十滅絕生命的結束與再開始公開課課件

第十章--生命的結束與再開始本章主要內容誰屠殺了馬達加斯加的恐龍—物種滅絕之謎群落的生態(tài)演替仍然留下很多疑點和謎團物種滅絕之謎——大約每隔2600萬年，生物界就要發(fā)生一次大規(guī)模的物種絕滅。一、物種滅絕之謎（一）物種滅絕1、概念：

所謂滅絕就是一個物種或一個種群不能夠通過繁殖自我維持。

下列任一情況發(fā)生時即發(fā)生滅絕：

最后一個個體死亡；剩下的個體不能產生有生命或有繁殖能力的后代。

2、滅絕的種類：

（1）常規(guī)滅絕（Normalextinction）：在整個生命史上，絕滅亦如種形成一樣作為進化的正常過程，以一定的規(guī)模經常發(fā)生，表現在各不同分類類群中部分物種的替代，即新種產生和某些老種消失。（2）集群滅絕（massextinction）：在生命史上發(fā)生過的非正常的大規(guī)模滅絕事件，在相對較短的地質時間內，一些高級分類類群整體消失，這是所謂的集群滅絕。

3、目前對于滅絕概念的認識（1）野生滅絕（2）局部滅絕（3）生態(tài)滅絕局部滅絕：

一個物種在其棲息過的某些分布區(qū)無個體或繁殖種群存在，但在其他地區(qū)有發(fā)現。（長臂猿、灣鱷）

生態(tài)滅絕：

如果一個物種的種群數量減少到對于生物群落其他物種以及生態(tài)系統(tǒng)結構和功能及動態(tài)的影響很小甚至可以忽略。(二)引起物種滅絕的因素

1生物因子（內在機制）－競爭與捕食海南島為何缺乏大型動物呢?2大時間尺度滅絕環(huán)境因素

（1）物種滅絕與緩慢的地質變化（2）物種滅絕和氣候變遷（3）物種滅絕和災變事件（4）海退現象對生物影響（5）火山爆發(fā)和造山運動所引發(fā)的生物大滅絕（6）來自太陽系的災變事件和地球生物的大滅絕

生物進化史中的6次物種大滅絕事件渡渡鳥的滅絕原因？3人類活動對生物區(qū)系的巨大沖擊

首先表現直接影響過渡捕獵對地球生態(tài)系統(tǒng)的巨大改變人類的間接影響也是巨大的※生境喪失、退化與破碎盲目引種環(huán)境污染

動物界的辛德勒名單2中國物種滅絕現狀

中國動植物種類中有總物種數的15%～20%受到威脅，高于世界10%～15%的水平。近50年來，約有200種植物滅絕，高等植物中瀕危和受威脅的高達4000～5000種，占總數的10%～20%。近百年來，約有10余種動物絕跡，大熊貓、金絲猴、東北虎等20余種珍惜物種又面臨滅絕的危險。誰屠殺了馬達加斯加的恐龍？6500萬年前曾發(fā)生一場全球性生物大滅絕事件，但是據此前幾百萬年——7000萬年前，一場災難降臨到馬達加斯加島上，大批恐龍和其他動物神秘死去。2005年，當年的死亡現場重見天日，累累尸骨令人驚怵，慘不忍睹——這些受害者不分種類、大小、老幼，均未逃脫死神的魔爪。殺手是誰？墳場發(fā)掘→犯罪現場→鑒定真兇：在晚白堊世的某段時間里，多種動物陸續(xù)死亡，并非由于狩獵、疾病、地震、洪水和大火等，而是由于干旱。一次次的致命干旱為這些動物敲響了喪鐘，厚重的泥沙奔涌而下，嚴密的包裹和覆蓋了這些尸體和散落的骨骼，埋葬在沉積巖構成的墳墓中。當地球上最后一只老虎在林中孤獨地尋找配偶,

當最后一只沒有留下后代的雄鷹從天空望向大地,

當鱷魚的最后一聲哀鳴

在沼澤上空回蕩......

人類，也就看到了自己的結局！滅絕動物墓志銘二、群落的生態(tài)演替

（一）什么叫群落的生態(tài)演替

演替與群落的內部動態(tài)群落演替（succession）：就是指某一地段上一種生物群落被另一種生物群落所取代的過程，或者由一種類型轉變?yōu)榱硪环N類型的有順序的演變過程。經典演替觀的三個基本思想⑴群落演替是有順序的過程，是有規(guī)律地向一定方向發(fā)展，因而是能預見的；⑵雖然演替受物理環(huán)境所制約，但演替是受群落本身所控制的，演替前期為后期物種的入侵與繁榮準備了條件；⑶演替的最后階段是穩(wěn)定的系統(tǒng)，往往生物量最大，種間關系最緊密。先鋒期(pioneerstages)、系列期(seralstages)、頂極群落(climax)原生演替(primarysuccession)與次生演替(secondarysuccession）自源演替(autogenicsuccession)與異源演替(allogenicsuccession)正向演替與逆向演替地質演替(geologicalsuccession)與生態(tài)演替(ecologicalsuccession)水生演替(hydrorarchsuccession)、旱生演替(xerarchsuccession)與中生演替自養(yǎng)性演替(autotrophicsuccession)與異養(yǎng)性演替(heterotrophicsuccession)（二）演替的類型與基本過程

