动物生物学5evolution省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

动物进化 地球上各种动物都是由最原始、最简单种类进化而来；生物进化由低等到高等、由简单到复杂；各类动物都有其本身发生、发展、繁荣和衰退历史。第1页一、进化关系第2页1 动物进化树 依据动物间亲缘关系远近，把各类动物置于一个有分枝图解上，简明地表示动物进化历程和亲缘关系，即为进化树，或称系统树phylogenetic tree。第3页 2 动物进化总趋势 向不一样方向分歧发展，从少数种类发展为较各种类；经过提升机体水平上升发展，从简单趋向复杂，由低级进进化到高级。第4页第5页腔肠动物祖先纤毛虫根足虫孢子虫鞭毛虫原始多细胞动物海绵动物原鞭毛虫腔肠动物两侧动物称动物祖先后口动物原口动物棘皮动物原始无头类原始无头类半索动物半索动物扁形动物扁形动物线形动物线形动物步骤动物步骤动物软体动物软体动物节肢动物节肢动物无脊椎动物演化树第6页原始无头类尾索动物头索动物原始有头类有颌类无颌类化石甲胄鱼圆口类化石盾皮鱼类软骨鱼类原始硬骨鱼类硬骨鱼类肺鱼类总鳍鱼类四足为祖先当代两栖类古代两栖类古代爬行类当代爬行类当代鸟类古鸟类兽齿类原兽类后兽类其它兽类真兽类其它猴类类人猿人类原始猴类脊椎动物演化树第7页第8页第9页二、动物进化例证第10页1 比较解剖学例证 同源器官同源器官 指不一样类群动物身体上一些器官功效不一样、外形相同或不一样，但其基本结构和胚胎发育起源上相同。第11页 同功器官同功器官 指在不一样动物身体上功效相同、形状相同，但其起源和基本结构均不一样器官。痕迹器官痕迹器官 指动物体或人体中一些残余器官，它们功用已经丧失或极小。第12页 第13页 第14页2 胚胎学例证 不一样纲脊椎动物，比如鱼、蝾螈、龟、鸡、猪、牛、免和人早期胚胎发育彼此都很相同，都含有鳃裂和尾鳃裂和尾，头部较大，身体弯曲，胚胎越早，体形也越相同，以后逐步分化才显出差异。分类地位越近动物，相同程度越大。第15页 生物发生律(重演律)德国生物学家E.Haeckel(1866)提出 生物发展史可分为两相互亲密联络部分，即个体发育和系统发育，即个体发育历史和由同一起源所产生生物群发展历史。个体发育历史是系统发育历史简单而快速重演。第16页 第17页3 古生物学例证 古生物学所研究就是来自地层所发掘出来大量化石材料。地层能够说是名符其实生物演化史档案馆。人们可依据从地层中发掘出来生物化石遗骸(如骨骼、牙齿、介壳等甚至整体)、遗址(足迹和生物体印痕)和遗物（粪、卵等），较为全方面地了解地球出现生命以来动物发展演化基本历程。第18页 按地层形成先后次序与生物出现早晚，将地质年代分为5个代，每代可分为若干个纪，纪下又可分为世。太古代太古代 元古代元古代 古生代古生代 中生代中生代 新生代新生代第19页 第20页4 动物地理学例证 因岛屿隔离形成特有动物类群。如澳洲大陆上各种有袋类动物，隔离进化，缺乏真兽亚纲种类。第21页5 生理、生化例证 一切生物都含有新陈代谢、激应性、生长、发育、遗传、变异等基本特征；组成其身体基本化学成份如核酸、蛋白质、糖类及脂肪在各种生物体内也基本是一致。第22页6 遗传学例证 一个物种全部个体染色体核型保持着一致性与稳定性，但同时又是可变。一致性与稳定性反应了该物种在进化过程中一定位置。可变性则造成了物种变异，使进化成为可能。生物进化源于染色体进化，而染色体进化是一系列染色体突变结果。第23页三、进化理论第24页1 拉马克学说 18世纪后期到19世纪早期为进化论酝酿期。G.Buffon,E.Darwin,Lamarck较为系统地阐述过生物进化观点，其中Lamarck进化理论影响最大、最为系统。Buffon第一个提出详细进化学说，他认为物种是可变，强调环境对生物直接影响，认为物种生存环境改变，尤其是气候和食物性质改变，可引发生物机体改变。但他最终屈服于教会压力，公开发表放弃进化观点申明。第25页l E.Darwin 是达尔文祖父，阐述过物种可变观点和不一样类型生物可能起源于共同祖先“传衍”概念。l 拉马克18发表了动物哲学，其中包含了Buffon 和Darwin观点，但比二者阐述更为系统、完整。