生命的历史和进化论

生命的记录

*一切都随着时间的推移而变化。地球在估计有46亿年内发生了巨大的变化存在。

-今天地球上的所有生物多样性都是生活在数十亿年前的单细胞生物进化的结果。

- - - - - -进化:人口随时间的变化

——现代生物是从古代生物进化而来的观点

-种群基因库中等位基因相对频率的自然变化

- - - - - -理论:一个得到充分支持和可测试的解释

化石-过去的线索

地球上的岩石就像一本日记;它们提供了关于地球上存在过的生命多样性的信息，以及它所经历的变化。

- - - - - -古生物学家：学习古代生活的科学家

- - - - - -化石:生活在很久以前的生物的证据

-大多数化石是在植物或动物的遗骸被埋在沉积层下时形成的，这些沉积层被压缩

随着时间的推移，他们的身体要么留下淬火沉积物的印象，或者在岩石本身内保存。（沉积岩）

-通过研究化石的位置、条件和位置，科学家可以做出以下推论:

啊,过去的地理位置。(大陆和海洋所在的地方)

过去的气候。(如果天气炎热、寒冷、潮湿、干旱等)

过去的环境。(如果是湖泊、沙漠、森林、草原等)

-很少有生物会变成化石，因为细菌和真菌(的分解者)通常在尸体被保存之前已经分解，因此，化石记录是不完整的。

化石时代

沉积岩的不同层中的化石年代不同。科学家们使用两种主要方法来确定化石的年龄。

• 相对的约会:通过观察化石在沉积岩中的发现位置来确定化石的年龄(第380页)

讲述了阿Superpostion定律wh/指出，地球表面附近的岩层比深层的岩层更年轻。

科学家们可以用它来确定外观和灭绝随着时间的推移:

- - - - - -情节形态:某些物种在地球时间线上何时起源

- - - - - -物种大灭绝：当在地球的时间轴上，整组有机体几乎一下子从化石纪录中消失了！

o它无法确定化石的实际年龄→只有它在化石记录中出现的顺序。

o找到化石的具体年龄，科学家使用......

• 辐射测定:确定化石年龄的方法比较的数量放射性同位素在岩石中发现到了新元素它会在其中腐烂

o放射性同位素:随着时间的推移而分解或衰变并发出辐射的原子。

§每个同位素衰变后形成一种新元素。(例如:碳14→碳12)

§每一种同位素都有其特有的衰变速率(半衰期)， wh/可以用作一种时钟!

前女友。- C-14在5730年里衰减到原来的一半(50% C-14 + 50% C-12)。

例:假设一块岩石含有一种放射性同位素它会衰变成一半在100万年的时间里当这块岩石形成时，它是由100%的放射性同位素组成的，而它衰变形成的新元素则是0%。如果你找到这块岩石并分析它，发现它只含有50%的放射性同位素和50%的新元素，那么这块岩石一定有多老?

• 100万年- 1半衰期-一半的放射性同位素消失了，并衰变成新的元素

*通过检查沉积岩层并约会在其中发现的化石，科学家能够汇集一个被称为地球历史的日历地质时间尺度．

-如果地质时间尺度(地球存在的46亿年)缩小到一个日历年…

o地球形成= 1月1日^英石

o单细胞生命^英石3月20日^TH.

o多细胞生物填充海洋= 10月15日^TH.

1阿^英石12月10日，哺乳动物出现在陆地上^TH.

1阿^英石12月15日，鸟儿出现在空中^TH.

o现代男人1^英石出现= 12月31日晚上^英石

*我们刚刚抵达......

进化论

*回忆一下,进化是人口随时间的变化。但是为什么生物会改变呢?这些变化从何而来?是什么导致了遗传多样性?

1。突变: DNA序列的随机变化;能遗传给后代吗

2。性繁殖:减数分裂时基因的转移和配子的随机受精;交叉也增加了变异

这些差异帮助生物体生存和繁殖更多的共同的，而不那么有益的差异变得少常见的。

-物种之间的变异越大，物种中至少部分成员在变化的环境条件下存活的可能性就越大。(执行:第407页-胡椒飞蛾)

查尔斯达尔文和自然选择

- - - - - -查尔斯·达尔文（1809-1882）：和英国科学家;1^英石人提出

自然选择的进化理论

- 在1831年，在21岁时加入了HMS比格格的船员作为船舶

博物学家。

- 这艘船在欧洲到S.美国的5年来航行到S.

从太平洋到印度洋，再回到欧洲。

-在他的旅行中，他在每一个港口研究和收集证据

这条路让他提出了一个革命性的假设生活随着时间而改变!!

