1、6.4 6.4 协同进化与生物多样性的形成协同进化与生物多样性的形成细长口器蛾类昆虫的发现 达尔文曾发现一种兰花长着细长的花距，其底部储存着花蜜。达尔文推测，这种花的形成绝不是偶然的，肯定存在这样的昆虫，它们生有同样细长的吸管似的口器，可以从花距中吸到花蜜。大约50年以后，研究人员果然发现了这样的蛾类昆虫。某种兰花和专门给它传粉的蛾2.2.如果后来未发现这样的蛾类昆虫，是否能说达尔文的推测是错误的？如果后来未发现这样的蛾类昆虫，是否能说达尔文的推测是错误的？1.1.达尔文作出上述推测的理由是什么？达尔文作出上述推测的理由是什么？【答案】理由是兰花的生殖离不开传粉昆虫。如果没有与这种兰花结构相适
2、应的传粉昆虫（靠细长的口器获取花距底部的花蜜），这种兰花就难以完成传粉受精，这个物种也就不存在了。【答案】如果后来未发现这样的蛾类昆虫，达尔文的推测就仅仅是一种猜想，不能被证实。当然，未发现这样的蛾类昆虫，不等于这样的昆虫一定不存在，因此并不能说明达尔文的推测一定是错误的。特定昆虫给特定的植物传粉特定昆虫给特定的植物传粉,这样可以这样可以提高传粉的效率提高传粉的效率,并且昆虫也可得到较并且昆虫也可得到较多的食物或保护。多的食物或保护。生命观念生命观念进化与适应观进化与适应观 结构与功能观结构与功能观捕食者的捕食者的存在是不存在是不是对被捕是对被捕食者有害食者有害无益呢？无益呢？捕捕食食一、协同
3、进化一、协同进化小样！没有小样！没有我，你也跑不了我，你也跑不了这么快！这么快！小样！没小样！没有我，你跑不了有我，你跑不了这么快！这么快！实际上，捕食者所吃掉的大多是捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到了促进种群发展的作用。猎豹追捕羚羊“精明的捕食者精明的捕食者”策略：策略：捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。一、协同进化一、协同进化收割理论：美国生态学家斯坦利提出：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物再生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间。捕食者在进化中的作用 捕食者的存
4、在有利于增加物种多样性。一、协同进化一、协同进化捕食者是不是就可以捕食者是不是就可以“高枕无忧高枕无忧”呢？呢？一般来说，只有动作敏捷、跑得快的捕食者个体才一般来说，只有动作敏捷、跑得快的捕食者个体才能获得食物，从而生存下来，繁殖后代。因此，能获得食物，从而生存下来，繁殖后代。因此，羚羊对羚羊对捕食者种群的进化也起到了促进作用捕食者种群的进化也起到了促进作用。不同物种之间的协同进化不同物种之间的协同进化互利选择互利选择生存斗争生存斗争一、协同进化一、协同进化不同物种之间的协同进化类型：种间互助 动物取食花的花蜜，同时为植物传粉一、协同进化一、协同进化不同物种之间的协同进化丛林狼捕食老弱兔子，客
5、观上促进了物种的发展类型：种间斗争一、协同进化一、协同进化46亿年前 地球形成30多亿年前 生命的起源5.4亿年前 前寒武纪 寒武纪2.45亿年前6600万年前古生代古生代中生代中生代新生代新生代 不同不同物种物种之间、之间、生物生物与与无机环境无机环境之间在相之间在相互影响中不断进化和发展，这就是互影响中不断进化和发展，这就是协同进化协同进化。一、协同进化一、协同进化 地球上的原始大气中是没有氧气的，因此，最早出现的生物都是厌氧（进行无氧呼吸）的；最早的光合生物的出现，使得原始大气中有了氧气，这就为好氧生物的出现创造了前提条件。原始地球生物与无机环境之间的协同进化生物和无机环境之间的协同进化
