第三講生物多樣性演化及其影響原因III:Evolvementofbiodiversityandtheimpactfactors1/28主要內(nèi)容一、生物多樣性演化；物種；物種形成；二、影響生物多樣性演化原因；地質(zhì)年代(Geologicalage)；生物進(jìn)化(Bio-Evolution)；地球板塊運(yùn)動(dòng)(Platemovement)；青藏高原(Qinghai-TibetPlateau)。2/283.1EvolvementofBiodiversity物種：1、每一個(gè)物種由它不變本質(zhì)形成特征，并經(jīng)過一個(gè)顯著非連續(xù)性與其它物種分開。2、物種完全是人為，是存在于生物學(xué)家腦子里含有相同名稱生物集合體，不是自我組織及在自然界發(fā)生真實(shí)實(shí)體。3、含有不變性狀生物與其它含有非常相近結(jié)構(gòu)生物一起組成一個(gè)物種（達(dá)爾文）。3/284、生物學(xué)物種概念

A、一個(gè)雜交集群，是有性生殖（Poulton）；B、靠血緣關(guān)系聯(lián)接個(gè)體在一個(gè)區(qū)域中形成一個(gè)單獨(dú)動(dòng)物區(qū)系單位；C、物種是實(shí)際或者潛在雜交自然種群類群（Mayr,1942）；D、物種是在自然界中占據(jù)特殊生態(tài)位種群一個(gè)生殖集群（Mayr,1982）；4/283.1.1物種特征1、真實(shí)性；2、非連續(xù)性；3、生殖屬性與形型屬性；5/283.1.2隔離機(jī)制與物種形成一、物種形成機(jī)制；隔離機(jī)制：Dobzhansky(1987)創(chuàng)造了隔離機(jī)制，依據(jù)他觀點(diǎn)，有一套主要分布和表型生物性狀，這些性狀能區(qū)分開兩個(gè)不一樣物種，它們在生殖上相互隔離。Mayr與Dobzhansky都認(rèn)為地理隔離造成生殖隔離，后者反過來造成兩個(gè)新近分衍物種之間普通表型分異鞏固和深入發(fā)展；6/28二、物種形成模型A、異域物種形成：物種形成主要源于地理隔離初始原動(dòng)力；A‘、同域物種形成：物種形成主要源于生殖隔離，而生殖斷裂產(chǎn)生于生物之間常規(guī)接觸部分。B、跳躍模式：物種形成不受自然選擇影響；B’、趨異模式：隔離阻障以一個(gè)連續(xù)方式（無須很慢）進(jìn)化，伴伴隨一些自然選擇形式，或者直接或間接作為造成生殖隔離動(dòng)力，即此物種形成模式因?yàn)樽匀贿x擇而發(fā)生。7/283.1.3物種演化與生物多樣性演化一、物種暴發(fā)式形成8/28四、物種滅絕9/283.2FourImpactfactors地質(zhì)年代(Geologicalage)；生物進(jìn)化(Bio-Evolution)；地球板塊運(yùn)動(dòng)(Platemovement)；青藏高原(Qinghai-TibetPlateau)。10/28Geologicalage11/28對過去生物多樣性，只能從化石和植物孢粉中得到相關(guān)信息。

化石確定了一個(gè)生物學(xué)性狀最小年紀(jì)；化石提供了一個(gè)曾經(jīng)存在過生物學(xué)性狀證據(jù)；化石提供了一個(gè)生物類群過去分布。古生物學(xué)家依據(jù)不一樣地層中發(fā)掘到化石劃分了地質(zhì)年代，作為地球演化附頁參考系。關(guān)于地質(zhì)年代對生物多樣性影響，我們將在本章稍后更詳細(xì)介紹。12/28Bio-Evolution從整體上來說，生物進(jìn)化對生物多樣性影響表現(xiàn)為生物多樣性水平提升。如：大約35億年前出現(xiàn)了以細(xì)菌為代表細(xì)胞生物；經(jīng)過了大約15億年后，真核生物才出現(xiàn)；若以門為單位來描述生物多樣性話，那么，寒武紀(jì)生物多樣性較以后任何地質(zhì)年代都高（Gould,1989）13/2814/2815/2816/28板塊運(yùn)動(dòng)最直接后果是改變了地球古地理特征：現(xiàn)今位于青藏高原腹地、北緯35度可可西里中心地域，在石炭紀(jì)時(shí)位于南緯20度熱帶地域，在二迭紀(jì)時(shí)位于南緯15度，在侏羅紀(jì)，其位置超出了赤道，但仍位于北緯14度熱帶地域，在白堊紀(jì)可可西里地域中以位置仍在北緯23度，直到第四紀(jì)，可可西里地域才移到到在地理位置（胡東生，1995）。