发布时间 : 星期五 文章生物高中必修2第七章第二节第二课时教学参考更新完毕开始阅读0d48129d80eb6294dd886cad
隔离与物种的形成参考资料
1.物种的概念及鉴定标准
任何生物在分类学上都归属于一个物种。物种是生物分类的基本单位，但是不能因此而理解为物种是人为制定的单位。物种是客观存在的。
一般认为，物种是形态上类似的、彼此能够交配的、要求类似环境条件的生物个体的总和。鉴定物种的标准包括形态学标准、遗传学标准、生态学标准和生物地理学标准等。在分类学上主要以形态学标准为依据，通过比较形态上的相似程度来鉴定。在遗传学和进化论中主要以能否自由交配为标准。凡属于同一个种的个体，一般能自由交配，并能产生可育的后代。此外，有时还以生态要求是否一致（生态学标准）、分布范围是否一致（生物地理学标准）作为鉴定的依据。
2.隔离的类型
隔离的种类很多，首先可以分为地理隔离和生殖隔离。生殖隔离又可以分为以下两大类：如果发生在受精以前，就叫做受精前的生殖隔离；如果发生在受精以后，就叫做受精后的生殖隔离。
受精前的生殖隔离 受精前的生殖隔离包括生态隔离、季节隔离、行为隔离、机械隔离、配子隔离等。
生态隔离是指同一物种的不同种群生活在同一区域内的不同生境内，而造成的不能交配。例如，体虱和头虱由于寄生场所不同，已经形成了不同的适应性特征，虽然在某种条件下，它们也能够相互杂交，但后代中会出现不正常的个体。这表明经过生态隔离，二者已经产生了一定程度的分化。
季节隔离是指因交配或开花时期发生在不同的季节而引起的隔离。例如，大西洋鲱鱼形成了分布区域很广的几个种群，有些在春季产卵，有些则在秋季产卵，因此，这些种群之间不能杂交。
行为隔离指不同物种之间由于两性间求偶或交配等行为不同，而阻止了它们之间的相互交配。例如，鸟类、蛙、昆虫等在求偶季节发出一定的鸣叫声，同种的雌性动物会应声前来，而异种的雌性动物则无反应。关于行为隔离，有人曾做过这样一个实验：将10只雄果蝇和10只雌果蝇放在一起培养若干天，如果雌、雄果蝇是同一物种，大部分雌蝇就会受精；如果是不同物种，则只有极少数受精。在求偶过程中，导致同一物种雌、雄果蝇相互识别的刺激，既有化学的、视觉的，也有听觉和触（触须）觉的。这在哺乳动物等也是一样的。
机械隔离也称形态隔离，是指不同种群的生物因生殖器官的大小和形状不同，而使交配无法进行。例如，一些植物因花的形态不同，而造成它们之间不能受粉。
配子隔离是指个体之间可以交配或受粉，但是不能发生受精作用。例如，有些动物虽然交配成功，但精子在异种雌性动物的生殖道内会失去功能。在植物中，一种植物的花粉在另一种植物的柱头上不能萌发，或萌发后花粉管生长缓慢等，结果也不能受精。
受精后的生殖隔离 受精后的生殖隔离包括杂种不活、杂种不育、杂种败育等。
杂种不活是指不同种生物间交配、受精后，形成的杂种胚胎不能正常发育，或杂种后代出生后，能够生活一段时间，但在生育年龄以前就会死去。例如，山羊和绵羊的杂种，胚胎早期生长正常，但多数在出生前就会死去。
杂种不育是指交配后能够产生正常、成熟的杂种后代，但杂种后代却不能生育。造成杂
种不育的原因很多，有的是性腺发育不全，有的则是因为生殖细胞不能进行减数分裂等。例如，马和驴杂交，产生的骡能够正常发育，但骡不能生育。这是因为马的染色体数目是64，驴的是62，那么，骡的染色体数目就是63。这样，骡的原始生殖细胞在进行减数分裂时，由于染色体不能正常配对，就不能形成成熟的配子。
