资源简介

6.4协同进化与生物多样性的形成
知识清单
五大必备知识梳理+六大易错易混辨析+六大常考拓展知识
一、基础知识
1.协同进化
(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，称为协同进化（coevolution）。
(2)实例：
①猎豹与羚羊的“军备竞赛”：跑得快的个体相互选择，共同进化。
②彗星兰花与细长口器的蛾：花距长度与昆虫口器长度相互适应。
③无花果榕树与榕小蜂：专一性传粉，形成高度互依的协同进化关系。
光合生物与大气氧气：蓝细菌产氧→好氧生物出现→臭氧层形成→陆地生物登陆。
(3)意义：通过协同进化，地球上出现了千姿百态的物种、丰富多彩的基因库以及多种多样的生态系统。
2.捕食者在进化中的作用
(1)精明的捕食者策略：捕食者一般不会将猎物全部吃掉，否则自身也无法生存。这客观上促进了种群的发展。
(2)收割理论（斯坦利）：捕食者往往捕食个体数量多的物种，避免少数物种占据绝对优势，为其他物种的形成腾出空间，从而增加物种多样性。
3.生物多样性的形成
(1)生物多样性的三个层次：
遗传多样性（基因多样性）——根本层次。
物种多样性——直接体现。
生态系统多样性——宏观层次。
(2)形成原因：长期的自然选择和协同进化。
(3)形成过程（主要阶段）：
前寒武纪（约35亿年前）：出现古细菌、蓝细菌等原核生物，生态系统为“生产者+分解者”两极。
寒武纪大爆发（约5.4亿年前）：海洋无脊椎动物爆发式出现，形成“生产者+消费者+分解者”三极生态系统。
古生代：蕨类植物繁盛，两栖类出现，陆生生态系统形成。
中生代：爬行动物（恐龙）成为优势类群，出现裸子植物和鸟类。
新生代：哺乳动物和被子植物成为优势类群，人类出现。
(4)有性生殖的意义：实现了基因重组，增强了变异的多样性，加速了生物进化。
4.现代生物进化理论的核心观点（总结）
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，自然选择导致种群基因频率定向改变。
④隔离是物种形成的必要条件。
⑤生物进化的过程是生物与生物、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。
二、易错易混知识
易混点/常见错误 正确辨析
协同进化只发生在不同物种之间，同种生物之间不存在协同进化。 正确。同种生物之间（如竞争、种内互助）不属于协同进化范畴。协同进化强调不同物种之间或生物与无机环境之间的相互影响。
一种生物灭绝导致另一种生物数量激增，也属于协同进化。 不属于。协同进化是双向的、相互适应的过程，单纯一方灭绝导致另一方数量变化，不体现相互影响中的协同适应。
收割理论认为捕食者会使猎物物种灭绝。 错误。收割理论指出捕食者倾向于捕食数量多的物种，从而避免单一物种占绝对优势，有利于维持并增加物种多样性。
生物多样性仅指物种多样性。 生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次，物种多样性只是其中之一。
生物多样性的形成只是自然选择的结果。 生物多样性是长期自然选择和协同进化共同作用的结果，协同进化（如捕食、竞争、共生等）在其中发挥重要驱动作用。
有性生殖的出现对生物进化没有明显影响。 有性生殖通过基因重组大大增加了变异的多样性，使自然选择的原材料更加丰富，显著加快了生物进化的速度。
特别提醒：①协同进化中的“生物”不仅包括动物植物，也包括微生物（如寄生关系、互利共生）；②捕食并非总有害，适度捕食可促进种群发展和物种多样性；③人类活动已成为影响生物多样性和协同进化的重要因素，保护生物多样性就是保护人类自己。
三、拓展知识
(1)中性突变理论（木村资生）：分子水平上大多数突变是中性的，它们通过遗传漂变固定，而不是自然选择。该理论是对自然选择学说的补充。
(2)间断平衡学说（埃尔德雷奇&古尔德）：物种形成并非总是渐变的，而是长时期稳定与快速成种事件交替出现，可以解释化石记录中的“大爆发”和“空白”。
(3)协同进化的分子证据：如宿主与寄生虫的“红皇后效应”，两者基因不断军备竞赛，导致基因快速进化（如免疫相关基因、病原体表面抗原基因）。
(4)人类活动对协同进化的影响：抗生素滥用导致细菌耐药性快速进化；外来物种入侵破坏原有协同进化关系；过度捕猎导致大型动物灭绝，影响与其互作的生物（如食果动物与种子传播）。
(5)传粉综合征：花部特征（颜色、气味、形状）与特定传粉者（蜂、蝶、蛾、鸟、蝙蝠）的协同进化，形成了高度特化的传粉系统，是协同进化的经典范例。
(6)生态系统工程师：某些生物通过改变环境而影响其他生物的进化，如海狸筑坝、蚯蚓改良土壤、人类改变全球环境，这些也是广义的协同进化。
典型实例辨析：彗星兰花的花距长达30cm，只能由同样具有超长口器的非洲飞蛾传粉。达尔文预见这种蛾的存在，50年后被证实。这种相互适应是长期协同进化的结果，任何一方的改变都会影响另一方的生存，体现了生物之间高度协同的进化关系。

展开更多......

收起↑