保护生物学1(3)

3、物种的形成模式

物种转化（线系物种形成）

同源转化（由于突变或选择的结果） 异源转化（由于其他物种的渐渗） 物种增殖（真正物种形成）

突发物种形成：染色体基因重排、多倍性

渐进物种形成：异域成种、邻域成种、同域成种 三、地球生物圈的形成 （一）物理环境的形成 土地的生成 水圈的形成 大气的形成

（二）生物群落的构建 1、生物对环境的适应 适应的概念 适应的标准

物种最大化适应潜力的策略 物种与其他物种共存的策略

2、生物对环境的塑造 改变大气的组成 固定的二氧化碳 加速岩石的风化 生成地球的土壤圈

参与和推动地球上的碳循环 参与地球上的氮循环

储备并提供了地球上的能源 调节地球的水循环和气候

3、群落食物网的形成 初级食物网 次级食物网 现代食物网

物种最大化适应潜力的策略 预备性适应 响应性适应 特化性适应 器官强化适应 机能改变适应

物种与其他物种共存的策略 种内竞争

种间竞争 协同进化 异域成种

大的地理变化（断裂）导致种群中断：海陆交替、造山运动 物种活动范围过大（外迁）导致种群中断：大范围迁移或迁徙 例：达尔文雀Darwin finches

邻域成种

在分布区外围出现分离，形成相邻种群

分离原因：局部地理障碍、存在新的生态位（如：三刺鱼由海洋入淡水而成新种；耐铅型苇草在非耐铅型外围占据新生态位）

连环分布的物种也易在分布区边缘形成新种（如：喜马拉雅山的绿莺）

同域成种

同域成种的原因争议较大

果蝇在不同“生境”的容器中饲养，形成截然不同的品系，产生明显的生殖隔离

北美果树蝇寄主由山楂树向苹果、樱桃、玫瑰、梨树等树木扩展后，13个异型酶基因座上有6个出现差异。

第二节生物多样性丧失的原因 一物种灭绝

二决定生物多样性变化的自然因素 三人类对生物多样性的影响 一物种灭绝对生物多样性的影响 1、物种灭绝的概念

所渭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、灭绝的形式

常规灭绝。在整个生命史上，灭绝亦如物种形成一样作为进化的正常过程，以一定的规模经常发生。表现为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；

集群灭绝。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。 史前生物大灭绝

在集群灭绝过程中，总有一些类群幸免于难，还有一些类群从此诞生或开始繁盛。

集群灭绝有一定的周期性，大约6200万年就会发生一次。集群灭绝对动物的影响最大，而陆生植物的集群灭绝不象动物那样显著。

第一次生物大灭绝

在距今4.4亿年前的奥陶纪末期。约85%的物种灭亡。

由全球气候变冷造成的。在大约4.4亿年前，现在的撒哈拉所在的陆地曾经位于南极，当陆地汇集在极点附近时，容易造成厚厚的积冰。大片的冰川使洋流和大气环流变冷，整个地球的温度下降了，冰川锁住了水，海平面也降低了，原先丰富的沿海生物圈被破坏了。

第二次生物大灭绝

在距今约3.65亿年前的泥盆纪后期 历经两个高峰，中间间隔100万年 是地球史上第四大的物种灭绝事件 海洋生物遭到重创

第三次生物大灭绝

距今约2.5亿年前的二叠纪末期，估计地球上有96%的物种灭绝，其中90%的海洋生物和70%的陆地脊椎动物灭绝，是地球史上最大也是最严重的物种灭绝事件。 这次大灭绝使得占领海洋近３亿年的主要生物从此衰败并消失，让位于新生物种类，生态系统也获得了一次最彻底的更新，为恐龙类等爬行类动物的进化铺平了道路。 第四次生物大灭绝

距今1.95亿年前的三叠纪末期，估计有76%的物种，其中主要是海洋生物在这次灭绝中消失。

这一次灾难并没有特别明显的标志，只发现海平面下降之后又上升了，出现了大面积缺氧的海水。

第五次生物大灭绝

距今6500万年前白垩纪末期，是地球史上第二大生物大灭绝事件，约75%--80%的物种灭绝。 长达14000万年之久的恐龙时代在此终结。为哺乳动物及人类的最后登场提供了契机。 这一次灾难来自于地外空间和火山喷发，在白垩纪末期发生的一次或多次陨星雨造成了全球生态系统的崩溃。

3、灭绝的类型

绝种：全世界任何地方都没有某一物种的个体存在。

野外灭绝：仅在饲养条件下存活，在其过去的野外分布区里已没有分布的物种。如我国的麋鹿等。

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，如海南黑冠长臂猿。 生态灭绝：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，如东北虎。