l 该学说基本内容和主要观点：第26页 传衍理论 物种是可变，全部现存物种都是从其它物种改变、传衍而来。物种变异是连续渐变过程，生命是由非生命物质形成；进化等级理论 认为自然界中生物存在着由简单到复杂一系列等级（阶梯）。不认可物种真实存在，自然界只存在连续变异个体。进化原因 强调生物内部原因 用进废退（第一定律）取得性遗传（第二定律）第27页2 达尔文学说 1895年发表了物种起源，提出了以自然选择理论为基础进化学说，而自然选择理论是达尔文对5年环球考查中大量观察与资料总结，并受启于人工选择和马尔萨斯人口论。人工选择学说 人类经过人工选择得到了许多家养动物和栽培作物品种。达尔文认为出现许多不一样品种有3个原因：变异、选择、遗传第28页 马尔萨斯人口论 1798年，Malthus 发表了他对人类社会一些看法，提出“人口论”。认为人口按几何级数增加，而食物按算术级数增加，所以社会上必定有些人口过剩现象，而贫困和不幸完全是因为生育过多。达尔文偶然读到了上述理论，受到启发。他认为生物繁殖过剩，但食物与空间有限，生物之间、尤其种内必定有激烈竞争。其结果是优胜劣汰。第29页 达尔文把人工选择原理与生存斗争思想综合在一起，组成了自然选择学说。推论1 在自然界，物种巨大繁殖潜力未能实现，原因在于生存斗争（种间斗争、种内斗争）；推论2 在生存斗争中含有有利变异个体，就含有最好生存、繁衍后代机会，不然，遭致淘汰，此过程即适者生存或自然选择；推论3 经过这种自然选择，经过许多世代，有利变异被定向积累，并逐步改变形成亚种或新种，从而推进生物进化历程。第30页 达尔文认可取得性遗传；认可取得性遗传；自然选择学说演绎推理多于提出证据；自然选择原理强调生物进化“渐进性”，完全否定“跳跃性”进化。第31页3 新拉马克主义 最早出现于法国。代表人物有A.Packard，E.Cope,L.Cuenot，米丘林-李森科等。强调 用进废退；用进废退；取得性遗传较自然选择主要；取得性遗传较自然选择主要；环境原因作用较之生物体本身更为主要；环境原因作用较之生物体本身更为主要；功效决定结构功效决定结构 认为进化不能用突变来解释，因突变只是种内变异，是畸形和退化改变，所以突变不发生进化等。第32页4 新达尔文主义 代表人物有A.Weismann，G.Mendel，W.Johannsen，H.de vries，T.Morgan。否定达尔文“取得性遗传”与“融合遗传”，强调颗粒遗传与基因在遗传变异中作用等。本学派揭示了遗传变异机制，克服了达尔文进化学说主要欠缺，并为进化论深入发展做出了卓越贡献。故称为新达尔文主义。第33页5 综合进化论 20世纪30年代以后，一些科学家综合了染染色体遗传学、群体遗传学、物种概念与分类学、色体遗传学、群体遗传学、物种概念与分类学、生态学、地理学、古生物学、胚胎学和生物化生态学、地理学、古生物学、胚胎学和生物化学学等相关学科研究结果，对可能进化原因进行分析，从而提出综合进化论。这一学派综合了达尔文进化论与新达尔文主义基因论。著名学者有T.Dobzhansky,J.Huxley,G.Simpson,E.Mayer等。第34页 T.Dobzhansky遗传学和物种起源（1937）发表，完成了对当代进化理论综合。他认为 群体是指在一定地域一群能够进行交配个体，这些个体享受共同基因库。一个物种由一个大群体组成；生物进化基本单位应是群体，故进化机制研究进化机制研究应属群体遗传学范围应属群体遗传学范围；第35页 T.Dobzhansky指出，基因突变，自然选择和基因突变，自然选择和隔离隔离是物种形成和生物进化机制。基因突变提供了生物进化材料；自然选择可保留有利变异和消除有害突变，从而使基因频率定向改变；地理隔离地理隔离在物种形成中起促进性状分歧作用，是生殖隔离先决条件，结果形成生殖隔离，最终新物种出现。第36页 1947年，在美国普林斯顿召开国际会议上，综合进化论观点为大多数学者和学派所公认。除拉马克主义者外，各学派基本同意综合学派结论：彻底否定取得性遗传；强调进化渐进性；认为进化是群体而非个表达象；将物种看作一个生殖隔离种群；必定了自然选择主要性；进化速度和方向几乎完全由自然选择决定。第37页6 分子进化中性学说 1968年，日本学者木村资生依据分子生物学积累资料提出了分子进化中性学说或简称中性学说。