第二十章-动物进化

1、 动物进化型式与种系发生大进化：大进化：定义：染色体组水平上的突变导致了新物种形定义：染色体组水平上的突变导致了新物种形 成的进化过程。成的进化过程。研究内容：研究物种及其以上分类单元的起源、研究内容：研究物种及其以上分类单元的起源、 进化因素、形式、速度及灭绝规律。进化因素、形式、速度及灭绝规律。小进化：小进化：定义：种内微小突变的积累导致的进化过程。定义：种内微小突变的积累导致的进化过程。研究内容：个体及群体水平上的遗传突变、自然研究内容：个体及群体水平上的遗传突变、自然 选择随机漂变。选择随机漂变。进化形式进化形式线系进化：进化过程中，一个物种沿线系进化：进化过程中，一个物种沿 “直线直

2、线”方式逐渐演变为另方式逐渐演变为另 一个种一个种(以时间顺序为横坐以时间顺序为横坐标，物种的形态和功能的改变为纵坐标所标，物种的形态和功能的改变为纵坐标所结成的线性关系。倾斜度代表该线系的进结成的线性关系。倾斜度代表该线系的进化速度。化速度。趋同进化趋同进化：两个不同的物种和类群，由于生活两个不同的物种和类群，由于生活 环境极为相似，经选择作用，出现环境极为相似，经选择作用，出现 相类似的性状相类似的性状例子：蝶翅与鸟翼例子：蝶翅与鸟翼 鲸与鱼类的流线型体形以及相似的附肢鲸与鱼类的流线型体形以及相似的附肢平行进化：平行进化：两个不同类群的动物生活于极为相似两个不同类群的动物生活于极为相似 的

3、环境中，且具有相似的一些生活习性，的环境中，且具有相似的一些生活习性， 而造成一些对等的器官出现相似的性状而造成一些对等的器官出现相似的性状 和行为。和行为。平行进化与趋同进化的区别：平行进化与趋同进化的区别：平行进化：后裔相似度平行进化：后裔相似度=祖先相似度祖先相似度趋同进化：后裔相似度趋同进化：后裔相似度祖先相似度祖先相似度停滞进化：停滞进化：一个物种的线系在一个很长的时一个物种的线系在一个很长的时 间内无前进进化和分支进化。间内无前进进化和分支进化。例子（一些活化石种类）：腔棘鱼等，在几例子（一些活化石种类）：腔棘鱼等，在几 百万年的时间内只有轻微的改变百万年的时间内只有轻微的改变趋异

4、进化：趋异进化：同一祖先线系分支出同一祖先线系分支出2个或多个线个或多个线 系的进化型式。系的进化型式。适应辐射：在较短时间内，由一祖先线系经辐适应辐射：在较短时间内，由一祖先线系经辐 射分支而形成的多支密集的线系从。射分支而形成的多支密集的线系从。适应辐射的两种可能模式：适应辐射的两种可能模式：1.渐进式：物种的形态改变匀速、恒定、渐进渐进式：物种的形态改变匀速、恒定、渐进2.断续式：物种的形态改变是不匀速、是稳定断续式：物种的形态改变是不匀速、是稳定 与跳跃的统一与跳跃的统一绝灭：绝灭：物种的消亡，进化线系的终止或替代物种的消亡，进化线系的终止或替代种系的发生：种系的发生： 从进化的观点来

5、看，整个动物界可以回溯到一从进化的观点来看，整个动物界可以回溯到一个共同祖先，而将现实生存的与曾经生存过的种类个共同祖先，而将现实生存的与曾经生存过的种类按照其亲缘关系的远近互相连接起来组成一个动物按照其亲缘关系的远近互相连接起来组成一个动物进化系统即构成了一个种系发生树。进化系统即构成了一个种系发生树。 不同的研究者对于种系发生树的设计各有不同。不同的研究者对于种系发生树的设计各有不同。back（2 2）一切生物均具有巨大的繁殖力；）一切生物均具有巨大的繁殖力；（3 3）生存斗争；）生存斗争；（4 4）自然选择或适者生存；）自然选择或适者生存；（5 5）长期、多代的自然选择，变异积累逐渐）长

