1、生态学中的进化分析,多层次系统,微进化、宏进化与生态学,宏进化(macro-evolution)种和种以上分类群的进化;微进化(micro-evolution)种以下层次的进化由突变、遗传漂变、基因流和自然选择导致的等位基因频率的改变。进化是生物群体在与环境相互作用过程中连续性的遗传变化经受选择形成的变异积累。,进化与发育,发育:一个系统从发展、壮大、成熟和衰老,直到死亡的结构和过程变化。进化:系统将其信息遗传给下一代系统,信息在不同世代个体之间不断传递过程中发生变化。每代系统都产生(获得)一些新质,抛弃一些旧质进化建立在老个体的死亡和新个体的出生这种新老交替基础之上的。生态系统的“进化”实际
2、上就是发育,广义进化,热力学-耗散结构理论:远离平衡态的物理学和化学过程不可逆的、结构复杂化的自组织非生命复杂系统在一定条件下也会发生类似生物学演化不只有生物界才有进化,整个物质世界都有其演化历史时间是有向的时间的历史?,Catastrophe,自组织系统的宏观特点,突生(Emergence)高层次自生的特征人类自组织排队例子鱼类自组织一群鱼中总有一条雄鱼白蚁自组织筑巢细胞自组织粘菌大分子自组织自复制,自组织系统的进化,自组织升级现有系统组成大系统,成为子系统层次越来越多多样性和复杂性不断增加积累-突变演化规则也在演化涨落-有序,回顾螺旋上升的生物系统谱,生物系统谱的一级结构与二级结构谱带螺旋
3、上升,各个系统的尺度逐渐加大不同的系统按周期为3 的规律出现周期性回到原族,但提高一个等级层次,进化的几个层次,单细胞与多细胞有机体的谱系关系狭义的进化生命系统之间的进化种群种内关系从分散到社会突生出亚单元社会已经不再是同型系统城核系统物理学的新层次生态系统破缺生态器耦合全球生命系统,生物适应的趋异性 小种群漂变,稳定选择、定向选择、分裂选择个体选择、配子选择亲缘选择群体选择性选择选择压进化速度,生态型 - 趋异适应的结果,地理隔离与地方种群生态型、生态宗与生态渐变型生态型的生态和进化意义适应多种环境形成新种的基础回顾:哈代-温伯格平衡,主要生态型,植物气候、土壤、人工(品种)讨论:是说出常见
4、的几个品种动物地理、食物、寄生、季节、人工(品种)微生物,生物对环境适应的趋同性,对单因子(主导因子)的适应结构调整生理变化可遗传实验证据对多因子的适应生活型,生物体对光的响应和适应,短期光胁迫结构调整、生理变化、行为变化对光环境长期适应光周期(临界日长和临界夜长)如何做到花开四季?,生物体对长期光环境的适应进化,以光强和光质为主导因子的生态类型阳性、阴性、半阴性植物昼出性、夜出性、晨昏性、全昼夜动物以日照长度为主导因子的生态类型长夜、中夜、短夜、无光周期植物长夜、中夜、短夜、无光周期动物其他光周期适应,生物体对温度的生态适应,植物的适应短期:结构和生理的适应、驯化长期:可遗传动物的适应短期:
5、结构、生理、行为的适应、驯化长期:可遗传,生物体对水环境的适应,适应方式结构适应生理适应适应类型短期适应生态适应蹲苗长期适应适应进化以水为因子的生态类型,生物体对水环境的长期适应,以水为主导因子的生态类型植物水生(沉水、浮水、挺水)陆生(湿生、中生、旱生)动物水生(海洋动物、低盐水体动物、淡水动物)陆生(喜干、喜湿、喜雪、嫌雪),对多因素的趋同适应生活型,趋同适应:用稳定的性状衡量植物的生活型:度过不利时期的生长点状态Raunkiear的生活型系统Braun-Blanquit系统动物的生活型生活型谱对环境的指示作用器官的趋同适应植物、动物,进化的动力和机制,自我调节:结构、过程与功能涨落、破缺、平衡内稳态、阈限、突变点反馈:正反馈的突生效应自组织升级螺旋上升的生物系统谱不断增加层次,进化的目的性,狭义进化-生物的不可逆变化广义进化-整个宇宙热力学第二定律都有既定目标复杂化、高级化适应能力强更加自主美:终极目标可持续之道:次最优,