1、關于生態學當中的微觀發展的文獻綜述姓名：鄧建 學號：100903030005 班級：2010級生物科學前曰：生態學的發展史大致可概括為三個階段：生態學建立前期，生態學成長期 和現代生態學發展期。生態學發展史證明它是密切結合人類實踐，是在實踐活動 基礎上發展起來的。在后來，生態學為了適應現代生態學的需要，逐漸向微觀方 向進行了發展。生態學作為生物科學的一個獨立分支，是研究生物與環境之間相 互關系的學科?，F代生態學則具有(1 )從描述性科學走向實驗科學;(2 )研究重點 從個體水平轉移到種群和群落，進而發展到以生態系統研究為中心;(3)生態學 原理與人類各個實踐領域的結合更加密切；(4)數學模型在

2、生態學中得到廣泛應 用等鮮明特點。實施可持續發展戰略，是關系中華民族生存和發展的長遠大計， 而環境污染、人口過剩、資源枯竭、生態惡化是需要首先克服的問題。因此我們 必須重視生態建設和環境保護，也必須研究生態系統的結構和功能，這是生態學 工作者的當務之急。實現可持續發展戰略應該重視和利用現代生態學的成就 正文：現在我們先了解一下生態學的發展歷程：生態學建立前期由公元前2世紀到公元16世紀的歐洲文藝復興，是生態學思想的萌芽時期。 關于生態學的知識，最原始的人類在進行漁獵生活中，就積累著生物的習性和生 態特征的有關生態學知識，只不過沒有形成系統的、成文的科學而已。直到目前， 勞動人民在生產實踐中獲得

3、的動植物生活習性方面的知識，依然是生態學知識的 一個重要來源。作為有文字記載的生態學思想萌芽，在我國和希臘古代著作和歌 謠中都有許多反映。我國的詩經中就記載著一些動物之間的相互作用，如“維 鵲有巢，維鳩居之”，說的是鳩巢的寄生現象。爾雅一書中就有草、木兩章， 記載了 200多種植物的形態和生態環境。古希臘的安比杜列斯(Empedocles)就 注意到植物營養與環境的關系，而亞里士多德(Aristotle)及其學生都描述了動 植物的不同生態類型，如分水棲和陸棲，肉食、食草、雜食等，氣候和地理環境 與植物生長的關系等。生態學的建立和成長期從公元16世紀到20世紀50年代是生態學的建立和成長期。曾被

4、推舉為第 一個現代化學家的Boyle在1670年發表了低氣壓對動物的效應的試驗，標志著 動物生理生態學的開端。1735年法國昆蟲學家Reaumur在其昆蟲學著作中，記 述了許多昆蟲生態學資料，他也是研究積溫與昆蟲發育的先驅。1855年Al. de Candolle將積溫引入植物生態學，為現代積溫理論打下了基礎。1807年德國植 物學家A. Humboldt在植物地理學知識一書中，提出植物群落、群落外貌 等概念，并結合氣候和地理因子描述了物種的分布規律。1859年法國的Saint Hilaire首創ethology 一詞，以表示有機體及其環境之間的關系的科學，但后來一 般將此詞作為動物行為學的名

5、詞。直到1869年，Haeckel首次提出生態學的定義。 1877年德國的Mobius創立生物群落(biocoenose)概念。1890年Merriam首創 生命帶(life zone)假說。1896年Schroter始創個體生態學(autoecology)和群 體生態學(synecology )兩個生態學概念。此后，1895年丹麥哥本哈根大學的Warming的植物分布學(1909年經作者本人改寫，易名為植物生態學)， 和1898年德國波恩大學Schimper的植物地理學兩部劃時代著作，全面總結 了 19世紀末葉以前植物生態學的研究成就，標志著植物生態學已作為一門生物 科學的獨立分支而誕生。至

6、于在動物生態學領域，Adams(1913)的動物生態 學的研究指南，Elton(1927)的動物生態學，Schelford的實驗室和野外 生態學(1929)和生物生態學(1939)，Chapman(1931)的以昆蟲為重點 的動物生態學，Bodenheimer(1938)的動物生態學問題等教科書和專著，為動物生態 學的建立和發展為獨立的生物學分支作出了重要貢獻。我國費鴻年(1937)的動 物生態學綱要也在此時期出版，是我國第一部動物生態學著作。前蘇聯的首部 動物生態學基礎也于1945年由KamkapoB完成并出版。但直到Allee， Emerson等合寫的內容極為廣泛的動物生態學原理于1949

