2024年高中生物竞赛课件进化生物学 8宏观进化 (2)

第八章 生物的宏观进化 一、宏观进化的概念 (一)什么是宏观进化 宏观进化是种以上的高级分类群在长时间(地质时间)尺度上的变化过程。 微观进化是通过自然选择积累的微小变异,只能在物种范围内进行。对于整个生命史来说,具有决定意义的不是微观进化,而是宏观进化。 宏观进化的基本单位是物种。 复式进化(全面进化) 特化式进化(特异适应) 简化式进化 1、复式进化(全面进化) 复式进化也称全面进化或上升进化,是生物体形态、结构和生理机能的全面复杂化、高级化。主要表现在代谢水平不断提高。 藻类植物 蕨类植物 裸子植物 被子植物。 多细胞动物 无脊椎动物 鱼类 两栖类 爬行类 鸟类或哺乳类 人类。 (二)宏观进化的类型 2、特化式进化(特异适应) 指由于生物对各种不同生活环境的适应,而出现的多方向的分化,但在生物体形态结构、生理功能等方面并没有质的提高和改变,其进化水平属于同一等级。特化式进化包括分歧、辐射、平行和趋同等。 (1)分歧(又称趋异) 由一个祖先物种适应于不同的环境,向着两个或两个以上方向发展的进化过程 (2)辐射 由一个祖先物种进化产生各种各样不同的新物种,以适应不同环境或生态位,从而形成一个同源的辐射状进化系统 。 哺乳动物的辐射适应 (3)平行 指源于一个共同祖先,但后来适应不同条件产生分歧,之后又遇到了相同的条件,产生了对相似环境的相同适应。 澳大利亚有袋类与其他大陆地区真兽类的平行进化 (4)趋同 指亲缘关系较远的生物在条件相同的环境中,在同样的选择压力下,有可能产生功能相同或十分相似的形态结构,以适应相同的环境条件,这种现象称为趋同。 爬行类和哺乳类的趋同进化 3、简化式进化(退化) 一般地说,适应辐射往往导致相关物种具有来自共同祖先的同源器官或同源特征,趋同进化则导致不同分类群物种具有功能相似的同功器官或同功特征。 发生适应辐射的类群,其成员保留着较多的同源特征,证明它们有较近的共同祖先。进化趋同的各物种具有明显的同功特征,较少的同源特征,证明它们有较远的共同祖先。 指生物由复杂的结构转变为简单结构的进化方式. 蛔虫、海鞘 菟丝子、列当 二、宏观进化的型式 (一)物种进化的描述 通常以时间为纵坐标 以进化的表型改变量为横坐标 在某一瞬间存在的物种相当于坐标中的一个点,这个种随时间的推移,有一个世代延续,则在坐标中构成一个由点向上延伸的线,此线为线系,如果在世代延续中发生了表型的进化改变,那么代表该物种的线系在坐标中必然发生倾斜,线系的倾斜度则代表了该线系的进化速率。 (二)宏观进化的型式 渐变型式 间断平衡型式 表型改变的 匀速的,渐进的 显著倾斜和几乎不倾斜 线系倾斜 交替发生, 跳跃与停滞相间 进化改变 线系进化,匀速的 种形成期间表型进化加速 种形成后相对稳定 适应进化 自然选择下的线系进化 种形成过程中 演化量 小,不明显 大,折线形式 布尔吉斯大爆发 5.4-5.1亿年前 埃迪亚卡拉大爆发 澄江动物群大爆发 5.3亿年前 “寒武纪大爆发” 6.8-6.2亿年左右 间断平衡式宏观进化 艾德里奇(N. Eldredge)和戈尔德(S. Gould)于1972年提出的间断平衡型式。 埃迪亚卡拉(Ediacaran)动物群是Sprigg于1947年在澳大利亚中南部Ediacara地区的庞德砂岩层中首先发现的。 年龄为6.7亿年。埃迪卡拉动物群包含三个门:腔肠动物门,环节动物门和节肢动物门。 埃迪亚卡拉的生物似乎是一些漂浮的胶状生物,生活在沙滩边的浅水中, 是结构复杂、形状不一的一类生物体。这些生物的身体中似乎没有形成坚硬的部分,它们也许是大型原生生物或动物,是布尔吉斯页岩中寒武纪动物的祖先。 具代表性的寒武纪动物群是1910年在加拿大首先发现的布尔吉斯页岩动物群。 1910年美国科学家在加拿大的布尔吉斯页岩层中发现了中寒武纪三叶虫和像蠕虫那样动物软体的印痕化石。第二年夏天,他们又进行了大规模的发掘,得到了除有壳的三叶虫和海绵动物以外的100多种保存得十分完整的无脊椎动物化石,有的像水母、海葵那样的腔肠动物,有的像环节动物,也有的像海参那样的棘皮动物。 1984年侯先光等发现了纳罗虫。国外科学家认为纳罗虫是最早出现的硬体生命之一,在亚洲大陆还是首次发现,而且还保存有附肢。沉睡了5亿多年的寒武纪生物世界,从此揭开了动人的面纱。 加拿大布尔吉斯页岩动物化石群比我国澄江动物化石群至少晚1000万年以上,澄江动物化石群是世界最古老、保存最完好的惟一一个多门类动物群。帽天山被称为中国古生物学研究圣地。 目前,澄江动物化石群中已发现了动物化石180种,其中新发现的为148种,是迄今为止地球上发现的种类最丰富、保存最完整的早寒武纪动物化石群,是地球生命“寒武纪大爆发”理论最有力的实物例证。 澄江动物化石群不仅有大量的海绵动物、