内容正文:
协同进化与生物多样性的形成
课程要求 核心素养
说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境。 1.生命观念:形成生物进化的观点和生物进化理论在发展的观念;认同协同进化是普遍存在的。
2.科学思维:探讨物种多样性的形成原因,解释生物的适应是自然选择的结果。
达尔文曾发现一种兰花长着细长的花距,其底部储存着花蜜。达尔文推测,这种花的形成绝不是偶然的,肯定存在这样的昆虫,它们生有同样细长的吸管似的口器,可以从花距中吸到花蜜。大约50年以后,研究人员果然发现了这样的蛾类昆虫。
某种兰花和专门给它传粉的蛾
问题探讨
1.达尔文作出上述推测的理由是什么?
2.如果后来未发现这样的蛾类昆虫,是否说明达尔文的推测是错误的?
兰花的生殖离不开传粉昆虫。如果没有与这种兰花结构相适应的传粉昆虫,这种兰花就难以完成传粉受精,这个物种也就不存在了。
未发现这样的蛾类昆虫,不等于这样的昆虫一定不存在,因此并不能说明达尔文的推测一定是错误的。
小样!没有
我,你跑不了
这么快!
小样!没
有我,你也跑不了
这么快!
“精明的捕食者”策略:
捕食者一般不能将所有的猎物吃掉,否则自己也无法生存。
实际上,捕食者所吃掉的大多
是捕食者中年老、病弱或年幼
的个体,客观上起到了促进种
群发展的作用。
捕食者的存在是不是对
被捕食者有害无益呢?
捕食者往往捕食个体数量多的物种,这样就会避免出现一种或几种生物在生态系统中占绝对优势的局面,为其他物种的形成腾出空间,有利于增加物种的多样性。美国生态学家斯坦利称之为“收割理论”。
收割理论
由此可见,在自然界,捕食者和被捕食者都面临生存压力,在自然选择的作用下,它们也相互选择,协同进化。
不同物种之间,生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展,这就是协同进化。
一、协同进化概念:
(1)不同物种之间的协同进化
②种间斗争
狼捕食老弱兔子,客观上促进了物种的发展
①种间互助
长舌蝠取食长筒花的花蜜,同时为长筒花传粉
地球上的原始大气中是没有氧气的,因此,最早出现的生物都是厌氧(进行无氧呼吸)的;最早的光合生物的出现,使得原始大气中有了氧气,这就为好氧生物的出现创造了前提条件。
原始地球
(2)生物与无机环境之间的协同进化
协同进化意义:
通过漫长的协同进化过程,地球上不仅出现了千姿百态的物种,丰富多彩的基因库,而且形成了多种多样的生态系统,也就是形成了生物的多样性。
湿地生态系统
森林生态系统
冻原生态系统
协同进化的结果:形成了生物多样性
2、生物多样性主要包括三个层次的内容:
协同进化
1、生物多样性形成原因:
①遗传多样性(基因多样性)
生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性。
②物种多样性
动物,植物和微生物等生物种类的丰富性。
③生态系统多样性
生物圈内生物环境、生物群落和生态过程的多样性。
46亿年前 地球形成
30多亿年前 生命的起源
5.4亿年前 前寒武纪
寒武纪
2.45亿年前
6600万年前
古生代
中生代
新生代
二、生物多样性的形成历程
就目前所掌握的证据来看,最早的生物化石是35亿年前的古细菌化石(图6-14)。在此之后大约20亿年的漫长岁月中,地球上的生物主要是海洋中种数不多的蓝藻和细菌,它们都是原核生物。这一时期的生态系统是只有生产者和分解者的两极生态系统。
在5.4亿~5.0亿年前的寒武纪,海洋中有大量的无脊椎动物物种爆发式地迅速形成,这就是著名的寒武纪大爆发。大量的动物构成了生态系统的第三极——消费者,使生态系统由最早期的只有生产者和分解者的两极生态系统具有更加复杂的结构。
寒武纪的海洋生物类群想象图
生产者、分解者两极生态系统 → 生产者、消费者、分解者三级生态系统
分析生物多样性的形成
1.最早出现的生物是哪一类生物?它们生活在什么环境中?
2.陆生植物和陆生动物的出现谁先谁后?前者为后者提供了什么条件?
3.同今天的地球相比,寒武纪时地球上的生态系统有什么特点?
4.恐龙大约是什么时候绝灭的?物种绝灭对生物多样性会产生怎样的影响?
最早出现的生物是厌氧的单细胞生物,它们生活在原始海洋中。
先出现植物,后出现动物,否则动物登陆后就会饿死。
当时陆地上还是一片荒芜,生物都生活在海洋中。
恐龙是在中生代后期绝灭的。物种绝灭对生物多样性的影响是复杂的。恐龙的绝灭有利于哺乳动物的繁盛。
思考•讨论
细菌(包括蓝细菌)
真核生物出现
裸子植物和被子植物
鸟类、哺乳类
生物多样性的形成过程
项目 进化历程 意义
细胞数目
细胞结构
代谢类型
生殖方式
生态系统成分
生活环境
生物进化的历程
单细