7、年出版時，動物 生態學才被認為進入成熟期。由此可見，植物生態學的成熟大致比動物生態學要 早半個世紀，并且自19世紀初到中葉，植物生態學和動物生態學是平行和相對 獨立發展的時期。植物生態學以植物群落學研究為主流，動物生態學則以種群生 態學為主流。在植物群落學研究方面，在半個多世紀中大致形成了4個主要學派：英美學派以美國的F. E. Clements和英國的A. G. Tansley為代表。以研究植物群 落的演替和創建頂極學說而著名，有影響的著作有Clements (1916)的植物的 演替，Clements與Weaver (1929)的植物生態學和Tansley (1923)的實 用植物生態學等

8、。法瑞學派以法國的J. Braun-Blanquet和瑞士的E. Rubel為代表。他們以特征種和區 別種劃分群落類型，稱為群叢，并建立了比較嚴格的植被等級分類系統，完成了 大量的植被圖，在各學派中影響最大。主要著作有Braun-Blanquet (1928)的植 物社會學和Rubel (1922)的地植物學研究方法。北歐學派以瑞典的Du. Rietz為代表，以注重群落分析為特點。1935年與法瑞學派合流后，被稱為大陸學派。重要著作有Rietz (1921 )的 近代社會學方法論基礎。前蘇聯學派以B. H. CyKaueB為代表。他們注重建群種與優勢種，建立了一個植 被等級分類系統，并重視植被

9、生態與植被地理工作。代表著作有CyKaeB的 植物群落學(1908)和和生物地理群落學與植物群落學(1945)。動物生態學在本世紀60年代以前的主流是動物種群生態學，尤其是關于種 群調節和種群增長的數學模型研究。50年代在美國冷泉港會議上進行了有關種 群調節的大論戰。生物學派的代表人物有澳大利亞的Nicholson和英國的Lack等；而氣候學派的代表是澳大利亞的 Andre-wartha和Birch；此外，也有折衷的，如Milne等。種群增長模型研究， 有 Pearl (1920)再度提出 Verhulst (1838)的邏輯斯諦模型，到 Lotka-Volterra (1926)的競爭和捕食

10、模型，Gause (1934)的實驗種群研究。此外，在本世紀 60年代以前，植物的生理生態、動物的生理生態或實驗生態，動物群落、動物 行為、湖泊的生產力和能量收支等方面也都有重要的發展?，F代生態學發展期從本世紀60年代至今，是生態學蓬勃發展的年代。二次大戰以后，人類 的經濟和科學技術獲得史無前例的飛速發展，既給人類社會帶來了進步和幸福， 也帶來了環境、人口、資源和全球性變化等關系到人類自身生存的重大問題。這 些是促進生態學大發展的時代背景和實踐基礎；而近代的數學、物理、化學和工 程技術向生態學的滲透，尤其是電子計算機、高精度的分析測定技術、高分辨率 的遙感儀器和地理信息系統等高精技術為生態學發

11、展準備了條件?，F代生態學發 展的主要趨勢如下：生態系統生態學研究是生態學發展的主流。國際生物學計劃(IBP，1964 1974)是有97個國家參加，包括陸地生產力、淡水生產力、海洋生產力、資源 利用和管理等7個領域的生物科學中空前浩大的計劃，其中心是全球主要生態系 統的結構、功能和生物生產力研究。IBP先后出版35本手冊和一套全球主要生 態系統叢書。以后，為1972年開始的更具有實踐意義的人與生物圈(MAB)計 劃所替代。以生態系統為中心的特點也反映在生態學教科書上。E. Odum的生態學基礎(1983改名為BasicEcology)，開創以生態系統 為骨干的體系。以后，分別討論植物生態學和動

12、物生態學的教材就很少了 o Harper (1977)的研究，打開了植物種群生態學的局面，也促進了動植物生態學的 匯流。種群生態學成為生態系統研究的基礎。系統生態學的發展是系統分析和生態學的結合，它進一步豐富了本學科 的方法論，E. Odum甚至稱其為生態學發展中的革命。Patten等(1971 )的生 態學中的系統分析和模擬、Smith (1975)的生態學模型，Jorgenson (1983， 1988)的生態模型法原理和H. Odum (1983)的系統生態學引論等為 這方面的主要專著。70年代以來，群落生態學有明顯發展，由描述群落結構、發展到數量生 態學，包括群落的排序和數量分類，并進

