云南大学普通生态学笔记叶辉.doc

生物种及其变异与进化 种群个体存在遗传差异，这种差异构成种群进化的基础。进化过程可理解为种群基因频率在世代过程中发生变化的过程。 种群个体的基因型及表现型是种群质的特征，在与环境相互作用过程中，种群基于基因型及表现型的改变，影响其数量或空间的变化。 基因型 种群内每一个体的所有基因的组合 表现型 基因型在环境作用下的外在表现，如生物的形态、结构和功能等 1. 物种基本定义 共有遗传基因库，与其它物种在自然条件下具有生殖隔离；形态上的相似性大于种间的相似性；可视为是由内聚因素（生殖、遗传、形态、生态、行为等）联系起来的个体的集合。 物种是进化的单位，对不同生境的适应进化可以分化形成新的物种；物种是生态系统的功能单位，在生态系统中占有特定的生态位 2 物种的遗传变异与选择 2.1 基因、基因库和基因频率 生物体的遗传信息由基因所携带；在二倍体生物中，每条同源染色体上的座位上有一个等位基因，等位基因可是相同的、或不同的；若两个等位基因相同，该个体在该座位上被称为是纯合的，否则为杂合的； 表现型可能由不同座位上的多个基因所控制，如果表现型由一对等位基因所控制，当两个等位基因在表现型中都得到表达，则该基因称为共显性的；若仅有其中一个等位基因在表达型中得到表达，则该基因为显性基因，而另一个为隐性基因 基因库 种群内全部个体的所有基因的总和；个体所携带的基因随死亡或迁出而从基因库中消失，新的基因通过突变或迁入而进入到基因库中 基因型频率 种群内每个基因型所占的比例 基因频率 不同基因在种群中所占的比例 哈迪-温伯格定律（Hardy-Weinberg Law）在一个巨大且随机交配的种群中，在没有选择、突变以及迁移等其他因素干扰的情况下，该种群的基因频率和基因型频率将世代保持稳定不变。 2.2 变异、自然选择和遗传漂变 (1) 变异 变异既是进化的产物又是进化的根据；变异包括遗传物质的变异、基因表达的蛋白质（酶）的变异以及表现型的数量性状的变异；大部分变异是以遗传物质为基础 遗传物质的变异 基因突变和染色体突变；前者如碱基缺失、加成、置换和重排等，基因突变可能会改变所编码的氨基酸；后者包括染色体结构和数量的改变，如染色体畸变和多倍体形成等 表现型数量性状的变异 主要受不同环境条件影响的结果；表现型呈多态现象表明该性状由一个以上的等位基因所控制 由于环境选择压力的空间变化导致种群在不同地区发生的变异称为地理变异；表现型特征或等位基因频率逐渐改变的种群为渐变群；如果环境选择压力在地理空间上不连续，则会形成地理亚种，亚种之间可以交配 (2) 自然选择 自然选择 基于生物体对环境的适应能力，（可通过存活力和生殖力反映出来），种群基因型的优胜劣汰的过程；自然选择以种群个体的遗传变异为基础 适合度 种群或个体遗传特征对环境适应能力的量度，为相同基因型个体的平均生殖率和存活率之积 (W=ml) 相对适合度 反映不同基因型在适合度上的差异程度；随着相对适合度增大，选择系数减小，自然选择强度下降 选择系数（S） 可为自然选择强度的指标，由基因型的相对适合度（W）确定的，随后者的下降而线性增强, S=1-W （3） 遗传漂变 遗传漂变 用自然选择不能解释的基因频率变化，在种群中是随机变化，仅偶尔出现；与不能随机交配，基因不能完全自由分离和组合有关 遗传漂变发生于任何种群中，但遗传漂变的作用随种群增大而减小，在小种群中遗传漂变的影响得到放大，可能会改变种群的遗传组成；该类遗传变异可能在种群中固定下来，也可能在种群中消失 自然选择与遗传漂变都将推动种群进化 自然选择的作用越强，则遗传漂变的作用越弱，当其大于10倍以上时，后者的作用可忽略不计 2.3 遗传瓶颈和建立者效应 （1） 遗传瓶颈 当种群数量因某种原因而急剧下降，则可以视为种群正经历数量上的瓶颈；经历数量瓶颈的种群，其基因库减小，遗传变异下降，基因频率也将发生相应变化。在这种情况下，遗传漂变的作用可能会导致某些基因的丧失，甚至整个种群的灭绝。 （2） 建立者效应 建立者种群 当少数个体进入新的生境而建立起来的一个新的种群；建立者种群仅携带母种群基因库的部分基因，类似于从原基因库中的一次抽样 建立者效应 由于建立者种群与其母种群的生境差异、选择压力不同，两者之间的遗传差异将越来越大，建立者种群和与其母种群的基因库更加分歧 建立者种群也可能将母种群中的稀有基因变得普通 2.4 表型的自然选择类型 表现型性状的差异仅由环境作用所造成，后代的表型分布不会发生变化 表型性状的差异具有遗传基础，并与存活率或生殖率的差异一致，为自然选择提供了机会。