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第三节
协同进化与物种多样性的形成
第六章 生物的进化
目录
1.协同进化
2.生物多样性的形成
3.生物进化理论在发展
达尔文曾发现一种兰花长着细长的花距，其底部储存着花蜜。达尔文推测，这种花的形成绝不是偶然的，肯定存在这样的昆虫，它们生有同样细长的吸管似的口器，可以从花距中吸到花蜜。大约 50年以后，研究人员果然发现了这样的蛾类昆虫。
问题探讨
某种兰花和专门给它传粉的蛾
【讨论】
1.达尔文作出上述推测的理由是什么？
兰花的生殖离不开传粉昆虫。如果没有与这种兰花结构相适应的传粉昆虫（靠细长的口器获取花距底部的花蜜），这种兰花就难以完成传粉受精，这个物种也就不存在了。
达尔文曾发现一种兰花长着细长的花距，其底部储存着花蜜。达尔文推测，这种花的形成绝不是偶然的，肯定存在这样的昆虫，它们生有同样细长的吸管似的口器，可以从花距中吸到花蜜。大约 50年以后，研究人员果然发现了这样的蛾类昆虫。
问题探讨
某种兰花和专门给它传粉的蛾
【讨论】
2.如果后来未发现这样的蛾类昆虫，是否说明达尔文的推测是错误的？
未发现这样的蛾类昆虫，达尔文的推测就仅仅是一种猜测。不能被证实，不等于这样的昆虫一定不存在，因此并不能说明达尔文的推测一定是错误的。
在自然界，一种植物专门由一种昆虫传粉的情形并不少见。
（1）昆虫传粉的专门化对植物繁衍后代有什么意义？
特定昆虫给特定的植物传粉,这样可以提高传粉的效率，并且昆虫也可以得到较多的食物或保护
（2）虫媒花的进化与传粉昆虫的进化有怎样的关系？
虫媒花与传粉昆虫在相互影响中不断进化和发展——协同进化
问题探讨
学习目标
1.举例说明协同进化
2.概述生物多样性及其形成的过程
3.概述以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的要点，认同其在现有生物进化理论中的主流和核心地位
4.通过了解现代生物进化理论存在的争论和疑点，认同科学理论是不断发展的
1.概念
不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展
2.类型
（1）不同物种之间
（2）生物与无机环境之间
协同进化
作用对象
作用结果
种间斗争
种间互助
（1）不同物种之间——种间斗争
协同进化
【思考】
1.捕食者的存在是否对羚羊有害无益
2.捕食者的存在促进被捕食者种群发展的理由是什么
实际上，捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到了促进种群发展的作用。
“精明的捕食者”策略：
捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。
协同进化
没有我，你跑不了这么快！
没有我，你也跑不了这么快！
“收割理论”
关于捕食者在进化中的作用，美国生态学家斯坦利提出了“收割理论”：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间。
协同进化
没有我，你跑不了这么快！
没有我，你也跑不了这么快！
捕食者的存在有利于增加物种多样性
意义
一般来说，只有动作敏捷、跑得快的捕食者个体才能获得食物，从而生存下来，繁殖后代。因此，羚羊对捕食者种群的进化也起到了促进作用。
在自然界，捕食者和被捕食者都面临生存压力。在自然选择的作用下，它们相互选择，协同进化。由此可见，任何一个物种都不是单独进化的。
协同进化
没有我，你跑不了这么快！
没有我，你也跑不了这么快！
（1）不同物种之间——种间互助
【实例】世界上已知的榕树有800种，98%的榕树种类中，一种榕树只让一种榕小蜂传粉，而一种传粉榕小蜂也仅给一种榕树传粉，它们有着严格的一对一的关系。在漫长的岁月里，榕树和传粉榕小蜂为了彼此的种群繁衍，在结构行为等方面做出适应性改变。