13、而探討群落結構形成的機理。如Strong 等(1984)的生態群落* Gee等(1987)的群落的組織和Hastings (1988) 的群落生態學文集。Tilman (1982, 1988)則從植物資源競爭模型研究開始 探討群落結構理論，如資源競爭與植物群落和植物對策與植物群落的結構 和動態，Cohen的食物網和生態位空間(1978)、群落食物網：資料和理論(1990)和Pimm的食物網(1982)等著作，使食物網理論有明顯發展，特 別是提出一些統計規律和預測模型(如級聯模型cascade model)o Schoener(1986) 則明確提出群落生態學的機理性研究：一種新還原論？?，F代生

14、態學向宏觀和微觀兩極發展，雖然宏觀的是主流，但微觀的成就 同樣重大而不容忽視。在生理生態學方面，80年代以來的重要專著有Townsend 等(1981 )的生理生態學：對資源利用的進化研究，其再版改名為Sibly等 (1987)的生理生態學：進化研究其作者之一 Calow創辦了功能生態學 新刊(1987年開始，英國生態學會主辦)。1986年有20余名專家討論生理生 態學研究新方向，提出了發展有機體生物學的一個多學科綜合研究。植物生理生 態學領域的重要著作有Lacher (1975)的植物生理生態學。行為生態學的發展。德國的Lorens (1950)和Tinbergen (1951， 1953)

15、發 展了行為生態學，他們均是諾貝爾獎金獲得者。Wilson (1975)的社會生物學： 新的綜合是一部名著，重點在社群行為。J. Krebs (1978，1987)的行為生 態學引論是該領域第一本較全面系統的專著。至于從進化角度討論行為的專著 有Alock (1975)的動物的行為：進化研究和Barnard (1983)的動 物的行為：生態學和進化論?；瘜W生態學。種間和種內斗爭，都會依賴于化學物質，它也是群落和生態 系統的基礎。生態學考慮信息的作用為時不長。第一本是Sondheimer(1969)的 化學生態學，以后有Barbier (1979)的化學生態學引論和Harborne( 1988)

16、 的生態生物化學引論和Bell等(1984； 1990有中譯本)的昆蟲化學生態 學。生態學、行為學和進化論相結合，形成了進化生態學，也是當前生態學發 展的一個特點。最早提出進化生態學的是Orians(1972)，70年代獲得較顯著發 展，出現多本專著，如 Pianka(1974)、Emlen(1973)、Shorrocks ( 1984)和前 蘇聯學者Shvarts(1977)所著的專著都以進化生態學或類似書名出版Futuyma (1983)則編著了協同進化。應用生態學的迅速發展是70年代以來的另一重要趨勢，其方向之多、 涉及領域和部門之廣，與其他自然科學和社會科學結合點之多，真是五花八門，

17、使人感到難以給予劃定范圍和界限。限于篇幅，僅介紹幾個顯著的。生態學與環 境問題研究相結合，是70年代后期應用生態學最重要的領域。這不僅是污染生 態學的發展，還促進保護生態學、生態毒理學、生物監察、生態系統的恢復和重 建、生物多樣性的保護等方向。主要著作如：Anderson (1981 )的環境科學用 的生態學，Park (1980)的生態學與環境管理、Polunin (1986)的生態系 統的理論與應用、IUCN (1980)的世界保護對策：生物資源保護與持續發展 等。生態學與經濟學相結合，產生了經濟生態學。雖然這是尚未成熟的學科，但 國內外都給以相當重視，它研究各類生態系統、種群、群落、生物

18、圈的過程與經 濟過程相互作用方式、調節機制及其經濟價值的體現。適宜于生態學家讀的可能 是Clark (1981 )的生物經濟學一書。生態工程是根據生態系統中物種共生、物質循環再生等原理設計的分層多 級利用的生產工藝。我國在農業生態工程應用上廣為群眾按受，創造了許多不同 形式，已引起國際上重視，雖然其理論發展還落后于實踐。Mitsch (1989)等的 生態工程是世界上第一本生態工程專著。人類生態學的定義、內容和范圍，大約是最難準確劃定的，它也是聯系自然 科學和社會科學的紐帶。雖然70年代已有人類生態學專著出現，如Sargent (1974)、Ehrlich (1973)和 Smith (197

