第二章生物与环境..ppt

第二章生物与环境
内容
第一节地球上的生物
一、生命的起源与进化
二、生物多样性
三、地球自我调节理论——Gaia hypothesis
第三节生物与环境因子的相互作用
一、光因子的生态作用及生物的适应
二、温度因子的生态作用及生物的适应
三、水因子的生态作用及生物的适应
四、土壤因子的生态作用及生物的适应
五、其他环境因子的生态作用及生物的适应
六、环境因子作用的一般规律
第一节
第一节地球上的生物
一、生命的起源与进化
二、生物多样性
三、地球自我调节理论——Gaia hypothesis
一、生命的起源与进化
地球
水蒸气
N2
H2S
H2
NH3
CH4
紫外线
46亿年前的大气成分
为原始生命的产生提供了条件
复杂的化合物
生命活性的大分子(蛋白质和能够自我复制的核酸分子)
光合自养生物
绿色植物等……
(一) 生命的起源
(二) 生物种的概念

物种是客观存在的,是由内在诸多因素(特征、遗传、生理、生态、行为)共同决定的个体的集合,是自然界中的一个基本进化单位和功能单位。
基因型:种的遗传本质,生物性状表现必须具备的内在因素。
表型:与环境结合后实际表现出的可见性状。

在生物界的漫长历程中,种的分化是生物对环境异质性的适应结果。
(三) 生物的协同进化
生物的进化由遗传变异和自然选择共同作用,形成了生物与环境间的协同发展。

生命是适应环境的一种特殊的物质运动,并由于遗传变异和自然选择的作用而向着更高级、更适应环境的方向进化。生命的存在是一个不断适应环境的过程,同时,生命也在这个过程中不断地改变着环境,这就是生物与环境间的协同发展。
(三) 生物的协同进化
生物间的协同进化,主要是由于生物个体的进化过程是在其环境的选择压力下进行的。因此,一个物种的进化必然会改变作用于其他生物的选择压力,引起其他生物也发生变化,这些变化反过来又会引起相关物种的进一步变化。这种两个相互作用的物种在进化过程中发展的相互适应的共同进化过程即为协同进化(coevolution)。在很多情况下,两个或更多物种的单独进化常常互相影响,形成一个相互作用的协同适应系统(coadapted system)。

(三) 生物的协同进化
(1)昆虫与植物之间的协同进化
(2)大型食草动物与植物的协同进化
(3)互惠共生物种间的协同进化
(4)协同适应系统
生物协同进化的四种情况:
互惠共生的物种间,常以尽量减少损害对方的方式而实现互利共生和协同进化。
拉马克学说:
用进废退和获得性遗传。在神创论占统治地位的情况下,推翻了物种不变论,奠定了科学进化论的基础,有重要历史功绩。但因当时科学水平的局限,其理论论据不足。
新拉马克主义:
也强调用进废退,认为环境的作用比生物体自身更重要,生物适应环境所获得的性状是可遗传的,可被同化进入基因组,进而传递到下一代,这是生物变异和进化的主要原因。
该学派对获得性状的遗传机制进行了研究和论述,但尚缺乏事实证明,且认识上存在片面性,如过分强调环境的作用,忽视生物与环境间的相互作用和自然选择的作用等。
几个进化理论简介
拉马克学说与新拉马克主义
达尔文理论的核心是自然选择学说,其要点是:各种生物都具有很高的繁殖率,每个物种都有按几何级数繁殖后代的潜在可能性;但实际上自然界中各物种数量在一定时期内保持相对稳定,各种原因使得动物的卵子、植物的种子、幼体很大一部分被淘汰;物种的巨大繁殖潜力未能实现的原因是生存斗争,包括生存资源的竞争、种间竞争和种内竞争,种内竞争更激烈;生物普遍存在变异,没有两个个体是完全相同的;在生存斗争中,具有有利变异的个体得到最好的机会保存自己和生育后代,而有不利变异的个体则遭淘汰,这叫“自然选择”(natural selection)或“适者生存”;通过长期的、一代一代的自然选择,物种的变异被定向积累下来,逐渐形成新的物种,从而推动生物进化。
达尔文进化论的提出,是生物学的一次伟大革命。但限于当时科学发展水平,该理论也有不足:如承认获得性遗传、演绎推理多于提出论据、将理论基于当时的“融合遗传”假说、强调生物进化的“渐进性”,完全否认“跳跃性”进化等。
达尔文学说、新达尔文主义和现代达尔文主义