协同进化
（2）生物与无机环境之间
【实例】地球上的原始大气中是没有氧气的，因此，最早出现的生物都是厌氧（进行无氧呼吸）的；最早的光合生物的出现，使得原始大气中有了氧气，这就为好氧生物的出现创造了前提条件。
协同进化
蓝细菌
1.生物多样性形成原因
2.生物多样性的内容
（1）遗传多样性（基因多样性）
指遗传信息的总和，包括地球上所有动植物、微生物个体的基因
（2）物种多样性
地球上生物物种的多样性
（3）生态系统多样性
生物圈中生态环境、生物群落和生态过程的多样性
生物多样性的形成
协同进化
3.生物多样性三个层次的关系
生物多样性的形成
生态系统多样性
变异的不定向性
蛋白质多样性
无机环境的多样性
根本 原因
组 成
导致
直接原因
组成
直接 选择
决定
基因多样性
物种多样性
生物多样性的形成
46亿年前 地球形成
30多亿年前 生命的起源
5.4亿年前 前寒武纪
寒武纪
2.45亿年前
6600万年前
古生代
中生代
新生代
生命的起源（30多亿年前）
研究生物进化最直接、最重要的证据：化石
生物多样性的形成
34亿年前的古细胞化石
最早的生物化石——古细菌（距今35亿年）
前寒武纪（至5.4亿年前）
原核生物，海洋中种类不多的蓝藻和细菌，单细胞生物，简单的两极生态系统：生产者和分解者。
约15亿年前，真核生物出现，有性生殖出现，实现基因重组，增强变异多样，进化明显加快，多细胞生物种类增多。
生物多样性的形成
13亿年前真核生物的红藻化石
前寒武纪地层的水母化石
早古生代生物（寒武纪大爆发，至5.0亿年前）
海洋中大量的无脊椎动物如三叶虫、鹦鹉螺等爆发式地迅速形成。形成生态系统的第三极——消费者，生态系统结构更加复杂稳定。
生物多样性的形成
早古生代生物（寒武纪大爆发，至5.0亿年前）
1984年7月1日，当时还是中国科学院南京地质古生物研究所研究生的侯先光，在云南澄江帽天山西面山坡上发现了纳罗虫化石。纳罗虫是海底爬行泥食性无脊椎动物。随后，包括林桥利虫、云南鳃虾、日射水母贝以及帽天山虫等又陆续被发现，距今5.18亿年前的“澄江生物群”就这样首次呈现在世人面前。
生物多样性的形成
澄江生物群生态复原图
纳罗虫化石及复原图
晚古生代生物（至2.45亿年前）
大约在4亿年前，由于造山运动使海洋缩小，陆地扩大，一些海洋植物，开始适应陆地生活，形成了原始的陆生植物，主要是蕨类。随后才出现了适应陆地生活的动物——原始的两栖类。生物的登陆改变着陆地的环境，陆地上复杂的环境又为生物的进化提供了广阔的舞台，复杂多样的陆地生态系统逐渐形成。
生物多样性的形成
水生、简单、低等
陆生、复杂、高等
中生代生物（至6600万年前）
三叠纪生物复苏,开始出现海生爬行动物，脊椎动物得到进一步发展；侏罗纪是恐龙的天下，发现始祖鸟、中华龙鸟等，昆虫类也开始繁盛；白垩纪末期也是恐龙的灭绝时期，开始出现被子植物。
生物多样性的形成
中生代板块、气候、生物演化极大，末期已出现现代类型生物群的雏形。
新生代生物（至今）
生物多样性的形成
新生代少女化石和复原图
化石
复原图
生物多样性的形成
人类也是生物进化的产物。大约300万年前，森林古猿的一支离开森林，告别树栖生活，走上了向现代人类进化的漫漫长路。在自然界的生存斗争中，人类凭借非凡的大脑、灵巧的双手和群体的力量，已经拥有了其他生物无可比拟的生存优势，并且对其他物种的进化产生了重要影响，不少物种由于人类活动的影响走向绝灭。我们须臾不能忘记的是，包括人类在内的所有生物都是在相互依存、相互制约中生存和发展的，人类的生存和发
展始终受益于生物多样性，保护生物多样性就是保护
人类自己。
1.现代生物进化理论
核心：自然选择
（1）适应是自然选择的结果
（2）种群是生物进化的基本单位
（3）突变和基因重组提供进化的原材料
（4）自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新的物种
