合子无生活力杂种个体不育马与驴杂交产生的骡子就是其中一例杂种个体生活力低如 可育性低 繁殖力低 或者由于杂交重组打乱相互适应的基因复合体而产生适应性很差的个体等 各物种生殖隔离种类是否唯一 骡子 物种形成的种类与过程是怎样的 二 物种形成模式1新物种发生有两种主要方式渐变式物种形成 Gradualspeciation 1 线系物种形成 2 物种增殖 Multiplicationofspecies 或真正物种形成爆发式物种形成 Suddenspeciation 2物种形成的步骤 地理隔离生物在原分布区是没有阻止个体间交流的障碍的 生物有不断扩展其分布区的趋势 可能在进入新分布区形成地理上的阻隔独自进化环境的差异可能导致生物独自进化生殖隔离进化所形成的生殖隔离使得新种形成 扩展分布区 地理隔离 独自进化 生殖隔离 形成2个物种 即使遭遇已经不能相互配育 3异域性物种形成 捕鼠蛇物种分化 3邻近物种形成利用彼此不同但又近邻的生境 与原物种的其余部分有生殖隔离 就可能形成新物种 这种物种形成方式叫做邻近物种形成异地物种形成中种群分化发生于生殖隔离之前 而在邻近物种形成中这两个过程则是同步或接近同步的 如植物 掘地啮齿类 不能飞的昆虫等 扩展分布区 独自进化 生殖隔离 形成2个物种 即使遭遇已经不能相互配育 4邻域性物种形成 部分的地理隔离存在基因交流屏障 如生物的运动能力及繁殖体传播能力差 芦苇的物种分化 4同地物种形成一个未经分化的群体 其某些部分间发生隔离从而演化为新物种的过程 叫同地物种形成 同地物种形成是一种稀有现象 植物寄生虫的昆虫寄生生物由原寄主迁移到新寄主的简单过程 就可能导致生殖隔离 生境选择差异食物选择差异宿主选择差异 独自进化 生殖隔离 形成2个物种 即使遭遇已经不能相互配育 无地理隔离但生态位产生差异 虽有基因交流的可能但生境食物等习性阻止了交流 5同域性物种形成 达尔文雀是大约1亿年前从南美大陆迁到GalapagosIs 进化成14种 人为影响所造成环境破碎化与地理隔离对于物种分化的影响有何不同 三物种灭绝 Extinction 一 物种灭绝1 概念 所谓灭绝就是一个物种或一个种群不能够通过繁殖自我维持 下列任一情况发生时即发生灭绝 一是最后一个个体死亡 二是当剩下的个体不能够产生有生命或有繁殖能力的后代 2灭绝的种类 1 常规灭绝 Normalextinction 在整个生命史上 绝灭亦如种形成一样作为进化的正常过程 以一定的规模经常发生 表现在各不同分类类群中部分物种的替代 即新种产生和某些老种消失 这是常规灭绝 2 集群灭绝 massextinction 在生命史上发生过的非正常的大规模的灭绝事件 在相对较短的地质时间内 一些高级分类类群整体消失了 这是所谓的集群灭绝 3目前对于灭绝概念的认识 1 一般意义的灭绝 2 野生灭绝 3 局部灭绝 4 生态灭绝 野生灭绝 一个物种的个体是被养殖 Incaptivity 或在人工控制条件下存活 在野生条件无个体存在 如富兰克林树 中国的麋鹿等 局部灭绝 一个物种在其栖息过的某些分布区无个体或繁殖种群存在 但在其他地区有发现 长臂猿 湾鳄 生态灭绝 如果一个物种的种群数量减少到对于生物群落其他物种以及生态系统结构和功能及动态的影响很小甚至可以忽略 二 生物进化史中的6次物种大灭绝事件 三 引起物种灭绝的因素1生物因子 内在机制 竞争与捕食 海南岛为何缺乏大型动物 三 引起物种灭绝的因素1生物因子 寄生与疾病 五彩蟾蜍 harlequintoad 生活在哥斯达黎加和巴拿马 因为真菌性疾病 现在已经处于灭绝的边缘 2大时间尺度灭绝环境因素 1 物种灭绝与缓慢的地质变化 2 物种灭绝和气候变迁 3 物种灭绝和灾变事件 4 海退现象对生物影响 5 火山爆发和造山运动所引发的生物大灭绝 6 来自太阳系的灾变事件和地球生物的大灭绝 龙血树 dragontree 在也门索科特拉岛 适合生存于潮湿的季风型气候中 但气候的变化 使它的生存受到威胁 渡渡鸟的灭绝原因 3人类活动对生物区系的巨大冲击 首先表现直接影响过渡捕猎对地球生态系统的巨大改变 人类的间接影响也是巨大的 生境丧失 退化与破碎盲目引种环境污染 圣赫勒拿岛红杉 植物 活化石 小型基因库 可以作为一种优质的木材 因为早期定居者的过度开采 现在也面临消失的危险 马达加斯加狐猴 森林的过渡砍伐 栖息地不断变小 这一可爱的动物被人类打入了黑名单 帕里拉雀 Palila 仅仅发现于夏威夷的一种鸟类 因为猛兽偷食鸟蛋 幼鸟和森林中的过度放牧 现在濒临灭绝 锯缘箱龟 keeledboxturtle 生活在东北印度到老挝 越南 南中国一带 因为大量地被人们捕上餐桌 而濒临灭绝 鬣蜥 栖息于波多黎各全境 人类的猎捕 使它们命运难保 大齿锯鳐 largetoothsawfish 发现于西太平洋 因捕渔业的威胁 面临消亡 物种灭绝的现状 1 世界物种灭绝现状IUCN最近的统计表明 5 20 的脊椎动物和树木物种面临绝灭的威胁 1960年以来地球上有记录的动植物灭绝的数目 动物界的辛德勒名单 4中国物种灭绝现状中国动植物种类中有总物种数的15 20 受到威胁 高于世界10 15 的水平 近50年来 约有200种植物灭绝 高等植物中濒危和受威胁的高达4000 5000种 占总数的10 20 近百年来 约有10余种 动物绝迹 大熊猫 金丝猴 东北虎等20余种珍惜物种又