-这是进化的理论这是对地球上生命多样性的科学解释

- - - - - -他究竟在他的旅途中观察到了什么？

o他收集了一些化石，注意到有些看起来像今天的生物，有些看起来完全不同……发生了什么事? ?

o在加拉帕戈斯群岛上，他注意到龟(壳的形状/大小)，鸟(喙的形状/大小)和植物因岛而异。为什么? ?

o他注意到，生物似乎非常适合在特定的环境中生存。

o这一切都是达尔文思考......这些有机体曾经是相同的物种的成员，这些物种随着时间的推移而变化或进化，彼此隔离后？

达尔文继续他的研究

*其他几位科学家的工作有助于塑造达尔文的思考。．．

- - - - - -詹姆斯·赫顿他的地质变化理论解释了自然力量(风、雨、板块运动等)形成和塑造地球的过程数百万年! !

o地球一定比人们想象的要古老得多——有几百万年而不是几千年了

- - - - - -查尔斯·莱尔《地质学原理：

解释说过去形成和塑造地球的过程正在继续改变着现在的地球!!

o这2科学家得到了达尔文的思考：“如果地球可以改变，那么生活怎么样？如果改变地球的流程需要数百万年，那么如果给出数百万年的话，也会改变并不断变化？

- - - - - -托马斯•马尔萨斯“人口增长理论解释说，如果人口继续不受控制地增长，迟早每个人都会没有足够的生存空间和食物!!

o达尔文意识到这更适用于植物和其他动物，因为它们繁殖更快，后代更多。

o那么，为什么地球上没有这些生物泛滥呢?为什么会有这么多人死亡?个人生存? ?

达尔文解释自然选择

1859年，达尔文出版了他的书——《物种起源的自然选择》”。

- 他指出了生物展示自然变异:一个物种可以遗传的差异

-他解释了人类自己是如何培育生物体以获得我们想要的变异的。（选择性育种）

他把这个叫做人工选择．

-他解释说，自然选择与人工选择相似，只是在自然选择:具有某些变异的生物体更有能力为了生存，繁殖，并将这些变异传递给下一代，因此，这些变异在种群中积累，最终导致种群的变化/进化。

o这些变化的o生物体是不太可能生存和繁殖，从而消除了他们从人口中的特征。

-这本书驳斥了物种是固定不变的，并解释了自然选择已经发生了数百万年，并一直延续到今天!

-自然选择的作用有很多为生存挣扎:生物体不断地为食物、空间、配偶、庇护所和躲避捕食者而竞争。

- 自然选择也被称为适者生存：那些更适合（适合）的人，因为他们的环境生存;那些不适合（不合适）的人死亡并且不重现

o健身是积累的结果适应： 任何遗传增加生物体在其环境中生存机会的特征

- 例如 - 加拉帕戈斯群岛上的鸟儿喙改编对于他们的特定食物来源！- - - - - -长喙=让昆虫出来的树木;他们住的岛屿有很多树木w /昆虫！

- - - - - -短喙=擅长开裂螺母;他们住的岛屿有很多坚果和种子。

结构调整会随着时间的推移而产生

＊有利的适应性是生物体如何在生存斗争中生存下来。例子吗? ?

-更聪明，更快，更有攻击性，更有吸引力，更好的保护，更好的感觉，更好的四肢，模仿，伪装等。

- - - - - -模仿:当伤害发生时少物种的表型类似于一种伤害富尔语物种(p.406)

o知道避开有害物种的捕食者也会避开无害物种，因为它们长得很像，从而使它们得以生存和繁殖!

例如:黄黄蜂和蚜蝇

帝王蝶和总督蝶

- - - - - -伪装:当一个物种的表型与周围环境的表型混合在一起时(p.406)

o捕食者很难找到这种生物，从而使它得以生存和繁殖!

例如:变色龙(改变颜色以融入周围环境)

例如:一根手杖(看起来像树枝，它住在树上)

*除了发展结构适应，生物也会发展生理

适应：有机体代谢（内部）流程的变化

例如:细菌已经进化到可以防止被某些药物杀死，比如青霉素!

例如:许多种类的植物/昆虫现在对杀死它们的杀虫剂/杀虫剂产生了抗药性。

o这些例子是直接证据为了进化。

进化的其他证据

*达尔文认为，生物已经在地球上发展了数百万年。在化石记录（CHP.14）中发现了这一点，以及有机体的解剖学，胚胎学和生物化学。

• 解剖学:各肢体骨骼的基本排列是相似的(p.409)

- - - - - -同源结构:具有共同进化起源的结构特征

例如:蝙蝠的翅膀与人的手臂是同源的

- - - - - -类似的结构:功能相似但没有共同进化起源的结构特征

例如:蝙蝠的翅膀与蝴蝶的翅膀相似

- - - - - -如果他们没有相关，那么他们为什么相似？因为这些动物已经适应了相似的生活方式!

- - - - - -退化的结构:一种在现代生物中没有功能但可能对祖先有用的身体结构

-不影响健身，所以不被淘汰

- ex.-附录;鹅颠簸;尾巴;等等。

• 胚胎学:胚胎在许多不同生物体的早期发育中看起来很相似(页410)

- 建议从一个共同的祖先的进化

• 生物化学:许多不同物种的DNA和RNA序列已被比较，发现非常相似

-用来确定物种的进化关系。(DNA越相似=两个物种关系越密切)

*所有这些证据也可以相互校准，以帮助估计不同的生物群体在多久以前从进化上彼此分离!