生殖灭绝：一个种的某些个体虽然还活着，但它不能繁殖生存。

4、物种灭绝的内在机制 进化创新与灭绝

进化和灭绝是生命发展过程中不同的两个侧面，既相互促进，又相互影响。 物种灭绝为进化创新提供了一定的空间条件，许多进化创新得到发展空间，从而增加物种多样性。

系统发育年龄与灭绝

物种的生命周期：有发生、成长、昌盛、衰亡的过程。 处于幼期阶段的类群仍缺乏对环境的有效适应。对于新生类群来说，幼期阶段是它们系统发育中的瓶颈阶段。

衰亡阶段的类群缺乏更多的适应性特征，灭绝速率同样较高。

特有类群与灭绝

地方性特有类群，尤其是属水平上的地方性特有类群更容易灭绝。 白垩纪后期的大灭绝中，分布于海岸平原的特有属和非特有属的生存率，在双壳类中分别是9％和55％，在腹足类中分别是11％和50％。

形态性状单一的类群与灭绝

在正常地质年代形态性状单一的类群容易灭绝。

生物体的每一个外部形态都和特定的生理功能相关联，形态性状多样的类群往往具有多样化的生理功能以及较完善的生态适应性。

形态性状单一的类群缺乏比较多样化的生理功能(尽管它们可能在某些生理功能方面具有一定优势)，缺乏对外界干扰的应变能力

热带分布类群与灭绝

热带地区比其他地区有着更为稳定的气候和古老的生物群落，因此热带具有最大的生物多样性

在长期的演化过程中，逐渐形成物种的专化性和种间相互作用的复杂性 当遇到与高纬度区域同样强度的环境干扰时，热带生物类群的精细的群落结构更显脆弱，而容易灭绝

岛屿分布类群与灭绝

近350年间，大多数鸟的灭绝发生在岛屿上

许多海岛特有种分布仅限于一个岛屿，生境的变化容易导致灭绝 海岛上原初状态缺乏哺乳动物导致土著种类对引进动物脆弱

5、物种灭绝的外部机制 5.1 生物学机制 竞争与灭绝

种内个体的相互作用使得大种群有利于存活

种间竞争导致某一物种的种群密度降低和地理分布范围减小，伴随着其他影响因素可使物种走向灭绝

捕食与灭绝

广义的捕食包括草食、肉食、寄生等 捕食者与猎物之间保持动态平衡

特殊情况下，捕食者与猎物的动态平衡会被破坏（如：捕杀灰狼、棕树蛇引入关岛致10种特有鸟类灭绝）

病原微生物与灭绝

病原微生物包括细菌、真菌、病毒、原生动物、寄生虫等 例1：美国板栗感染枯萎病

例2：疟原虫致夏威夷群岛上鸟类衰减和灭绝 例3：犬瘟热病毒毁灭北美黑足雪貂（1987）

5.2 物理学机制

缓慢的地质变化与灭绝

主要指地球板块的移动、海域消失以及由此产生的大陆生态地理条件的缓慢变化 一些物种不适应环境的变迁而退化甚至消失，一些物种因适宜的环境而大量发生发展，甚至分化出新的物种或类群

气候变迁与物种灭绝

气候变迁改变生物在纬度和经度上的分布范围，还造成大量物种灭绝 分布在岛屿的物种在气候发生变迁的情况下更容易灭绝

灾变事件与灭绝

海退现象：使生存于大陆架的生物类群大量灭绝；导致全球气候变得干旱和寒冷，使许多陆生生物（类群）灭绝

火山爆发和造山运动：毁灭局部生态系统；产生的气体削弱臭氧层，使土地和海洋变为酸性 来自太阳系的灾变事件：白垩纪末期小行星撞击地球致恐龙灭绝 外星系的灾变

5.3 人类活动与灭绝

1万年前的更新世开始第六次生物大灭绝，以岛屿型物种、大型哺乳动物和鸟类的灭绝为标志

第一次对生物灭绝速度具有显著影响的人类活动是人类移民（移到澳洲、美洲），使得一些大型动物绝种

目前的活动造成生境破坏、生境干扰、资源的过度开发 二决定生物多样性变化的自然因素 气候 散布能力 时间 生境类型

2.1气候的影响

气候决定生物多样性的丰富程度，特别是光照、温度等气候因子尤为重要。 气流、洋流及山区或岛屿等主要地貌特征也有影响。 小气候也会产生一些不明显的影响。 2.2 散布能力的影响

新种通常产生在相对较小的地理区域。

新种散布到其他地区从而增加当地多样性的能力，取决于它们本身的生物学特征以及使其发源地与其他地区相隔离的物理障碍的性质。 2.3 时间的影响

较古老、地质状况较稳定的地区通常比年轻的地区分布更多的物种。 “岛屿”概念与新种入侵 2.4生境类型的影响

由多种地貌特征（如深谷、高山、大河和干旱地区）组合的景观有可能比单一景观包含更多的物种。

一个多变的地区比单一的地区能生存更多的物种。

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