6、生物和无机环境之间的协同进化协同进化意义协同进化意义 通过漫长的通过漫长的协同进化协同进化过程，地球上不仅出现了过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种千姿百态的物种，丰富多彩的，丰富多彩的基因库基因库，而且形成了，而且形成了多种多样的生态系统多种多样的生态系统，也就是，也就是形成了生物的多样性。形成了生物的多样性。湿地生态系统湿地生态系统森林生态系统森林生态系统冻原生态系统冻原生态系统一、协同进化一、协同进化 生物多样性是协同进化的结果。下列事实不属于协同进化的是生物多样性是协同进化的结果。下列事实不属于协同进化的是()A.A.工业的发展导致大量温室气体排放工业的发展导致大量温室气体排放,全球气
7、温升高全球气温升高 B.B.随着光合生物出现随着光合生物出现,大气中有了氧气大气中有了氧气,为好氧生物的出现创造了条件为好氧生物的出现创造了条件 C.C.生活在草原上的羚羊和猎豹都能迅速奔跑生活在草原上的羚羊和猎豹都能迅速奔跑,是长期相互选择的结果是长期相互选择的结果 D.4 D.4亿年前形成了原始的陆生植物亿年前形成了原始的陆生植物,随后出现了适应陆地生活的动物随后出现了适应陆地生活的动物【解析解析】选选A A。工业的发展导致大量温室气体排放。工业的发展导致大量温室气体排放,全球气温升高全球气温升高,这属这属于环境污染于环境污染,不属于协同进化。其他三个选项体现了生物与生物、生物不属于协同进
8、化。其他三个选项体现了生物与生物、生物与无机环境之间的相互选择与无机环境之间的相互选择,所以属于协同进化。所以属于协同进化。【典例典例1 1】生物多样性是协同进化的结果生物多样性是协同进化的结果二、生物多样性的形成二、生物多样性的形成物种多样性物种多样性 遗传（基因）多样性遗传（基因）多样性生态系统多样性生态系统多样性 1、生物多样性的内容：、生物多样性的内容：请思考：请思考：生物多样性三层次之间的生物多样性三层次之间的关系是怎样的？关系是怎样的？生物多样性三个层次的关系：生物多样性三个层次的关系：生态系统多样性生态系统多样性变异的不定向性变异的不定向性蛋白质多样性蛋白质多样性无机环境的多样性
9、无机环境的多样性根本根本 原因原因组组 成成导致导致直接原因直接原因组成组成直接直接 选择选择决定决定基因多样性基因多样性物种多样性物种多样性二、生物多样性的形成二、生物多样性的形成化石化石埋藏在地层中的古代生物的遗体、遗迹和遗物，石化后形成的。是研究生物进化最直接的证据是研究生物进化最直接的证据 2、生物多样性形成的进化历程：、生物多样性形成的进化历程：不同地层化石不同地层化石 模式图模式图最早的生物化石古细菌最早的生物化石古细菌（距今（距今35亿年）亿年）生命的起源生命的起源（30多亿年前）多亿年前）34亿年前的古细胞化石亿年前的古细胞化石 二、生物多样性的形成二、生物多样性的形成 就目前
10、所掌握的证据来看，最早的就目前所掌握的证据来看，最早的生物化石是生物化石是35亿年前的亿年前的古细菌化石古细菌化石(图图6-14)。在此之后大约。在此之后大约20亿年的漫亿年的漫长岁月中，地球上的生物主要是海洋长岁月中，地球上的生物主要是海洋中种数不多的中种数不多的蓝藻蓝藻和和细菌细菌，它们都是，它们都是原核生物原核生物。这一时期的生态系统是只。这一时期的生态系统是只有有生产者生产者和和分解者分解者的的两极生态系统两极生态系统。早古生代生物早古生代生物（寒武纪大爆发，至（寒武纪大爆发，至5.0亿年前）亿年前）海洋中大量的无脊椎动物如三叶虫、鹦鹉螺等爆发式地迅速形成。海洋中大量的无脊椎动物如三叶
11、虫、鹦鹉螺等爆发式地迅速形成。形成生态系统的形成生态系统的第三极第三极消费者消费者，生态系统结构更加复杂稳定。，生态系统结构更加复杂稳定。早古生代生物早古生代生物（寒武纪大爆发，至（寒武纪大爆发，至5.0亿年前）亿年前）1984年年7月月1日，当时还是中国科学院南京地质古生物研究所研究生的侯先光，在日，当时还是中国科学院南京地质古生物研究所研究生的侯先光，在云南澄江帽天山西面山坡上发现了云南澄江帽天山西面山坡上发现了纳罗虫化石纳罗虫化石。纳罗虫是海底爬行泥食性无脊椎动物。纳罗虫是海底爬行泥食性无脊椎动物。随后，包括林桥利虫、云南鳃虾、日射水母贝以及帽天山虫等又陆续被发现，距今随后，包括林桥利虫