进化的机制

＊个人不要进化 -人口做的!进化发生在一个种群的基因及其频率随时间而改变的时候。

- - - - - -人口:生活在某一特定区域的同一物种的所有成员(共享一个共同的基因库)

- - - - - -基因库:一个种群中所有不同的等位基因;结合的遗传信息。人口中的所有成员

- - - - - -等位基因频率（相对频率):基因库中任何给定等位基因的百分比;一个等位基因(T)在基因库中出现的次数与其他等位基因(T)出现的次数相比

自然选择作用于变异

*自然选择是否不直接作用于基因。相反，它作用于表型(物理、行为、生化特征)。

-尽管自然选择并不直接作用于基因，但它可以随着时间的推移改变种群中等位基因的相对频率。

- - - - - -进化可以用遗传学的术语来定义，即种群基因库中等位基因相对频率的任何变化。

有3种不同类型的自然选择在变化中发挥作用:稳定、定向和破坏性．

• 稳定选择：自然选择，有利于人口的平均个人

- 曲线中心附近的个人比两端的个体更高的健身

- 整个钟曲线变窄

• 定向选择:一种倾向于某个特征的极端变异之一的自然选择

-一端的个体

曲线的适应度高于

中间或在中间的个人

另一端

在一端增加带有该特性的个体的#

• 颠覆性的选择:一种性状的两种极端变异都有利的自然选择

-两端的个体

曲线的适应度高于

中间的部分

增加两端带有该特性的个体的#行为对

平均个人/中间特征

*在小群体中，等位基因可能会偶然变得更常见或更不常见(留下更多后代;死于意外;个人的迁移;等等)。

- - - - - -遗传漂变:一个群体中等位基因频率的随机变化

O改变种群中生物的多样性

物种的演变

*我们已经了解了突变、有性繁殖、自然选择和基因漂变是如何随着时间的推移改变一个种群的基因库的。但是这些变化是如何导致新物种进化的呢?

- - - - - -物种形成：新物种的演变

O发生时，类似群体的成员不再杂交产生可育后代→这被称为生殖隔离．它可以通过3种方式发展:

• 地理隔离:当物理障碍将一个群体分隔开来时就会发生

例如:山脉、河流、海洋、熔岩流等。

——Nat.选取。现在分别在每组进行练习

-在一组中出现的基因变化不会遗传给另一组

• 行为隔离：当生物能够杂交时发生，但在求爱仪式或其他行为中具有差异（歌曲吸引伴侣等）
• 时间隔离:当生物体在不同时间繁殖时发生

例如:花在一天中的不同时间释放花粉

例如:某些青蛙在秋天交配，另一些青蛙在夏天交配

进化模式-达尔文雀的物种形成:

*达尔文在加拉帕戈斯群岛发现了13种不同的雀类。这些雀类的物种形成有六个步骤:(第420页)

• 创始人到达-一些来自南美的雀来到了这些岛屿。
• 人口分离- 雀科搬到了不同的岛屿。基本上彼此隔离，不再共用一个共同的基因库。
• 基因库的变化-随着时间的推移，每个岛屿上的人口逐渐适应了当地的环境。(自然选择会形成不同的种群。)
• 生殖隔离-雀很小心地选择配偶。喙部和交配行为的差异导致了生殖隔离。
• 生态竞争-物种的进化方式增加了每个鸟类种群的差异。(例如:为了避免竞争，喙的形状适应了吃不同的食物。)
• 继续进化- 经过多种多一时，13种雀的雀正在演变。

-达尔文的雀类表现出一种被称为适应辐射：当祖先物种演变成一系列物种时，以适应许多不同的栖息地

-适应性辐射是一种分歧演变:一种进化模式，在这种进化模式中，曾经与祖先物种相似的物种开始分化或变得越来越不同

-分歧性进化是相反的趋同进化:不相关的物种由于相似的环境压力而进化出相似特征的进化模式(如昆虫、蝙蝠和鸟类)

进化与遗传均衡

- - - - - -遗传均衡:指等位基因频率随时间保持不变的群体

- 在遗传均衡的人口不是不断发展的→所以等位基因频率保持不变，表型仍然是相同的。

- - -哈迪温伯格原则表明等位基因频率在一个稳定的群体中会保持不变，除非一个或多个因素导致这些频率的变化。

-维持稳定的人口数目(遗传平衡)有5个因素必须满足。

- - - - - -维持遗传平衡所需的5个条件:

• 随机交配: pop的所有成员。必须有平等的生育机会…在自然种群中，交配是很少完全随机的。
• 庞大的人口:基因漂变对大群体的影响较小
• 没有进入或摆脱人口：人口的基因池必须保持在一起并与其他人群分开
• 没有突变：如果基因突变，则可以将新等位基因引入群体，等位基因频率会发生变化
• 没有自然选择:没有一种表现型能比另一种有选择优势

这五个条件是很少所有的物种都在自然界中相遇，因此，大多数种群都在不断进化。