19、6)，以后有 Clapham (1981 )的人類 生態系統，但尚未見公認而比較系統的專著。馬世駿(1983)提出的“社會- 經濟-自然復合生態系統的概念與人類生態系統很接近，而前蘇聯的社會生態 學(馬爾科夫，1989)大致與人類生態學相一致。此外，農業生態學、城市生態學、漁業生態學、放射生態學等都是生態學應 用的重要領域。與應用領域密切相關、從研究層次又更為宏觀的景觀生態學和全球生態 學是近一二十年發展起來的新方向。前者如Naveh (1983)的景觀生態學：理 論和應用，Forman等(1986)的景觀生態學。后者與全球性的環境問題和 全球性變化有關，也可稱為生物圈生態學，而蓋阿假說(Ga

20、ia hypothesis)，即地 球表面的溫度和化學組成是受地球這個行星的生物總體(biota)的生命活動所主 動調節的，并保持著動態的平衡，這是全球生態學的主要理論，目前已受到廣泛 重視。主要著作有：Lovelock (1988)的蓋阿時代，Rambler (1989)的全 球生態學：走向生物圈科學、和Bolin (1979)、Southwick (1985)等以“全球 生態學”為書名的專著。在生態學的逐漸發展之中，發展趨勢發生了一定的變化，主要是往微觀方向 進行了發展。生態學經歷了一個半世紀的發展，已經形成了比較完整的學科結構和成熟的 理論體系。一般認為，生態學是以個體、種群、群落、生態

21、系統為中心的宏觀生 物學，其特有的研究對象包括種群、群落、生態系統和生物圈等。因此，按其研 究對象可分為個體生態學、種群生態學、群落與生態系統及其以上水平的生態學。 分子生物學是研究生命活動的大分子如蛋白質、核酸的科學。在短短的幾十年中， 分子生物學取得了輝煌的成就，已引起了整個生物科學的革命，在分子水平上闡 述生命現象的發生、發展機理已成為生物學家們共同關注的目標。采用分子生物 學的研究方法和研究成果來闡述生態規律的分子機理，進而產生了一門嶄新的學 科一分子生態學(Molecular Ecology) o目前，分子生態學已成為當前國際生物學 的研究熱點之一，是生態學研究的新領域。1分子生態學

22、的概況1.1分子生態學的產生和發展1966年，Harris首次把同工酶分析用于人類，Richardson等出版的等位酶 電泳一動物系統學和種群研究手冊”，被認為是分子生態學的雛形。1976年， Avise、Lansman等第1次將線粒體DNA的分析方法應用于自然種群的研究，被 看作是分子生態學的首次工作。在隨后的幾十年里，無論是在基礎理論還是在應 用技術方面的分子生態學研究均取得了突飛猛進的發展。1992年，英國生態學 會主辦的國際性刊物分子生態學(Molecular ecology)的創刊成為分子生態學 誕生的主要標志1。1.2分子生態學的概念Hoelzel認為，分子生態學是以DNA和蛋白質

23、的特征為基礎，研究物種的進 化、演化及種群生物學的科學2。Burke在分子生態學的創刊號首卷的社論 中解釋了分子生態學的概念，認為分子生態學是分子生物學與生態學有機結合的 一個很好的界面3。向近敏認為，分子生態學是研究細胞內生物活性分子與其分 子環境關系的科學4。而目前較為一致的看法是：分子生態學是生態學的微觀研 究層次與領域，它利用分子生物學原理、方法和技術，來研究生命系統與環境系 統相互作用的機理及其分子機制的科學，從分子水平探討生物與環境的關系1】。1.3分子生態學的研究對象和研究內容分子生態學主要涉及分子種群生物學、分子環境遺傳學和分子適應3個方面 的問題，在技術上主要有用于物種鑒定的

24、分子技術、新探針的構建以及用于種群 研究的基因序列分析和引物設計以及探討基因工程產物的環境適應性和投放環 境后所引起的物種與環境互作、物種之間互作、種內競爭等方面的生態效應等重 要領域。實際上分子生態學不是簡單的分子技術在生態學問題中的應用，其研究 內容還遠不止于此。2分子生態學的研究現狀2.1分子生態學研究途徑和技術手段分子生態學的方法分為兩大類，即屬于DNA層次的研究方法和蛋白質層次 的研究方法。蛋白質層次的研究多采用多位點等位酶為指標，DNA層次的主要 研究對象是線粒體DNA、葉綠體DNA、核糖體DNA及基因組DNA。2.1.1蛋白質技術等位酶指一定基因位點上不同的等位基因編碼的酶。等位

