植物的进化和系统发育课件

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1、薛跃规 广西师范大学生命科学学院,植物生物学 Plant Biology,第14章 植物的进化和系统发育,化石证据 比较解剖学证据 个体发育中重演现象的证据 生理生化的证据 分子生物学的证据,第一节 植物进化的证据,第二节 植物进化的趋势和进化方式,上升式进化：结构与功能由简单到复杂的进化方式 细胞结构：原核真核，原核间核真核 形态结构：单细胞群体或丝状体多细胞体；无分化有分化，简单分化复杂分化；原植体拟茎叶体根茎叶植物体；无维管组织有维管组织 生殖器官：单细胞结构多细胞结构具不育细胞层的多细胞结构，无花无花被花具花被花,生殖方式：营养繁殖无性生殖有性生殖(同配异配卵配)；受精需水花粉管双受精

2、 生活史：营养繁殖无性生殖核相交替(合子或配子减数分裂)世代交替(孢子减数分裂)（同形世代交替异形世代交替孢子体发达的异形世代交替，配子体独立生活寄生在孢子体上） 种子：无(仅具孢子)裸露种子具包被种子 生境：水生陆生；狭幅广幅,第二节 植物进化的趋势和进化方式,第二节 植物进化的趋势和进化方式,下降式进化（简化式进化）:被子植物花器官的简化如风媒传粉、叶的简化等。 趋同进化：亲缘关系远的类群因生境相同，而在形态结构和生理机能上形成相似特征的进化方式 趋异进化：来源于共同祖先的植物类群因生境不同，而在形态结构和生理机能上形成相异特征的进化方式 适应辐射：一个物种适应多种不同的环境而分化成多个在

3、形态、生理上各不相同的种的进化方式,第二节 植物进化的趋势和进化方式,平行进化：来源于共同祖先的植物类群，由于后来又生活在类似的生境中，形成了相似的适应特征称平行进化 平行进化与趋同进化的区别： 平行进化：亲缘关系较近的植物种或植物类群，经过平行进化产生相似的特征 趋同进化：亲缘关系较远的的植物种或类群，由于适应相同的生境而形成了相近的特征,第二节 植物进化的趋势和进化方式,特化或专化：有些植物在适应特殊条件或特殊环境时，发展了一些特殊的构造，如某些虫媒传粉植物的花被或雄蕊极度特化，只能适应某一类昆虫进行传粉，这种现象称为特化或专化 渐变式进化与跳跃式进化： 渐变式进化：进化是缓慢的、渐变的过

4、程，是微小突变的积累 跳跃式进化：调节基因发生突变而引起的生物大突变 多洛定律：生物进化的不可逆性规律,19世纪中叶以前，神创论或称特创论一直占据着生物学的主导地位。 一次创造论认为，世界上各种各样的生物，包括所有植物和动物都是上帝（神）在最初一次就造好放在地球上的，它们永远不变、一代一代地繁衍下来。 连续创造论则认为，世界上各种各样的生物是一次又一次不断地被神创造的，因此造成了地球上过去的物种与现代物种的差别。 英国牛津大学的一位副校长兼牧师甚至根据旧约记载还推测出上帝创造地球和造人的准确时间。,神创论与进化论的斗争,第三节 生物进化的基本理论,公元前6世纪，希腊哲学家Anaximandev

5、预言，生物是逐渐进化的；,18世纪，瑞典医生Linnaeus发明双名制生物命名法则； 18世纪，法国生物学家Buffon在研究中察觉到生物进化现象并进行了描述，但没有勇气承认并作出结论； 1830年，苏格兰地质学家Lyell发表地质学原理第一卷，阐述了古老地球在很早以前就形成了，地质过程经历了缓慢渐进的变化。同时，古生物化石的研究也被引入了地质学，为进化理论提供了基础； 法国生物学家Lamarck再一次提出了生物进化的思想 Darwin的祖父Erasmas Darwin也提出了生物进化的可能性，但他们都没有拿出足够令人信服的证据，或由于各种时代的局限，进化论并没有被确立起来，神创论所占据的主导

