第四章 本章提要: 生物进化是指生物与其生存环境之间相互作用并导致遗传系统和表型发生一系列不可 逆转的改变的过程,生物进化不仅表现在生物多样性种类和数量的增加,还表现在生物体的 构造不断趋于复杂和完善 变异和遗传是生物进化发展的基础,变异为进化提供原料,通过遗传保存和积累了某些 变异。对植物而言,个体变异总是基于三个因素,即表型可塑性、遗传重组和突变:植物居 群间的差异则由突变、迁移、选择和繁育系统等因素共同决定, 自然界植物居群之间常常存在不同程度的隔离,隔离的结果是限制或阻止了居群间的基 因流动,从而促使不同地方居群各自按照与环境更加适应的方向分化发展,最终形成不同的 物种。但自然界也有些植物可通过一些特殊的遗传机制,如染色体畸变、染色体多倍化或杂 交等而快速造成变异个体与正常二倍体个体之间基因交流的障碍,直接导致生殖隔离,在这 种情况下,就不需要通过地理隔离作为一种肇始隔离的方式来促使不同个体或居群向不同的 方向分化发展。 从系统演化的角度看,目前地球上生存的近50万种植物都是由早期简单原始的生物经 过几十亿年的发展演化而逐步产生的,这是一个漫长的历史过程,其中既包括了“垂直进化” (生物体结构的复杂化)的过程,也包括了“水平进化”(生物种类分异,多样性增长)的 过程。目前多认为由绿藻经过裸蕨、种子蕨等原始植物阶段,逐步演化产生出在陆地上广泛 分布的蕨类植物、裸子植物和被子植物,苔藓植物则是陆生植物发展中的一个旁支。植物界 的进化趋势是朝着有维管组织分化的、孢子代世代占优势的方向发展。 重要术语和概念: 物种居群变异基因库基因频率表型可塑性遗传重组突变繁育系统哈代-温伯 格平衡基因流遗传漂变自然选择地理宗地方宗亚种生殖隔离形态学种生物学种 物种形成分枝进化线系进化渐进式物种形成爆发式物种形成异地物种形成同地物种 形成邻地物种形成趋同进化平行进化适应辐射同源器官同功器官进化速率进化趋 势表型分异谱系分异绝灭 复习思考题: 1.什么是植物的变异?变异在植物进化中有什么作用? 2.什么是自然选择?你怎样看待自然选择在生物进化中的作用? 3.在什么情况下植物产生与本身一样的后代才具有选择上得优势? 4.什么是基因流?它是如何产生的?基因流对物种的存在和发展有什么意义? 5.在一块小麦田里同时生长有许多杂草,那么在小麦生长发育过程中所进行的生存斗争可 能包括哪些方面? 6.除进化以外,你认为还有其它理论可用来解释地球上生物多样性产生和发展的过程吗?第四章 本章提要: 生物进化是指生物与其生存环境之间相互作用并导致遗传系统和表型发生一系列不可 逆转的改变的过程，生物进化不仅表现在生物多样性种类和数量的增加，还表现在生物体的 构造不断趋于复杂和完善。 变异和遗传是生物进化发展的基础，变异为进化提供原料，通过遗传保存和积累了某些 变异。对植物而言，个体变异总是基于三个因素，即表型可塑性、遗传重组和突变；植物居 群间的差异则由突变、迁移、选择和繁育系统等因素共同决定。 自然界植物居群之间常常存在不同程度的隔离，隔离的结果是限制或阻止了居群间的基 因流动，从而促使不同地方居群各自按照与环境更加适应的方向分化发展，最终形成不同的 物种。但自然界也有些植物可通过一些特殊的遗传机制，如染色体畸变、染色体多倍化或杂 交等而快速造成变异个体与正常二倍体个体之间基因交流的障碍，直接导致生殖隔离，在这 种情况下，就不需要通过地理隔离作为一种肇始隔离的方式来促使不同个体或居群向不同的 方向分化发展。 从系统演化的角度看，目前地球上生存的近 50 万种植物都是由早期简单原始的生物经 过几十亿年的发展演化而逐步产生的，这是一个漫长的历史过程，其中既包括了“垂直进化” （生物体结构的复杂化）的过程，也包括了“水平进化”（生物种类分异，多样性增长）的 过程。目前多认为由绿藻经过裸蕨、种子蕨等原始植物阶段，逐步演化产生出在陆地上广泛 分布的蕨类植物、裸子植物和被子植物，苔藓植物则是陆生植物发展中的一个旁支。植物界 的进化趋势是朝着有维管组织分化的、孢子代世代占优势的方向发展。 重要术语和概念: 物种 居群 变异 基因库 基因频率 表型可塑性 遗传重组 突变 繁育系统 哈代-温伯 格平衡 基因流 遗传漂变 自然选择 地理宗 地方宗 亚种 生殖隔离 形态学种 生物学种 物种形成 分枝进化 线系进化 渐进式物种形成 爆发式物种形成 异地物种形成 同地物种 形成 邻地物种形成 趋同进化 平行进化 适应辐射 同源器官 同功器官 进化速率 进化趋 势 表型分异 谱系分异 绝灭 复习思考题: 1. 什么是植物的变异？变异在植物进化中有什么作用？ 2. 什么是自然选择？你怎样看待自然选择在生物进化中的作用？ 3. 在什么情况下植物产生与本身一样的后代才具有选择上得优势？ 4. 什么是基因流？它是如何产生的？基因流对物种的存在和发展有什么意义？ 5. 在一块小麦田里同时生长有许多杂草，那么在小麦生长发育过程中所进行的生存斗争可 能包括哪些方面？ 6. 除进化以外，你认为还有其它理论可用来解释地球上生物多样性产生和发展的过程吗？