杂种败育是指形成的杂种后代不育或生活力下降。例如，树棉和草棉之间能够杂交，并且形成健壮、可育的F1，但F2则十分少见。这是因为F2的种子通常不能萌发，或萌发后长出的幼苗很瘦弱，不久就会死亡。这就是说，F2在自然选择过程中被淘汰了。
以上这些生殖隔离机制在两个物种之间不一定同时发生，但是，物种间经常会同时出现两种或两种以上的生殖隔离，如既有生态隔离，又有行为隔离。
3.加拉帕戈斯群岛上地雀的物种分化过程
加拉帕戈斯群岛位于南美洲西海岸外的太平洋上，距南美洲海岸约1 000 km，在厄瓜多尔远海，由13个大岛和6个小岛组成。这些岛屿均源于火山爆发，形成于大约300万～500万年前的地质年代，不同岛屿之间隔水相望，有的相距一百多公里之遥。各岛生境有明显不同，有的小岛上布满荆棘丛生的灌丛，有的大岛的高海拔地带生长着茂密的森林。这些岛最初形成时，没有任何生物栖息，后来出现的生物都是借助海水或大风从大陆迁移过来的。迁来的生物中就有地雀。当时地雀只有一种。这些地雀散布在群岛的各种生境中，并且出现各种变异。由于各种生境的环境不同，经过长期的自然选择和隔离，出现了物种分化，形成13种地雀。例如，栖息在地面上的种类，一般以植物的种子为食，不同种类的地雀喙的大小不同，适于吃不同大小的种子；栖息在树上的种类适于吃昆虫、植物的芽和果实（详见表15）。
表15 加拉帕戈斯群岛上的地雀 名称 尖嘴地雀 仙人掌地雀 大仙人掌地雀 勇地雀 小地雀 大嘴地雀 素食雀 小树雀 大树雀 查理树雀 红木树雀 莺雀 食性 以植物为食 以植物为食 以仙人掌花为食 以植物为食 以植物为食 以植物为食 以植物为食 以昆虫为食 以昆虫为食 以植物为食 以昆虫为食 以昆虫为食 以昆虫为食 分布 菲尔南迪纳岛、圣地亚哥岛、吉诺韦萨岛 除菲尔南迪纳岛、吉诺韦萨岛和西班牙岛外所有岛 吉诺韦萨岛和西班牙岛 除西班牙岛和吉诺韦萨岛外所有岛 除吉诺韦萨岛外所有岛 除西班牙岛外所有岛 除西班牙岛、圣菲岛和吉诺韦萨岛外所有岛 除吉诺韦萨岛、马切纳岛、西班牙岛和弗洛雷阿纳岛外所有岛 除西班牙岛和吉诺韦萨岛外所有岛 只在马切纳岛 只在伊莎贝拉岛 除圣克里斯托瓦尔岛外所有岛 除马切纳岛、西班牙岛、圣菲岛、吉诺韦萨岛、弗洛雷阿纳岛外所有岛 4.生物为什么以物种的形式存在？
物种之间在形态上有明显的差异，在生殖上有隔离现象。生物为什么以物种的形式存在呢？这可以从以下几个方面来考虑。 （1）物种的分化是生物对环境异质性的应答。生物所处的环境在时间和空间上都是变化多样的，这就是环境的异质性。环境的异质性对生物起着不同的选择作用，导致生物适应性的差异。能飞的鸟跑不快，擅跑的鸟不善飞。生物圈在进化过程中歧异度的增长意味着生境的扩大。
（2）物种间的不连续性抵消了有性生殖带来的遗传不稳定性。有性生殖实现基因重组，导致变异量增大，同时也带来不利的影响，个体基因组成不能稳定地遗传给后代。没有种间的生殖隔离，就不能通过进化获得新的适应特征，而且会使已经获得的适应性因杂交而丢失。
（3）物种的更替使生物与环境之间实现对立统一。物种具有遗传上的稳定性，而环境是不断变化的。物种的更替体现了生物与环境之间既协调又冲突的复杂关系，物种的绝灭和新种的形成意味着新的生态关系的建立，表明生物与环境之间从不平衡又达到新的平衡。
（4）物种是生态系统中的功能单位。不同的物种在生态系统中占据不同的空间和资源，处于食物链的不同环节，因此，物种是生态系统中物质与能量转移和转换的环节，是维持生态系统中能流、物流和信息流的关键。