（5）生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程
（6）生物多样性是协同进化的结果
生物进化理论在发展
2.生物进化理论在发展
生物进化论不会停滞不前，而是在不断发展
观点1：大量的基因突变是中性的，决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择
观点2：基因突变并不都是中性的，有些基因突变反映在个体的性状上，与环境相适应的程度有差异，因此，不能否认自然选择的作用
观点3：物种形成并不都是渐变的过程，而是物种长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程
影响广泛的观点：以自然选择学说为核心的进化理论
生物进化理论在发展
课堂小结
随堂小测
1.根据斯坦利提出的“收割理论”，在捕食者控制范围内，当某被捕食者种群数量增加而超过某个阈值时，该物种就会受到捕食者的捕食，从而使该物种的种群数量下降；当该种群数量下降到某个阈值时，捕食者会转而捕食其他数量大的种群。下列相关叙述错误的是( )
A.上述捕食者具有食物种类多样的特点
B.捕食者和被捕食者之间难以协同进化
C.捕食者的存在有利于增加物种多样性
D.避免出现一种生物占绝对优势的局面
解析：A、因为捕食者会根据被捕食者种群数量的变化而转换捕食对象，这就意味着捕食者具有食物种类多样的特点，A正确；B、捕食者和被捕食者在相互影响中不断进化和发展，是可以协同进化的。被捕食者为了躲避捕食者进化出一些防御手段，捕食者为了更好捕食也会进化出相应的能力等，B错误；C、由于捕食者会捕食数量多的种群，这就避免了某个种群过度繁殖而影响其他种群，从而有利于增加物种多样性，C正确；D、捕食者控制被捕食者种群数量，能够避免某一种生物数量过多而占绝对优势，使得各种生物都能有生存空间等，D正确。
B
随堂小测
2.1973年，有位进化生物学家针对物种进化提出了红皇后假说：一个物种的任何进化可能构成对其他相关物种的竞争压力，物种之间的关系构成了驱动进化的动力。所以，物种之间的进化保持着一种动态的平衡。下列有关说法正确的是( )
A.红皇后假说认为，即使无机环境没有改变，生物也会进化
B.协同进化就是指生物之间在相互影响中不断进化和发展
C.物种之间的协同进化是通过物种之间的生存斗争实现的
D.一个生物种群的进化一定会促使其他生物种群发生进化
解析：“红皇后假说”认为物种之间的关系构成了驱动进化的选择压，即使无机环境没有改变，生物也会进化， A项正确；协同进化是指不同物种之间以及生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，B项错误；物种之间的协同进化可通过不同物种之间的生存斗争实现，也可通过种间互助等方式实现，C项错误；一个生物种群的进化可能会促使其他生物种群发生进化，而不是一定，D项错误。
A
随堂小测
3.下列关于生物多样性的叙述，正确的是( )
A.生物多样性的形成过程中物种种类保持不变
B.生物多样性的形成是不同物种之间、生物与无机环境之间协同进化的结果
C.捕食者的存在不利于生物多样性形成
D.生物多样性的形成是新物种形成的过程
解析：A、生物多样性的形成过程中物种种类不断变化，A错误；B、生物多样性的形成是不同物种之间、生物与无机环境之间协同进化的结果，B正确；C、捕食者往往捕食老弱病残的个体，有利于生物多样性形成，C错误；D、生物多样性主要包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性，形成过程中不一定有新物种的形成，D错误。
B
THANKS
谢谢观看

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