達爾文學說與微觀進化ppt課件

1、25.達爾文學說與微觀進化,25.1 進化理論的創(chuàng)立：歷史和證據(jù),1.達爾文是進化理論的主要創(chuàng)立者 第一個堅定的進化論者是法國學者拉馬克(JeanIapljste Lamarck，17441829,拉馬克的獲得性遺傳,用進廢退：用進廢退是指一種動物由于若干世代中經(jīng)常使用某器官，就會使該器官得到發(fā)展；或者歷代少用甚至不用某器官，就會使該器官退化以致完全喪失。 獲得性遺傳：由于環(huán)境影響或用進廢退所獲得的變異性質(zhì)，可以通過繁殖遺傳給后代,1809年出生，童年 山林和田野 1825年，愛丁堡大學學習醫(yī)學 1828年，劍橋大學學習神學，鉆研博物學和 自然史，結(jié)識了一些博學的教授學者。 1831年，從劍橋

2、畢業(yè)并獲得學士學位 劍橋大學博物學教授Henslow推薦去英國貝格爾號航海船上擔任博物學專家,出發(fā)之前，Henslow教授特別向Darwin贈送了Lyell的地質(zhì)學原理第一卷,貝格爾艦航行路線,環(huán)球航行： 英國巴西，南美洲東海岸2年多南美洲西海岸新西蘭、澳洲塔斯馬尼亞島印度洋非洲好望角大西洋巴西英國； 歷時：1831年12月27日1836年l0月2日，近5年,1835年的夏天，貝格爾號到達太平洋東部，離南美洲西海岸965 km的加帕戈斯群島?？疾炝艘粋€多月，采集了大量的巖石及植物和動物標本。 Darwin發(fā)現(xiàn)，島上26種陸棲鳥類中，有25種是特有的，15種海棲魚類全部是新種，25種甲殼蟲中只有

3、23種是南美洲也有的，185種顯花植物中新種為100種,不同島嶼上的海龜形態(tài)各不相同，顯示出這些不同的物種是這里特殊的氣候和環(huán)境創(chuàng)造的。 物種是可變的，這種變化明顯受自然環(huán)境的影響和選擇,1836年10月，Darwin回到了英國。 整理和收集資料：1838年，他閱讀了著名的經(jīng)濟學家Malthus的人口論，進一步認識到生存競爭的結(jié)果使各物種在自然界中保持適當?shù)臄?shù)量，同時逐漸向著更加適應于環(huán)境的方向變化,達爾文在進化理論方面的貢獻是多方面的,最重要的是完成了兩個理論突破:一個是提出共同由來學說(theory of common descent)，一個是提出了自然選擇學說（theory of nat

4、ural selention,2.多種證據(jù)支持共同由來學說 加拉帕戈斯地雀與共同由來學說 達爾文比較分析了加拉帕戈斯群島不同島嶼上地雀(finch)的異同，又分析了這些海島地雀與鄰近南美大陸地雀的異同，指出這些加拉帕戈斯群島上的不同地雀具有共同祖先，由來自南美大陸的共同祖先演變而來,加拉帕戈斯地雀系統(tǒng)樹:從大地雀到仙人掌地雀,生 活在加拉帕戈斯群島個島嶼比較干燥的海岸,以種子為食。 從食芽雀到啄木鳥，生活在各島比較潮濕的森林，食 草雀以樹木枝條上的芽為食，其它的樹雀以昆蟲為食,比較解剖學是一個重要的提供證據(jù)的學科,在一些不同種群生物中，某些器官即使行使不同功能，它們在解剖結(jié)構(gòu)上也具有相同或相似

5、性，反映出這些生物之間具有的親源關系和從某個共同祖先進化來的軌跡。 退化器官痕跡、反祖現(xiàn)象,2）形態(tài)學的比較研究為共同由來學說提供重要證據(jù),返祖現(xiàn)象,胚胎學也為共同由來學說提供了有力的證據(jù) 所有脊椎動物的胚胎，在其發(fā)育早期都有這樣的一個階段：沒有成對的附肢，卻有一個相當大的尾，有鰓囊和鰓弓，腦子很小，心臟是兩腔的，前端連著通往鰓的動脈弓，后端連著靜脈,化石紀錄為共同由來學說和生物進化提供了直接證據(jù),現(xiàn)代犰狳圖,化石記錄顯示，越老的地層，生物形態(tài)越簡單；越新的地層，生物形態(tài)越復雜,地質(zhì)歷史及其中的化石記錄雄辯地證明，生物是進化的，復雜的生物是從簡單的生物進化來的，陸生生物是從水生生物進化來的,分