12、、云南鳃虾、日射水母贝以及帽天山虫等又陆续被发现，距今5.18亿年前的亿年前的“澄江生物群澄江生物群”就这样首次呈现在世人面前。就这样首次呈现在世人面前。它们类型众多，且十分珍稀地保存了动物软体构造，栩栩如生地再现了远古海洋它们类型众多，且十分珍稀地保存了动物软体构造，栩栩如生地再现了远古海洋生命的壮丽景观和现生动物的原始特征，以丰富的生物学信息为寒武纪大爆发研究提供生命的壮丽景观和现生动物的原始特征，以丰富的生物学信息为寒武纪大爆发研究提供了直接证据，在国际上被誉为了直接证据，在国际上被誉为“20世纪最惊人的发现之一世纪最惊人的发现之一”，为探索寒武纪生命大爆，为探索寒武纪生命大爆发的奥秘，
13、开启了一扇宝贵的科学之窗。发的奥秘，开启了一扇宝贵的科学之窗。澄江生物群澄江生物群生态复原图生态复原图纳罗虫化石及复原图纳罗虫化石及复原图 约约4亿年前，由于造山运动，泥盆纪生物登陆，蕨类植物、总鳍亿年前，由于造山运动，泥盆纪生物登陆，蕨类植物、总鳍鱼；石炭纪裸子植物，到处是绿色的世界，是煤炭形成的主要地质年鱼；石炭纪裸子植物，到处是绿色的世界，是煤炭形成的主要地质年代；二叠纪以生物大量灭绝为特征，可能是由于环境的变迁。代；二叠纪以生物大量灭绝为特征，可能是由于环境的变迁。晚古生代生物晚古生代生物（至（至2.45亿年前）亿年前）造山运动，海洋缩小，陆地扩大造山运动，海洋缩小，陆地扩大生物登陆生
14、物登陆 改变陆地环境改变陆地环境 陆生生物进化更复杂：蕨类植物、裸子植物、两栖动物等陆生生物进化更复杂：蕨类植物、裸子植物、两栖动物等 陆地生态系统形成。陆地生态系统形成。三叠纪生物复苏三叠纪生物复苏,开始出现海生爬行动物，脊椎动物得到进一步发开始出现海生爬行动物，脊椎动物得到进一步发展；展；侏罗纪侏罗纪是恐龙的天下，发现始祖鸟、中华龙鸟等，昆虫类也开始是恐龙的天下，发现始祖鸟、中华龙鸟等，昆虫类也开始繁盛；白垩纪末期也是生物的灭绝时期，开始出现被子植物繁盛；白垩纪末期也是生物的灭绝时期，开始出现被子植物。中生代生物中生代生物（至（至6600万年前）万年前）中生代陆地和海洋中的情况中生代陆地和
15、海洋中的情况始祖鸟始祖鸟中生代板块、气候、生物演化极大，末期已现现代类型生物群的雏形。中生代板块、气候、生物演化极大，末期已现现代类型生物群的雏形。新生代少女化石和复原图新生代少女化石和复原图新生代生物新生代生物（至今）（至今）在生物进化过程中，许多物种由于不适应环境的变化而绝灭了。在生物进化过程中，许多物种由于不适应环境的变化而绝灭了。恐龙是什么时候绝灭的？恐龙是什么时候绝灭的？恐龙的绝灭对生物多样性产生了恐龙的绝灭对生物多样性产生了怎样的影响？怎样的影响？恐龙在白垩纪末全部绝灭。恐龙在白垩纪末全部绝灭。恐龙的绝灭为哺乳动物的恐龙的绝灭为哺乳动物的兴盛腾出了空间，增加了生物兴盛腾出了空间，增
16、加了生物多样性，使生物进化翻开了崭多样性，使生物进化翻开了崭新的一页。新的一页。生物多样性形成的进化历程生物多样性形成的进化历程可概括为：可概括为：从原核生物到真核生物从原核生物到真核生物从无性生殖到有性生殖从无性生殖到有性生殖由简单到复杂由简单到复杂由水生到陆生由水生到陆生由低等到高等由低等到高等是是 的结果的结果协同进化协同进化二、生物多样性的形成二、生物多样性的形成 人类也是生物进化的产物。大约300万年前，森林古猿的一支离开森林，告别树栖生活，走上了向现代人类进化的漫漫长路。在自然界的生存斗争中，人类凭借非凡的大脑、灵巧的双手和群体的力量，已经拥有了其他生物无可比拟的生存优势，并且对其
