高中生物 物种的形成步骤及其方式.docx

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高中生物物种的形成步骤及其方式

物种的形成步骤及其方式

选择进化的关键阶段是形成新物种，即物种形成（Speciation）。

物种起源是生物学的一个中心问题，目前广为学者们所接受的是地理物种形成说（Geographical theory of speciation）。

1. 物种形成的步骤

地理隔离（Geographical isolation）：

通常是由于地理屏障形起的，将两个种群彼此隔离，阻碍了种群间个体交换，从而使基因交流受阻。

独立进化（Independent evolution）：

两个地理上和生殖上隔离的种群各自独立地进化，适应于各自的特殊环境。

生殖隔离（Reproductive isolation）机制的建立：

若地理隔离屏障消失，两个种群的个体可再次相遇和接触，但由于建立了生殖隔离机制，基因交流已不可能，因而成为两个种，物种形成过程完成。

2. 生殖隔离形成的因素

（1）合子前隔离（Prezygotic mechanisms）：

发生在合子形成之前，阻碍受精（Fertilization）和形成合子（Zygote）。

栖息地隔离（Habitat isolation）：

两个种群虽分布于同一地理区域，但各有自己的栖息地。

时间隔离（Time isolation）：

两个种群虽有共同的分布区，但性成熟时间不同，如成熟于不同季节。

行为隔离（Behavior isolation）：

交配前的行为不同，使彼此不能相容和交配。

生殖器官隔离（Organs of generation isolation）：

动物的生殖器官不同，植物的花不同，均可阻止两个种群间的交叉受精。

（2）合子后隔离（Postzygotic isolation）：

发生在合子形成以后，虽然两性配子可受精并形成合子，但合子无生活能力，或只能发育为不育的杂种。

杂种的生活能力极弱，或完全不能生活。

发育过程中的杂种不育，如性腺发育异常，减数分裂中断或破坏。

F2代受损。

F1代虽然能正常生活和生育，但F2代具有很多生活能力弱和不育的个体。

该现象称为杂种破落（Hybrid decline）。

如树棉（Gossypium arboreum）与草棉（Gossypium herbaceum）之间的F1杂种是健壮而可孕的，但其F2太弱，以致不能生存。

3. 物种形成的方式

（1）异域性物种形成（Allopatric speciation）：

通过大范围的地理分割，分开的两个种群各自演化，形成生殖隔离机制，如猫科、犬科等大型食肉兽，鸟类等，其分布范围很大，食性不专，一般采取K-对策繁殖，通常要经历很长时间才形成两个物种。

通过种群中少数个体从原种群分离出去，到达他地并经地理隔离和独立演化而成新种。

与母群隔离的种群通常规模不大，是处于半孤立状态的边缘小群。

这种新种形成方式多见于啮齿类、灵长类、昆虫等属于r-繁殖对策的种类。

（2）邻域性物种形成（Parapatric speciation）：

出现在地理分布区相邻的两个种群间的物种形成。

在一个分布区很广的物种，由于边缘栖息地环境上的区别，使种群内的次群分化、独立，虽然没有出现地理隔离屏障（以此与异域形成Ⅱ型相区别），也能成为基因流动的障碍，在自然选择的作用下，逐渐形成生殖隔离机制而形成新种。

邻域形成多见于活动性少的生物，如植物、鼹鼠、无翅昆虫等。

邻域形成显然不如异域形成普遍。

（3）同域性物种形成（Sympatric speciation）：

在母种群分布区内部，由于生态位的分离，逐渐建立若干子群，子群间由于逐步建立的生殖隔离，形成基因库的分离而形成新种

在自然界中同域性物种形成的可能性很少，一般认为寄生生物中最有可能出现同域性物种形成。

因为寄生物常具有宿主的特异性，又多在宿主体内交配，故较易形成与母群的生殖隔离。

一个不容争辩的同域性物种生成的例子是植物通过多倍体（Polyploitly）发生的。

多倍体是整个染色体组的自发复制，致使个体中原来染色体数成倍增加。

多倍体在植物中很常见，通常形成更大、生命力更强的形态。

多倍体在动物中通常不能存活，尽管有一些两栖类是多倍体。

多倍体植物与原来种群在性上不再兼容，但能建立一个占据不同生境的独特种群。

大米草（Spartina towunsendii）是来源于S. anglica的多倍体。

它比原来植物生命力更强，在英国占据了大面积沙丘地域。