6、子生物學的興起，給共同起源學說以新的有力的支持,遺傳密碼的通用性說明，自然界所有生命形式都是相互關聯(lián)的,親源關系近的生物，其DNA或蛋白質(zhì)有更多相同性。反之亦然,3.人工選擇的效應是自然選擇的一個有用的佐證 達爾文認為，家養(yǎng)生物普遍具有變異，而且很多變異是可以遺傳的，這樣根據(jù)自己的嗜好，把符合要求的變異挑選出來，讓它們傳留后代，把其他變異淘汰掉，久而久之，微小變異變成顯著變異，成為能滿足人們某種需要的品種,人工選擇:幾種觀賞金魚及其近祖金鯽魚 (a)金鯽魚,金魚較近的 野生祖先. (b)鵝頭魚 (c)珍珠魚 (d)龍睛魚 (e)望天魚 (f)絨球魚 (g)水泡眼 (h)翻鰓魚 (i)蛙頭魚,2

7、5.2生物的微觀進化,微觀進化是無性繁殖系或種群在遺傳組成上的微小差異導致的微小變化，是現(xiàn)存生物短時間內(nèi)的進化改變；它是進化的基礎，多種微觀進化匯集即為宏觀進化,1.群體是生物微觀進化的基本單位 一群能互相繁育的個體組成群體(population)。在群體中，一代復一代，具有某種性狀的個體數(shù)量可能會越來越多，而具有另一種性狀的個體可能逐漸消失。有性生殖的生物，只有在群體中才能完成生殖，群體是生殖的基本單位，它也是微觀進化的基本單位,2.理想群體的HardyWeinberg 平衡 哈代-溫伯格定律：在一個大的隨機交配的群體里，基因頻率和基因型頻率在沒有遷移、突變、選擇等條件下，世代相傳，不發(fā)生變

8、化的現(xiàn)象,理想群體具備以下條件的群體：群體足夠大；和其他群體完全隔離，它們之間沒有基因交流；沒有突變發(fā)生；交配是隨機的；沒有自然選擇。在理想群體中，世代之間，群體的遺傳結(jié)構(gòu)保持不變,3. 5種因素導致群體遺傳結(jié)構(gòu)的變化,在理想群體必需具備的5個條件中，任何一個發(fā)生了偏離都會打破平衡，都能引起群體遺傳結(jié)構(gòu)的變化。和這5個條件相對應的有5種導致群體遺傳結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的因素,遺傳漂變(genetic drift)是指基因頻率在小群體里隨機增減的現(xiàn)象。在一個大的種群中，個體數(shù)量很大，極少數(shù)個體，由于偶然的原因從種群中消失，不會引起基因頻率發(fā)生較大的波動，其影響可以忽略不計。如果種群很小，小到只有100或

9、更少的個體時，群體遺傳結(jié)構(gòu)將會產(chǎn)生漂移,基因流(gene flow),同一物種的不同群體之間的隔離往往是不完全的，存在程度不同的基因流動。基因從一個群體到另一個群體，既能被可移動的生物個體(包括植物的種子)所攜帶，也能被可移動的配子(如花粉)所攜帶,突變(mulation)有兩種：是基因突變或稱點突變，是染色體畸變?；蛲蛔兛僧a(chǎn)生等位基因，經(jīng)過有性過程產(chǎn)生各種基因組合?；蛲蛔冞€可以產(chǎn)生復等位基因，它的廣泛存在更加豐富了生物的多樣性?；虻耐蛔兟室话闶呛艿偷模鸵粋€基因座位而言，平均在l05到106個配子中有一個發(fā)生突變,非隨機交配(nonrandom mating),交配是有選擇的而不是隨機

10、的，是第4種能改變?nèi)后w遺傳結(jié)構(gòu)的因素。試驗證明：把紅眼果蠅和白眼果蠅放在一起培養(yǎng)，實驗開始時，紅眼和白眼果蠅數(shù)目相等，雌雄相等。一個世代一個世代過去，白眼果蠅愈來愈少。大約到第25代，白眼果蠅全部不見了,微觀進化在生物進化中的意義 是通過基因頻率變化積累產(chǎn)生的，其結(jié)果導致種內(nèi)進化； 生物微小變異自然選擇微小變異積累顯著變異新亞種新物種 使物種的基因庫更加豐富,4.自然選擇就是有差別的存活和生殖 達爾文的自然選擇學說，其主要內(nèi)容有四點：過度繁殖，生存斗爭，遺傳和變異，適者生存,一個被廣泛研究的自然選擇實例是椒花蛾(Bistonbetularia)的工業(yè)黑化。椒花蛾有兩種體色的蛾子：一種蛾子是淺色的，有黑色素的斑點，另一種完全