演替的基本過程:生物入侵、定居和繁殖競爭

波動狀穩(wěn)態(tài)（pulsestability）

（二）演替的實例⑴沉水植物期⑵浮水植物期⑶挺水植物期⑷濕生草本植物期1、水生演替水生演替實例⑴地衣植物階段⑵苔蘚植物階段⑶草木植物階段⑷灌木階段⑸喬木階段3、潮間帶巖礁群落演替實驗單細胞藻及細菌→短濱螺→藤壺→真牡蠣、海葵→紫貽貝、貽貝、條紋格貽貝→終緋葉、鼠尾藻2、旱生演替污損生物群落演替

單元頂極說(monoclimaxtheory)

多元頂極說(polyclimaxtheory)頂極群落格局假說(climaxpatternhypothesis)波動狀穩(wěn)態(tài)(pulsestability)（三）頂極群落理論（四）兩種不同的演替觀

機體論學派(organismicschool)：認為群落是自然界一個基本組織單位，是一個有機整體，群落是具有明顯界限的離散單位。個體論學派(individualisticschool)：認為群落是生態(tài)學家為便于研究，人為確定的一個物種集合，只是一種偶然的物種組合，只是由于自身的適應性而恰好生活在一起，群落間沒有明顯的界限。經典的演替觀：群落象一個有機體一樣，有誕生、生長、成熟和死亡的不同發(fā)育階段，演替可以看成一個有機體的不同發(fā)育時期。個體論演替觀：個體生活史特征、物種對策等決定演替。（五）演替中物種的取代機制⑴促進模型⑵抑制模型：先來物種抑制后來的物種，物種替代沒有固定順序，演替在更大程度上決定于個體生活史和物種對策，結局也就難以預測。⑶忍耐模型：物種替代決定于物種的競爭能力。后來物種比先定居物種更能忍受較低的資源水平，資源水平下降時取代先定居者。（六）演替過程群落結構與機能的變化

⑴隨演替群落中物種的多樣性、均勻性提高。⑵生化多樣性（如色素、酶等）以及在群落代謝提高中向環(huán)境分泌或排出的產物不斷增加。⑶演替初期群落中的生物體一般r―選擇種類，K―選擇種類隨演替逐漸增加。⑷層狀結構或局部不均一性不斷發(fā)達。⑸生物的生態(tài)位越接近頂極階段越特殊、越狹窄。⑹在演替初期，P／R比率大于1，隨著演替發(fā)展，P／R比率逐漸接近于l。P／R比率是表示群落相對成熟度的最好功能指標。⑺生產量(P)與生物量(B)的比率隨著演替推移從高到低。⑻在演替初期，生物之間的食物聯系是比較簡單的、線狀的，在成熟期，食物鏈變成復雜的食物網。⑼對物質營養(yǎng)循環(huán)來說，在初期是開放的，到了成熟期則是較封閉的。⑽互利共生、寄生和其他共存形式在演替過程中的重要性逐漸增加，較好的負反饋機制使成熟的生態(tài)系統(tǒng)保持穩(wěn)定。1.GM(genemanipulations)2.AnimalCloning3.SCs&iPS4.SyntheticBiologyFourTechniquestoChangtheWorld“人造生命的宣言”Thefirstgenomedesignedbycomputer.Todesignlifebylearningfromlife向生命學習如何設計生命Fromsequencetosequence從序列到序列fromREADINGtoWRITINGAnaturaldevelopmentandthehigheststageofGENOMICS從“解讀”到“書寫”CellculturesfromdonorGM/SynBio+SC/iPS+CloningTheCenturyofBiologyGenemunipulationsMan-madecellsSCs&iPSGenomicsisthebasis!FoundationofLifeSciencesandbiotechsbyprovidingknowledgeofgenesandgenomes“TheCenturyofBiology”Thefutureisnow!“Thesefindingsarejustapreludetowhat'sshapingupasatrueconceptualandtechnologicalrevolution.Justasphysicsshockedtheworldinthe20thcentury,itisnowclearthatthelifescienceswillshakeuptheworldinthe21st.”NewsweekOct.15,2007“BiologyReborn”HGP&“TreeofLife”TurningDarwin’sevolutiontheoryintoATCGsequence思考題恐龍滅絕之謎本課題期望的目標珍惜生命，生命獨特/唯一，人文精神（敬畏、尊重）興趣，周邊活生生的萬物，思考、觀察、表達能力的培養(yǎng)