25、酶分析技術是分子 生態學研究中重要的技術手段。等位酶分析技術基本步驟是按個體提取具有活性 的酶，然后電泳、染色。為正確解釋等位酶譜帶，通常要了解每一種等位酶變異 的遺傳基礎，這需要至少分析10-20個獨立分離的多態性位點，才能達到統計的 可信度。等位酶技術操作相對簡單，花費少，統計方法標準。等位酶分析對一些 普遍理論的提出作出了重要貢獻，如自然種群的遺傳維持、性別的進化意義、在 適應性進化中基因的角色、種群地理結構的起源以及遺傳多樣性的生態學意義 等。采用蛋白質電泳獲得多位點等位酶圖譜是分子生態學研究中最有價值的資料 之一。但對于一些狹域分布的地方種群，往往缺乏多態性的位點，無法進行等位 酶分

26、析；另外，由于酶自身容易失活等特性，使得該技術在實際應用中具有一定 的局限性。2.1.2 DNA 技術。隨著分子生物學技術的迅速發展，DNA分析技術成為生態學家的必然選擇。 DNA相對于等位酶而言，有更豐富的變異，至能夠提供區分個體的特異性“指 紋”(fingerprint)，同時試驗材料易于獲得，從化石到活體材料都可以用，且所 需材料微少。DNA通常分2種類型，即核DNA和細胞器DNA。前者亦稱為基因組DNA, 多適宜于種群內的研究；后者相對保守，主要用于研究種間系譜關系。細胞器 DNA多為母系遺傳，為研究母系血親關系提供了可能途徑5。DNA分析技術與 等位酶技術相比較復雜，其基本過程包括：

27、DNA提取、限制性酶切、PCR擴增、 分子雜交、基因文庫構建、DNA測序或指紋譜帶測定等。歸納起來主要有以下 幾種DNA技術，即限制性片段長度多態性(RFLPs)、隨機擴增多態性DNA標記 (RAPDs)、可變數目串聯重復(VNTRs)以及簡單重復間序列標記(ISSR DNA測 序(DNA sequences)。其中 VNTRs 包括多位點小衛星(multi-locus minisatellite DNA)、單位點小衛星(single locus minisatellite DNA)和微衛星(microsatellite DNA)3種類型。2.2分子生態學的應用領域和研究熱點2.2.1分子生態

28、學的應用領域2.2.1.1分子生態學在動物生態學中的應用動物線粒體DNA分子量小，且是共價閉合環狀雙鏈結構，呈嚴格的母系遺 傳，無組織特異性，進化速度快，特別適合進行RFLP分析。Glaus首先報道 了珍珠雞(Agelastes Meleagrides )和火雞(Turkey)線粒體 DNA 的 RFLP 長度 多態性，并選用家雞的16S rRNA、ND6等基因的DNA探針對部分鳥類的親緣 關系進行了研究。隨后的研究也比較多，根據已有資料，目前已對131種鳥類進 行了線粒體DNA的RFLP研究。張亞平等用微衛星標記對13只人工飼養的 大熊貓進行了親緣關系分析，得出了繁殖能力較強的父本個體，這對

29、于大熊貓人 工繁殖過程中選擇有效的雄性個體及理想的配對方案都十分必要。分子標記技術 已廣泛應用于對兩棲動物、哺乳動物和魚類等類群的遺傳譜系關系分析，確定物 種或物種內不同品系的親緣關系。楊光等8把分子生物學技術應用到中國江豚的 研究，通過對線粒體DNA控制區序列的變異分析，揭示中國水域江豚的不同種 群間可能已經有了顯著的遺傳分化，種群間缺乏基因交流，因此在進行江豚資源 管理和種群保護時需要把它們作為不同的種群單元來區別對待。在動物分子生態學研究中，獲取試驗材料一直是困擾研究者的一大難題。常 用方法是捕獲或者麻醉動物，然后采集血液或組織。但從野生動物保護的角度來 說，該方法存在許多問題，使其應用