17、他物种的进化产生了重要影响，不少物种由于人类活动的影响走向绝灭。我们须臾不能忘记的是，包括人类在内的所有生物都是在相互依存、相互制约中生存和发展的，人类的生存和发展始终受益于生物多样性，保护生物多样性就是保护人类自己。【典例典例2 2】世界自然基金会发表报告指出，在世界自然基金会发表报告指出，在19981998年至年至20082008年年1010年间，新年间，新几内亚岛上发现了几内亚岛上发现了10601060种新物种，其中有种新物种，其中有1212种为哺乳动物，如居住在火山种为哺乳动物，如居住在火山里的羊毛鼠、惹人喜爱的扁鳍海豚等。下列关于协同进化与和生物多样性里的羊毛鼠、惹人喜爱的扁鳍海豚等
18、。下列关于协同进化与和生物多样性形成的叙述，正确的是形成的叙述，正确的是 （）A.A.物种之间的协同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的物种之间的协同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的B.B.生物多样性的形成也就是新的物种不断形成的过程生物多样性的形成也就是新的物种不断形成的过程C.C.一个物种的形成或灭绝会影响到若干其他物种的进化一个物种的形成或灭绝会影响到若干其他物种的进化D.D.不同物种之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化不同物种之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化【解析解析】选选C C。物种之间的协同进化既可以是相互斗争、相互淘汰，也可以是。物种之间的协同进化既可
19、以是相互斗争、相互淘汰，也可以是在互利的条件下相互选择，共同进化，在互利的条件下相互选择，共同进化，A A错误；生物多样性包括遗传（基因）错误；生物多样性包括遗传（基因）多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次，多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次，B B错误错误;不同物种之间存在不同物种之间存在协同进化，协同进化，C C正确；协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间的协同正确；协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间的协同进化进化,D,D错误。错误。突变和基因重组突变和基因重组自然选择自然选择协同进化协同进化三、生物进化理论在发展三、生物进化理论在发展自然选择学说自然选择学说
20、1、现代生物进化理论（核心：、现代生物进化理论（核心：）（1）适应是）适应是 的结果。的结果。（2）是生物进化的基本单位。是生物进化的基本单位。（3）提供进化的原材料。提供进化的原材料。（4）导致种群基因频率的定向改变，进而通过导致种群基因频率的定向改变，进而通过 形成形成新的物种。新的物种。（5）生物进化的过程实际上是）生物进化的过程实际上是 与与 、与与 间间 的过程。的过程。（6）生物多样性是）生物多样性是 的结果。的结果。种群种群自然选择自然选择隔离隔离生物生物生物生物生物生物无机环境无机环境协同进化协同进化三、生物进化理论在发展三、生物进化理论在发展生物进化论不会停滞不前，而是在不断
21、发展。生物进化论不会停滞不前，而是在不断发展。核心：核心：自然选择学说自然选择学说 中性突变理论中性突变理论：决定生物进化的方向是：决定生物进化的方向是中性中性突变突变的逐渐积累，而不是自然选择。的逐渐积累，而不是自然选择。间断平衡学说：间断平衡学说：物种形成并不都是物种形成并不都是渐变渐变的结果，的结果，而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。发展发展【典例典例3 3】填写下图中填写下图中-所代表的内容。所代表的内容。【答案答案】种群基因频率的改变种群基因频率的改变 突变和基因重组、自然选择突变和基因重组、自然选择 自然选择学说自然选择学说 基因、物种、生态系统基因、物种、生态系统 种群种群 生殖隔离生殖隔离课堂小结谢谢观赏谢谢观赏
