1、第三章 生物多樣性演化及其影響因素教學大綱一、生物多樣性的演化；1.         物種；2.         物種的形成；二、影響生物多樣性演化的因素；1.         地質年代(Geological age)；2.         生物進化(Bio-Evolution)

2、；3.         地球板塊運動(Plate movement)；4.         青藏高原(Qinghai-Tibet Plateau)。一、物種：1、每一個物種由它不變的本質形成特征，并通過一個明顯的非連續性與其他物種分開。2、物種完全是人為的，是存在于生物學家腦子里的具有相同名稱的生物集合體，不是自我組織及在自然界發生的真實實體。3、具有不變性狀的生物與其他具有非常相近結構的生物一起構成一個物種（達爾文）。4、生物學物種概

3、念A 、一個雜交集群，是有性生殖的（Poulton ）； B 、靠血緣關系聯接的個體在一個區域中形成一個單獨的動物區系的單位； C 、物種是實際的或者潛在的雜交自然種群的類群（Mayr, 1942 ）； D 、物種是在自然界中占據特殊生態位的種群的一個生殖集群（Mayr, 1982 ）；  3.1.1物種的特征1、真實性；2、非連續性；3、生殖屬性與形型屬性；3.1.2 隔離機制與物種形成一、物種形成機制；隔離機制：Dobzhansky (1987)創造了隔離機制，根據他的觀點，有一套重要的分布和表型的生物性狀，這些性狀能區分開兩個不同的物種，它們在生殖上相互隔離。Mayr與Dobz

4、hansky都認為地理隔離導致生殖隔離，后者反過來導致兩個新近分衍的物種之間一般表型分異的鞏固和進一步發展；二、物種形成模型A、異域物種形成：物種形成主要源于地理隔離的初始原動力；A、同域物種形成：物種的形成主要源于生殖隔離，而生殖斷裂產生于生物之間的常規接觸部分。B、跳躍模式：物種形成不受自然選擇的影響；B、趨異模式：隔離阻障以一種連續的方式（不必很慢）進化，伴隨著一些自然選擇的形式，或者直接或間接作為導致生殖隔離的動力，即此物種形成模式因為自然選擇而發生。3.1.3 物種演化與生物多樣性演化一、物種暴發式形成見幻燈四、物種滅絕 3.2 Four Impact factors1. 

5、        地質年代(Geological age)；2.         生物進化(Bio-Evolution)；3.         地球板塊運動(Plate movement)；4.         青藏高原(Qinghai-Tibet Plateau)。地質年代1. 

6、        對過去的生物多樣性，只能從化石和植物孢粉中得到相關信息。2.         化石確定了一個生物學性狀的最小年齡；3.         化石提供了一個曾經存在過的生物學性狀的證據；4.         化石提供了一個生物類群的過去分布。5.   

7、;      古生物學家根據不同地層中發掘到的化石劃分了地質年代，作為地球演化附頁的參照系。6.         關于地質年代對生物多樣性的影響，我們將在本章稍后更詳細的介紹。生物進化1.         從整體上來說，生物進化對生物多樣性的影響表現為生物多樣性水平的提高。2.         如：3.

8、60;        大約35億年前出現了以細菌為代表的細胞生物；經過了大約15億年后，真核生物才出現；4.         若以門為單位來描述生物多樣性的話，那么，寒武紀的生物多樣性較以后的任何地質年代都高（Gould, 1989）板塊運動最直接的后果是改變了地球的古地理特征：a)         現今位于青藏高原腹地、北緯35度的可可西里中心地區，在石炭紀時位于南

9、緯20度的熱帶地區，在二迭紀時位于南緯15度，在侏羅紀，其位置超過了赤道，但仍位于北緯14度的熱帶地區，在白堊紀可可西里地區的中以位置仍在北緯23度，直到第四紀，可可西里地區才移到到在的地理位置（胡東生，1995）。5.         大陸板塊的漂移和碰撞不但改變了古地理，而且也影響了古氣候：a)         淺海生境養活了，陸地面積增加了，對太陽能的反射加強導致了氣候逐漸變涼；b)    

10、    在白堊紀末，單細胞原生海洋生物的數目急劇減少，由于單細胞原生海洋生物是大氣層和海洋中自由氧的主要來源，原生海洋生物的減少可能對生態系統產生深刻的影響（Dott and Batten, 1988）。物種大滅絕事件1.         寒武紀（5億年前）：約50%的動物科滅絕；2.         石炭紀（3.5億年前）：約30%的動物科滅絕；3.    

