生物的自然选择

null生物的自然选择生物的自然选择By：王从彦 Liuyuexue623@163.com1. 自然选择的概念1. 自然选择的概念自然选择是对有差别的存活能力和生殖能力个体的选择。null自然选择仅出现在具有不同存活和生育能力的、遗传上不同的基因型个体之间，即当各基因型个体在适合度上存在差异时自然选择才起作用。若不同基因型个体在存活能力和生育能力有区别，但其区别与基因无联系，自然选择同样不能出现。null若不同基因型的个体具有相同的存活和生育能力，就无自然选择，这样的基因型之间，称为中性选择。null适合度以基因型个体的平均生殖力乘以存活率算出(W=ml)。 种群中不同基因型的适合度W不同，各基因型的适合度除以其中最大的适合度即为相对适合度。相对适合度的极差即为选择系数(s)，选择系数越大，自然选择强度越大。null面看，自然选择是对一个个生物个体的选择，实质上是对个体所包含的变异进行选择。 从现代分子遗传水平看，自然选择实质上是对变异所对应的基因的选择，从而改变着群体中不同基因的基因频率。null遗传漂变： 基因频率的随机变化。 遗传漂变的强度决定于种群大小，用1/N作为遗传漂变的指标。 种群数量越大，遗传漂变越弱。null自然选择和遗传漂变是两种进化动力。 选择系数(s)=1–相对适合度(w)。 漂变强度：种群大小的倒数。null是谁在推动生物的进化?2. 生物进化动力学说2. 生物进化动力学说中性说： 认为遗传变异完全由突变和遗传漂变引起的，不包括自然选择。强调突变产生的等位基因在选择上往往是中性的，与其所取代的另一等位基因既不有益，也不有害，因此在分子进化中，自然选择几乎不起作用。null表 遗传密码图null平衡选择说： 认为遗传变异完全是自然选择的结果。null筛选选择说： 遗传变异是突变、遗传漂变和自然选择的综合作用。认为多数突变是有害或中性的，有益的很少，自然选择使有害的突变减少或消失，允许其它的存在。null生物会倒退进化吗?MAYBE!3. 生物种群退化类型3. 生物种群退化类型遗传瓶颈： 由于小样本效应而引起的基因频率变化同样会在种群大小经历一次锐减后再恢复时出现的现象。null 如许多生物，特别是动物进入冬季以后，由于寒冷、缺少食物等原因而使大批个体死亡。第二年春季又由少量的残存个体繁衍增多。因此，后代基因频率会随着残存个体基因频率的变化而变化，这就形成了冬季数量减少的遗传瓶颈。null图 遗传瓶颈示意图null图 物种种群下降 发生瓶颈效应后可能的结果null瓶颈效应对于基因多样性的影响： 质量上，瓶颈发生会使物种的等位基因丢失。 数量上，特定性状的变异量和变异能力减少或下降。null建立者效应： 一个大种群中部分个体迁移至另一区域，且与原来的种群相隔离。由于所处地域不同，选择压力不同，这些个体建立的新种群其基因频率与原母群的差异越来。null 一个典型的例子来自人类。南非的布尔人主要是来自1652年上岸的一船20个移民的后代。最初的移民中有一个荷兰男性，带有遗传性舞蹈病基因，今天布尔人中该基因的高发病率就源于这种建立者效应。null图 建立者效应示意图null 相传当年，徐福上书秦始皇言海中有蓬莱、方丈、瀛洲三座仙山，有神仙居住。于是秦始皇派徐福率童男童女数千人及已预备的三年粮食、衣履、药品和耕具入海求仙，耗资巨大。但徐福率众出海数年，并未找到神山。公元前210年，秦始皇东巡至琅岈，徐福推托说出海后碰到巨大的鲛鱼阻碍，无法远航，增派射手对付鲛鱼。秦始皇应允，派遣射手射杀了一头大鱼。后徐福再度率众出海，来到“平原广泽”(即今日的日本)，他感到当地气候温暖、风光明媚、人民友善，便停下来自立为王，教当地人农耕、捕鱼、捕鲸和沥纸的方法，此后再未返回中土。null图 徐福塑像null 由于日本的祖先大多是徐福所携的数千童年童女之后代，故遗传疾病比较多。如《一公升眼泪》中女主人公所患的脊髓小脑萎缩症。这就是典型的建立者效应。null 另一个典型的建立者效应就是麋鹿回归故乡中国。 麋鹿因为它头脸像马、角像鹿、颈像骆驼、尾像驴，因此又称四不像。null 元朝时，为了以供游猎，麋鹿被捕捉运到皇家猎苑内饲养。到19世纪时，仅剩下在北京南海子皇家猎苑内一群。在西方发现后不久被八国联军捕捉并从此在中国消失。 null 值得庆幸的是，英国的十一世贝福特公爵花重金收养了世界仅存的18头麋鹿，放养在他的乌邦寺庄园中。这是在中国大地上的人工环境中生活的最后一群麋鹿。在世界动物保护组织的协调下，英国政府决定无偿向中国提供种群，使麋鹿回归故乡。将1985年英国政府提供的22只麋鹿放养到原皇家猎苑，即北京大兴区南海子，并成立北京南海子麋鹿苑。将1986年英国政府提供的39只麋鹿放养于江苏大丰麋鹿国家自然保护区。null图 北京南海子 麋鹿苑null图 江苏大丰麋鹿 国家自然保护区4. 表型自然选择的类型4. 表型自然选择的类型稳定选择： 当环境条件对处于种群的数量性状正态分布线中间的个体是最适时，选择淘汰两侧极端个体，如对人类出生死亡率的统计表明平均3.3 kg的婴儿出生体重，死亡率最低，偏离该重量的两侧极端重量死亡率最高。null定向选择： 若表型与适合度的关系是单向型的，选择对一侧极端个体有利，如大部分人工选择。null分裂选择： 若种群的数量性状正态分布线两侧的表型具有高适合度，而它们中间的表型适合度低，则选择是分裂的或歧化的，如在某个经常刮大风的海岛上，有许多无翅或翅膀很强劲的昆虫，原因是那些有翅能飞但翅膀不够强大的昆虫，就常常被风吹进海里，因而生存和繁殖后代的机会较少。null图 表现型特征的3类选择