17/28大陸板塊漂移和碰撞不但改變了古地理，而且也影響了古氣候：淺海生境養(yǎng)活了，陸地面積增加了，對太陽能反射加強(qiáng)造成了氣候逐步變涼；在白堊紀(jì)末，單細(xì)胞原生海洋生物數(shù)目急劇降低，因?yàn)閱渭?xì)胞原生海洋生物是大氣層和海洋中自由氧主要起源，原生海洋生物降低可能對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生深刻影響（DottandBatten,1988）。18/28物種大滅絕事件寒武紀(jì)（5億年前）：約50%動(dòng)物科滅絕；石炭紀(jì)（3.5億年前）：約30%動(dòng)物科滅絕；二迭紀(jì)末（2.8億年前）：約40%動(dòng)物科滅絕；95%以上海洋物種滅絕；侏羅紀(jì)（1.85億年前）：35%動(dòng)物科、包含許多菊石、80%爬行動(dòng)物消失了；白堊紀(jì)（0.65億年前）：許多海洋生物滅亡，統(tǒng)治了地球近2億年、已經(jīng)輻射適應(yīng)地球上許多生境爬行動(dòng)物——恐龍滅絕了；更新紀(jì)（0.1億年前至今）：島嶼物種、大型哺乳動(dòng)物和鳥類滅絕。19/28物種大滅絕特征每次大滅絕前，都會(huì)發(fā)生許多小規(guī)模物種滅絕，這些小規(guī)模滅絕被地質(zhì)學(xué)家們用于劃分地質(zhì)年代“紀(jì)”和“世”（蔣志剛，1997）；若以科為多樣性指數(shù)，寒武紀(jì)、古生代和當(dāng)代等3種主要化石依次到達(dá)高峰值（Sepkoski,1981）；每次大滅絕后，物種多樣性要恢復(fù)到從前水平需要經(jīng)歷千百萬年。20/28物種大滅絕周期從二迭紀(jì)以來大滅絕周期約為2600萬年（RaupandSepkoski,1980）；也有些人試圖從統(tǒng)計(jì)其它分類階元數(shù)據(jù)去尋找大滅絕周期性；Patterson和Smith（1987）重新核查了寒武紀(jì)大滅絕中魚類和棘皮動(dòng)物數(shù)據(jù)，發(fā)覺在Raup和Sepkoski（1982）研究中，因?yàn)槭褂梅菃畏N科、錯(cuò)誤地標(biāo)定年紀(jì)及以利用僅發(fā)覺于單一地層物種等原因，故其結(jié)論可能有誤；請思索：物種大滅絕周期是否真存在？21/28第四紀(jì)冰川在第四紀(jì)，冰期周期約10萬年；其中著名冰期有4次：Nebraskan冰期、Kansan冰期、Illinoian冰期和Wisconsin冰期；22/28冰期形成原因地球軌道偏心率改變影響了地球表面所接收太陽輻射量，進(jìn)而影響了氣候，產(chǎn)生冰期（BroeckerandDenton,1990）；經(jīng)過對海洋有孔蟲化石氧同位素分析，發(fā)覺古溫度曲線與米蘭科維奇曲線吻合（右圖），所以米蘭科維奇理論已經(jīng)為進(jìn)貨生物學(xué)家所接收（Vrab,1992）。23/28冰期形成原因（續(xù)）美國氣象學(xué)家辛普森指出，冰川是因?yàn)樘栞椛鋸?qiáng)度周期改變引發(fā)了地球上降水、氣溫對應(yīng)改變而形成；第三紀(jì)造山運(yùn)動(dòng)加上太陽輻射量改變引發(fā)了第四紀(jì)冰川形成（Flint,1971）；第四紀(jì)冰期周期性與大西洋中海脊上宇宙塵埃周期性相同，所以，第四紀(jì)洋期與宇宙塵埃相關(guān)。24/28冰期對動(dòng)植物區(qū)系影響以美洲五大湖區(qū)為例，1.6萬年至1.8萬年，該地域曾經(jīng)密布冷杉，在最終一次冰期中，該地域?yàn)楸ㄋ采w，1.2萬年前，冰川開始北退，冷杉林重新回到該地域；因?yàn)楹Ｆ矫嫦陆担５钻憳蛐纬?，為陸棲?dòng)物擴(kuò)散提供了通道，如化石證實(shí)白令海峽曾形成了連接西伯利亞與北美陸橋，這對于當(dāng)代生物多樣性格局有尤其意義（蔣志剛，1997）；25/28青藏高原形成與特征青藏高原：形成前中古地中海海底；在白堊紀(jì)晚期，印度板塊與歐亞板塊全方面碰撞，在印度板塊推擠下，現(xiàn)在青藏高原及相鄰地域逐步隆升；青藏高原：192.2萬Km2，平均海拔約為4000m。南緣為喜馬拉雅山，全長2400Km，寬約200-300Km，主峰為珠穆朗瑪峰（8848m）；北緣是阿爾金山，東線是祁連山；高原上由南至北依次排列著岡底斯山、喀喇昆侖山、唐古拉山和昆侖山等山脈。高原上大小湖泊有878個(gè)，面積為37167Km2；高原外有長江、黃河、瀾滄江、雅魯藏布江等10余條，總流量達(dá)2975億m3；終年積雪，南北兩極相