30、受到限制。首先野生動物對人類相當警覺， 或其出沒地區人類難以到達，捕捉它們有一定難度；另外，捕捉和麻醉都有可能 干擾其正常生理過程，改變其行為或更換棲息地；再者，對一些瀕危動物個體的 傷害則可能影響到整個種群，甚至整個物種的安危。動物體時時刻刻都在進行新 陳代謝，其腸道也會有細胞脫落混在其糞便中而排出體外。研究表明，每克人的 新鮮糞便中有105個腸道細胞，而且大部分是活細胞9，這就意味著可以從糞便 中獲取糞便產生者的DNA進行分子遺傳學分析。Hoss等10在Nature發表的 第一篇關于從熊糞便中獲得DNA的論文，標志著糞便DNA分析技術的建立， 為生態學研究提供了有價值的資料。目前該方法的應

31、用范圍已經包括物種鑒別、 個體識別、性別鑒定、親緣關系鑒定、母系鑒定、父權認定、種群數量估計以及 領地范圍估測等。2.2.1.2分子生態學在植物生態學中的應用分子生態學在植物生態學中的應用主要涉及瀕危植物保護生物學的應用、物 種的遺傳多樣性和種群生存力分析、植物的生殖行為研究以及轉基因植物釋放的 生態學評估等方面。府宇雷等11應用隨機擴增多態DNA (RAPD)方法，分別 對我國5個緯度8個不同地點的野大豆(Glycine so”)種群及浙江金華地區5 個野大豆種群，進行了分子生態學研究，發現這些野大豆種群存在較高的遺傳變 異，并且這些變異與地理緯度有一定正相關。李丹等12通過RAPD對3個馬

32、尾 松種群的遺傳多樣性的分析表明，遺傳多樣性主要仍在種群內，種群間遺傳距離 值與海拔差距呈顯著正相關。林鵬用分子生態學技術研究紅樹群落，澄清了 木欖屬(Bruguiera)的尖瓣海蓮(B. sexangula var. phynchop etala)的歸屬問題， 明確了尖瓣海蓮是海蓮(B . sexangula )的一個變種，而非海蓮與木欖 (B. gymmorrhiza)的雜交種。2.2.1.3分子生態學在微生物生態學中的應用自然界中存在大量不可培養的微生物，因此，傳統方法研究微生物的、區系 缺乏全面性。而rDNA基因序列在微生物中高度的保守性和多樣性，可以根據其 序列的相似程度反映出它們的

33、系統發育關系。其中，16S rDNA序列分析已成 為細菌種屬鑒定和分類的標準方法，并揭示了許多微生物新類群。近年來，23S rDNA的基因及16-23S rDNA序列間區(ISR)的分析已成為細菌分類和鑒定中 的熱點。根據rRNA基因的多拷貝性及高度保守的特性，利用核酸探針技術可以 檢測環境樣品中微生物的種群或特定種的存在。目前這類探針已用于檢測 Escherichia coli，Listeriaspp.，Yersimiaspp.及 Mycobacterium avium 等致病性細菌。 總之，以rDNA基因分析方法為代表的核酸技術將微生物多樣性及微生物生態學 研究帶入了新的時代，極大地推動了

34、微生物多樣性的研究。Mcorist等15傭復合 引物技術檢驗了 Lawsonia intracellularis，為回腸炎的流行病學調查提供了快速、 準確的方法。張曉君等16利用16s rDNA克隆測序的方法分析了馬蘭冰川一個深 層冰芯樣品的微生物多樣性，樣品中有許多序列與嗜冷微生物的序列很相似。Gong等17和Whitford等18分別用PCR-DGGE技術研究了肉仔雞腸道和瘤胃微 生物的區系。王平等19采用發光光度法對土壤中小麥根部帶lux AB基因的熒光 假單胞菌進行了跟蹤檢測和回收，發現在接種后5個月的田里的土壤中還能用上 述方法檢測到定殖 于小麥根部的標記菌株?；?因工程微生 物(g

35、enetically engineered microorganism， GEM)生態學的研究已成為微生物分子生態學的一 項主要研究內容之一。GEM生態學研究的主要內容有生物學特征鑒定、GEM的 適合度和潛在的延遲效應、環境釋放規模和頻度、基因轉移和遺傳穩定性以及潛 在的生態影響。2.2.1.4分子生態學與空間生態學的結合應用生態學發展至今有2件大事令人矚目:一是1992年分子生態學的創刊， 標志著分子生態學這門學科的正式誕生；一是被稱為“生態學理論的最后前沿” 的空間生態學(Spatial ecology)的誕生?？臻g生態學是一門側重生物個體及其 組織的空間位置和各種生態過程空間尺度的學科，