6、期、多代的自然选择，变异积累逐渐 形成新物种；形成新物种；（6 6）生物永远在发展进化之中，不会长期停）生物永远在发展进化之中，不会长期停 留在一个水平上。留在一个水平上。n 自然选择导致生物进化生物进化是指地球上的生命从最初最原始的形式经过漫长的岁月变异演化为几百万种形形色色生物的过程。 所谓自然选择实质上是自然环境导致生物出现生存和繁殖能力的差别，一些生物生存下去，另一些生物被淘汰。n 物种形成的机理 物种不但是生物分类的单元，更是遗传生殖和进化的单元。 种群是同一物种的一群个体，享有共同的基因库。同一种群生物个体之间的交配便造成了彼此间的基因交流并保持着基因库的稳定。 Darwin将某些

7、地理障碍如大的山脉、峡谷、海洋等把生物相互隔开称为地理隔离。 地理隔离造成小种群间基因交流的阻断使基因库的差异越来越大，最终出现了生殖隔离，即不同小种群间的个体不能彼此交配和产生有生殖能力的后代。 群体含有因随机（即无适应方向的）突变和重群体含有因随机（即无适应方向的）突变和重组而产生的遗传变异；组而产生的遗传变异； 群体由于随机遗传漂变、基因流动特别是自然群体由于随机遗传漂变、基因流动特别是自然选择，能引起基因频率的改变而发生进化；选择，能引起基因频率的改变而发生进化； （虽然有些具不连续效应（虽然有些具不连续效应的等位基因可能占优势，如某些斑的多态现象）；的等位基因可能占优势，如某些斑的多

8、态现象）； 现代综合进化论的主要原理有：的主要原理有：生物进化的证据和历程生物进化的证据和历程 1.1 生物进化的化石证据1.1.生物进化的证据生物进化的证据菊菊 石石海百合化石菊菊 石石海星化石海星化石l 化石记录显示，越老的地层，生物形态越简单；越新的地层，生物形态越复杂。页 岩l地质历史及其中的化石记录雄辩地证明，生物是进化的，复杂的生物是从简单的生物进化来的，陆生生物是从水生生物进化来的。1.2 生物进化的其它证据 生物地理学是研究物种地理分布的科学。正是生物地理学最早为Darwin提出的物种形成和生物进化提供了证据。 例：各种有袋哺乳动物如袋鼠仅仅居住在澳大利亚，而澳大利亚胎生哺乳动

9、物非常稀少。 生物种群的进化一方面受环境选择的作用，另一方面在一定的区系内进行。 对不同种群生物的个体解剖结构进行比较。 在一些不同种群生物中，某些器官即使行使不同功能，它们在解剖结构上也具有相同或相似性，反映出这些生物之间具有的亲源关系和从某个共同祖先进化来的轨迹。 退化器官痕迹、反祖现象 比较胚胎学即不同生物胚胎发育过程的变化研究也揭示了一些不同的生物是由同一个祖先进化而来的事实。 亲源关系相近的生物在它们发育过程中有相同的发育阶段。（重演）龟龟鸡鸡老鼠老鼠人人 遗传密码的通用性说明，自然界所有生命形式都是相互关联的。 亲源关系近的生物，其DNA或蛋白质有更多相同性。反之亦然。 利用分子生

10、物学技术对不同生物同种蛋白的氨基酸序列分析是一种分析和判断生物之间亲源关系和进化顺序的先进手段。 除了蛋白质氨基酸序列的分析外，DNA同源序列分析和DNA多态性分析等也已成为判断生物之间亲源关系和进化顺序的常用手段。 例：人类与其他几种脊椎动物血红蛋白多肽链的氨基酸序列差别同源器官同源器官不同类群动物的某些器官不同类群动物的某些器官有时在外形上不同有时在外形上不同,功用也不同功用也不同,但其基本但其基本结构和胚胎发育的起源却相同。如鱼类结构和胚胎发育的起源却相同。如鱼类的胸鳍、鸟类的翼和兽类的前脚以及人的胸鳍、鸟类的翼和兽类的前脚以及人类的手臂等前肢的各种形态。类的手臂等前肢的各种形态。同功器