1969年，美国学者金和朱克斯发表了非达尔文主义进化说，也以大量分子生物学资料阐述了这一学说。此学说认为，在分子水平上大多数进化改变和物种内大多数变异，是经过选择上中性或近乎中性突变等位基因随机漂变偶然固定突变等位基因随机漂变偶然固定所引发，而非由自然选择所造成。第38页 在分子水平上大多数突变(包含蛋白质与DNA多态性)是中性，它们不影响蛋白质和核酸功效，故对生物体生存既无害也无益。中性突变经过随机遗传漂变在群体里固定下来或消失：中性突变对生物体来说既不提升也不降低其对生活环境生存适合度，经过群体中随机婚配，这些突变在该群体中逐步积累，最终固定或消失。分子进化速率“恒定性”与“保守性”。第39页 在进化过程中，分子进化速率由中性突变决定，即对每个蛋白质或基因来说，它们氨基酸或核苷酸每个位点每年替换率对全部生物几乎都是恒定，有些人称之为分子进化钟Molecular evolutionary clock。如血红蛋白各个氨基酸每年以平均10-9速率改变，对每个氨基酸来说约10亿年改变一次。第40页 功效较少分子或分子局部进化要比功效强快。换言之，那些引发现有结构和功效剧变突变替换发生频率较低。此即功效主要分子或分子局部较强保守性。第41页7 间断平衡论 美国古生物学家埃尔德雷奇和古尔德于1972年提出间断平衡论。认为进化过程是由一个在短时间内暴发式产生进化与在长时间稳定状态下一系列渐变进化之间交替进行过程。换言之，物种能够在几百万年中保持稳定状态，在表型上不见显著改变，然后在短时间内快速地进化改变。之后又是长时间稳定状态，如此交替进行。第42页 基因突变和地理隔离造成新种快速形成是间断平衡论理论基础。强调大多数新种是从亲种地理分布边缘被隔离某个地域中小种群中起源。说明地理隔离对物种形成主要性。第43页四、动物进化型式第44页1 线系进化 也称前进进化。是指以时间为纵坐标，以物种进化改变为横坐标，用一条由下向上线代表一个在时间上世代延续种，而此线在坐标中倾斜度则代表进化速度。第45页 在进化过程中，一个物种能够逐步地演变为另一个种，即在一段地质时间中第二个种替换了第一个种。任何时间只存在一个种，前后出现种因为在时间上分隔而不得交配，这么种被称为时间种。在一个线系进化中物种可伴随所处环境逐步改变而改变。故在此线系中，有可能出现过若干个时间种。第46页 进化改变第47页2 趋同进化 发生于2个完全不一样物种或类群，因为生活在极为相同环境条件下，经选择作用而出现相类似性状。趋同律 不一样类群、亲缘关系较远动物，因为生活在极为相同环境条件下，不对等器官出现了相同性状。这些不一样器官，就是同功器官。如蝶翅和鸟翼。第48页进化改变第49页3 平行进化 普通是指2个不一样类群动物生活于极为相同环境中，含有一些共同生活习性，而造成一些对等器官出现相同性状或相同行为。这在很多动物类群中是普遍。平行律 不一样类群动物，因为生活在相同环境条件下，对等器官出现了相同性状。如后兽类大袋鼠和真兽类跳鼠营跳跃生活，无具较长后肢，发达尾。第50页 进化改变第51页4 停滞进化 代表一个物种线系在很长时间中既没有前进进化也没有分支进化。如一些物种在几百万年或相当长时间中基本保持相同，可称为活化石。如北美负鼠，鲎和总鳍鱼类现存种矛尾鱼。这些物种在几百万年中只有非常轻微改变。第52页进化改变第53页5 趋异进化和适应辐射 趋异进化或称分支进化，指由同一祖先线系分支出2个和多个线系进化型式。适应辐射也表现为由一祖先线系分支，但适应辐射是发生于一个祖先种或线系在短时间内经过辐射扩展而侵占了许多新不一样生态位，从而适应发展出许多新物种或新约分类单元。渐变模式 断续模式第54页适应辐射律 原始物种在扩大生存范围和占领分布区域过程中，因遭碰到不一样环境条件，会逐步形成不一样适应类群，这种现象即称为适应辐射。第55页 进化改变第56页 渐进模式断续模式第57页6 物种绝灭 绝灭表现为线系终止，即物种消亡。绝灭在进化过程中是一个正常现象，它影响着进化速率和进化趋向。普通来说，地史上大绝灭往往伴伴随大适应辐射，表现为物种及其以上分类单元大规模替换。第58页复习与思索1.进化树2.从哪些方面能够证实动物进化？3.动物进化主要形式有哪些？4.了解主要进化理论。5.掌握与进化相关主要概念。第59页