36、在其理論模型中往往直接或間 接包含有空間變量。目前在許多實例研究中，這2門學科正逐步融合到一起。尤 其是微衛星等DNA標記技術已被廣泛應用于分子生態學研究的多個領域中，在 種群的空間遺傳結構、基因流研究領域正逐步與現代空間技術(3S)結合起來， 開拓了分子生態學與空間生態學相結合的新的研究領域空間分子生態學(Spatial Molecular Ecology)。2.2.2分子生態學的研究熱點2.2.2.1生態適應性研究生態適應性研究主要研究植物對水、溫度、鹽、重金屬等非生物脅迫的分子 反應以及生物脅迫反應，包括脅迫環境下植物數量性狀的QTL定位、熱激反應Ipomoea的生態適應等。研究表明，多

37、數黃酮類物質可緩解熱脅迫而保證 pur-puread的正常結實 如。Ipomoea2.2.2.2重組生物帶來的危險重組生物的存活、繁殖、擴散和對其他生物的影響以及對重組生物提出生態 預測，是分子生態學研究的熱點問題之一。一些學者認為，大多數遺傳工程產生 的產物并不會帶來大的風險，然而人們并不能因此排除它們中的一部分會帶來嚴 重后果。雖然現在尚無關于遺傳工程改良產物危險環境的令人信服的證據，但依 據人類在引種、育種方面的經驗，以及目前遺傳學、生態學及進化學等有關知識， 可以推論遺傳工程生物釋放于環境可能產生的潛在效應。2.2.2.3保護生物學保護生物學的核心是生物多樣性的保護。就物種多樣性而言，

38、盡管遺傳工程 本身在技術上可增加其潛力，但實際上遺傳工程改良生物投放環境后的直接和間 接效應卻將減低物種的多樣性。在生產上，人們更愿意選擇產量高的品種而將其 他品種淘汰。遺傳工程生物專利禁止育種學家們自由交換種質，限制遺傳交流等 都降低了遺傳多樣性。轉基因生物進入環境后參與的優良物種競爭可能會使一些 本來稀有的動植物種類滅絕或排斥本地種，如何協調遺傳工程或保存物種、基因 的多樣性是分子生態學的一個重要任務。2.2.2.4行為生態學目前對動物行為生態學研究較多，而植物行為生態學正處于發展的初級階 段，它的一個重要特點是把生態學與行為學、遺傳學和進化理論結合在一起，并 引入經濟學思想，探索新的研究

39、理論和研究方法。其研究熱點主要有花粉和種子 傳播的分子鑒定、克隆繁殖植物的克隆結構及其斑塊形成機、有性繁殖和無性繁 殖的比例等22。3分子生態學的發展趨勢及展望分子生態學才剛剛興起接近二十年，但發展很快?？梢灶A計，隨著各種檢測 DNA多樣性方法的發明和廣泛使用，分子生態學將成為生態學的一個重要研究 領域，其研究范圍將越來越廣泛，研究內容也越來越豐富，闡明問題也越來越深 入，各種生物種群的遺傳結構將得到進一步闡明。通過適應性基因的克隆及其分 子分析可以揭示適應的起源并建立一個統一的進化理論，更重要的是分子生態學 可以從功能上闡明生態學的分子機理。總結：分子生態學也僅僅是一種新的技術手段，只有將它

40、與傳統生態學、種群統計、 生理學、環境學等學科和方法結合起來，將分子信息與生態的、統計的、生理的 野外數據結合起來，才能最終理解種群的結構與動態、物種不同形態及生理特征 的實際意義，才能理解物種或種群的進化規律。參考文獻徐正強，唐繼榮，姚明亮.分子生態學簡介J.生物學教學，1999, 24(11): 4 6.Hoelzel A R. Conservation genetics of whales and dolphins J. Molecular Ecology, 1992, 1: 119125.Bruke T, Seidler R, Smith H. Editorial J. Molecular Ecology, 1992, 1: 1.向近敏，林雨霖，向連濱.分子生態調節是免疫功能發生的必需機制J.免 疫學雜志，1997, 13(2): 131135.黃瑞林，印遇龍，侯振平.分子生態學的興起與應用.J.廣西農業生物科學， 2005, 24(1): 8085.Glaus K. Structure organization and evolution of avian mitochondlrialDNA D. Columbus(USA): Ohio State Un