11、官同功器官形态和功能相似而起源和形态和功能相似而起源和构造不同的器官，如昆虫的翅由胸板和构造不同的器官，如昆虫的翅由胸板和侧板的一部分扩张而成，鸟的翼由前肢侧板的一部分扩张而成，鸟的翼由前肢变型而形成，但都是飞行器官变型而形成，但都是飞行器官。痕迹器官痕迹器官动物体在进行过程中，某动物体在进行过程中，某一或某些器官退化为无用处的器官，称一或某些器官退化为无用处的器官，称为为“痕迹器官痕迹器官”，如人的盲肠、阑尾、，如人的盲肠、阑尾、耳肌、尾椎骨等。痕迹器官的存在，是耳肌、尾椎骨等。痕迹器官的存在，是生物进化的证据之一。生物进化的证据之一。适应辐射适应辐射一种进化现象，指同一类一种进化现象，指同

12、一类生物分化为多种不同类型，以适应于不生物分化为多种不同类型，以适应于不同环境的现象。例如：哺乳类大部分适同环境的现象。例如：哺乳类大部分适应于陆地生活，但有适于空中生活的，应于陆地生活，但有适于空中生活的，如：蝙蝠；有适于地下生活的，如鼹鼠，如：蝙蝠；有适于地下生活的，如鼹鼠，有适于水中生活的，如鲸。有适于水中生活的，如鲸。趋同趋同亲缘关系较远的异种生物，亲缘关系较远的异种生物，因所处的生活环境相同，显现相似因所处的生活环境相同，显现相似的形态特征，例如：哺乳类的鲸，的形态特征，例如：哺乳类的鲸，生活在水中，体形似鱼、前肢呈鳍生活在水中，体形似鱼、前肢呈鳍状与鱼鳍相似。状与鱼鳍相似。平行律平

13、行律一般是指两个不同的类群的动一般是指两个不同的类群的动物生活于极为相似的环境中，具有一些共物生活于极为相似的环境中，具有一些共同的生活习性，而造成一些对等的器官出同的生活习性，而造成一些对等的器官出现相似的形状和相似的行为。如有袋类的现相似的形状和相似的行为。如有袋类的大袋鼠和啮齿目的跳鼠都过地面的跳跃生大袋鼠和啮齿目的跳鼠都过地面的跳跃生活，它们都具有较长的后肢，它们的尾都活，它们都具有较长的后肢，它们的尾都具有平衡与支持身体的作用。具有平衡与支持身体的作用。不可逆律不可逆律动物在进化过程中所丧动物在进化过程中所丧失的器官，即使后代又回到了祖先的失的器官，即使后代又回到了祖先的生活环境，也

14、不会失而复得。如鲸，生活环境，也不会失而复得。如鲸，虽然生活在水中（回到了祖先的生活虽然生活在水中（回到了祖先的生活环境），但它的呼吸器官仍然是肺，环境），但它的呼吸器官仍然是肺，而不可能回复鳃的结构。而不可能回复鳃的结构。停滞进化停滞进化一些物种在几百万年或一些物种在几百万年或相当长的时间中基本保持相同，没有相当长的时间中基本保持相同，没有前进进化，也无分支进化，可称为前进进化，也无分支进化，可称为“活化石活化石”。如北美的负鼠，鲎和总。如北美的负鼠，鲎和总鳍类的现存种类腔棘鱼。这些物种在鳍类的现存种类腔棘鱼。这些物种在几百万年中只有非常轻微的改变。几百万年中只有非常轻微的改变。物种物种 “ “种种”, ,具有一定形态特具有一定形态特征和生理特性以及一定的自然分布征和生理特性以及一定的自然分布区的生物类群。是生物分类的基本区的生物类群。是生物分类的基本单位，位于属之下。一个物种中的单位，位于属之下。一个物种中的个体一般不与其他物种中的个体交个体一般不与其他物种中的个体交配，或交配后一般不能产生有生殖配，或交配后一般不能产生有生殖能力的后代（生殖隔离）。能力的后代（生殖隔离