11、0;    二迭紀末（2.8億年前）：約40%的動物科滅絕；95%以上的海洋物種滅絕；4.         侏羅紀（1.85億年前）：35%的動物科、包括許多菊石、80%的爬行動物消失了；5.         白堊紀（0.65億年前）：許多海洋生物滅亡，統治了地球近2億年、已經輻射適應地球上許多生境的爬行動物恐龍滅絕了；6.       

12、  更新紀（0.1億年前至今）：島嶼物種、大型哺乳動物和鳥類滅絕。7.         物種大滅絕的特征8.         每次大滅絕前，都會發生許多小規模的物種滅絕，這些小規模的滅絕被地質學家們用于劃分地質年代的“紀”和“世”（蔣志剛，1997）；9.         若以科為多樣性指數，寒武紀、古生代和現代等3種主要的化石依次達到高峰值（Se

13、pkoski, 1981）；10.     每次大滅絕后，物種多樣性要恢復到從前的水平需要經歷千百萬年。11.     物種大滅絕周期12.     從二迭紀以來大滅絕的周期約為2600萬年（Raup and Sepkoski, 1980）；13.     也有人試圖從統計其他分類階元數據去尋找大滅絕的周期性；14.     Patterson和Smith（1987）重新核查了寒武紀大滅絕中魚類和

14、棘皮動物數據，發現在Raup和Sepkoski（1982）的研究中，由于使用非單種科、錯誤地標定年齡及以利用僅發現于單一地層的物種等原因，故其結論可能有誤；15.     請思考：物種的大滅絕周期是否真的存在？第四紀冰川1.         在第四紀，冰期的周期約10萬年；2.         其中著名的冰期有4次：Nebraskan冰期、Kansan冰期、Illinoian冰期和Wisconsi

15、n冰期；3.         冰期形成的原因4.         地球軌道偏心率的變化影響了地球表面所接受的太陽輻射量，進而影響了氣候，產生冰期（Broecker and Denton, 1990）；5.         通過對海洋有孔蟲化石的氧同位素分析，發現古溫度曲線與米蘭科維奇曲線吻合（右圖），因此米蘭科維奇理論已經為進貨生物學家所接受（Vrab, 1

16、992）。6.         冰期形成的原因（續）7.         美國氣象學家辛普森指出，冰川是由于太陽輻射強度的周期變化引起了地球上降水、氣溫的相應變化而形成；8.         第三紀的造山運動加上太陽輻射量的變化引起了第四紀冰川的形成（Flint, 1971）；9.      

17、60;  第四紀冰期的周期性與大西洋中海脊上的宇宙塵埃的周期性相似，因此，第四紀洋期與宇宙塵埃有關。10.     冰期對動植物區系的影響11.     以美洲五大湖區為例，1.6萬年至1.8萬年，該地區曾經密布冷杉，在最后一次冰期中，該地區為冰川所覆蓋，1.2萬年前，冰川開始北退，冷杉林重新回到該地區；12.     由于海平面下降，海底陸橋的形成，為陸棲動物的擴散提供了通道，如化石證明白令海峽曾形成了連接西伯利亞與北美的陸橋，這對于現代生物多樣性格局有特別的意義

18、（蔣志剛，1997）；13.     青藏高原的形成與特征14.     青藏高原：形成前中古地中海的海底；在白堊紀晚期，印度板塊與歐亞板塊全面碰撞，在印度板塊的推擠下，現在的青藏高原及相鄰地區逐漸隆升；15.     青藏高原：192.2萬Km2，平均海拔約為4000m。南緣為喜馬拉雅山，全長2400Km，寬約200-300Km，主峰為珠穆朗瑪峰（8848m）；北緣是阿爾金山，東線是祁連山；高原上由南至北依次排列著岡底斯山、喀喇昆侖山、唐古拉山和昆侖山等山脈。16.     高原上大小湖泊有878個，面積為37167Km2；17.     高原外有長江、黃河、瀾滄江、雅魯藏布江等10余條，總流量達2975億m3；18.     終年積雪，南北兩極相似，被稱為世界第三極。19.     青藏高原對生