6、地位一直没有被动摇。,1859年，Darwin物种起源 1860年6月30日 牛津大学图书馆 神创论与进化论的辩论会 牛津大主教Wilberforce vs. Huxley,进化论与神创论的斗争一直没有停止,物种起源（第六版） 达尔文 (1809-1882) 查理罗伯特达尔文著 周建人 叶笃庄 方宗熙 译 达尔文 (1809-1882) 史略 绪论 第一章：家养状况下的变异 第二章 自然状况下的变异 第三章 生存斗争 第四章 自然选择；即最适者生存 第五章 变异的法则 第六章 学说的难点 第七章 对于自然选择学说的种种异议 第八章 本能 第九章 杂种性质 第十章 论地质记录的不完全 第十一章

7、论生物在地质上的演替 第十二章 地理分布 第十三章 地理分布（续前） 第十四章 生物的相互亲缘关系：形态学、胚胎学、残迹器官 第十五章 复述和结论 叶笃庄物种起源中译本修订后记,The Origin of Species Charles Darwin Preface Introduction Chapter 1 - Variation Under Domestication Chapter 2 - Variation Under Nature Chapter 3 - Struggle for Existence Chapter 4 - Natural Selection Chapter 5 -

8、 Laws of Variation Chapter 6 - Difficulties on Theory Chapter 7 - Instinct Chapter 8 - Hybridism Chapter 9 - On the Imperfection of the Geological Record Chapter 10 - On The Geological Succession of Organic Beings Chapter 11 - Geographical Distribution Chapter 12 - Geographical Distribution continue

9、d Chapter 13 - Mutual Affinities of Organic Beings: Morphology: Embryology: Rudimentary Organs Chapter 14 - Recapitulation and Conclusion Glossary Home,物种起源查理罗伯特达尔文著 周建人 叶笃庄 方宗熙 译 绪 论 当我以博物学者的身份参加贝格尔号皇家军舰航游世界时，我曾在南美洲看到有关生物的地理分布以及现存生物和古代生物的地质关系的某些事实，这些事实深深地打动了我。正如本书以后各章所要论述的那样，这些事实似乎对于物种起源提出了一些说明这个问题

10、曾被我们最伟大的哲学家之一称为神秘而又神秘的。归国以后，在1837年我就想到如果耐心地搜集和思索可能与这个问题有任何关系的各种事实，也许可以得到一些结果。经过五年工作之后，我专心思考了这个问题，并写出一些简短的笔记；1844年我把这些简短的笔记扩充为一篇纲要，以表达当时在我看来大概是确实的结论。从那时到现在，我曾坚定不移地追求同一个目标。我希望读者原谅我讲这些个人的琐事，我之所以如此，是为了表明我并没有草率地做出结论。 现在（1859年）我的工作已将近结束，但要完成它还需要许多年月，而且我的健康很坏，因此朋友们劝我先发表一个摘要。特别导致我这样做的原因，是正在研究马来群岛自然史的华莱士先生对于

11、物种起源所做的一般结论，几乎和我的完全一致。1858年他曾寄给我一份有关这个问题的论文，嘱我转交查尔斯.莱尔（Charles Lyell）爵士，莱尔爵士把这篇论文送给林纳学会，刊登在该会第三卷会报上。莱尔爵士和胡克博士都知道我的工作，胡克还读过我写的1844年的纲要，他们给我以荣誉，认为把我的原稿的若干提要和华莱士先生的卓越论文同时发表是可取的。 我现在发表的这个摘要一定不够完善。在这里我无法为我的若干论述提出参考资料和根据；我期望读者对于我的论述的正确性能有所信任。虽然我一向小心从事，只是信赖可靠的根据，但错误的混入，无疑地仍难避免，在这里我只能陈述我得到的一般结论，用少数事实来做实例，我希

12、望在大多数情况下这样做就足够了。今后把我的结论所根据的全部事实和参考资料详细地发表出来是必要的，谁也不会比我更痛切感到这种必要性了；我希望在将来的一部著作中能完成这一愿望。这是因为我清楚地认识到，本书所讨论的没有一点不能用事实来作证，而这些事实又往往会引出直接同我的结论正相反的结论。只有对于每一个问题的正反两面的事实和论点充分加以叙述和比较，才能得出公平的结论，但在这里要这样做是不可能的。 许许多多博物学者慷慨地赐予帮助，其中有些是不相识的；我非常抱歉的是，由于篇幅的限制，我不能对他们一一表示谢意。然而我不能失去这个机会不对胡克博士表示深切的感谢，最近十五年来，他以丰富的知识和卓越的判断力在各

13、方面给了我以可能的帮助。 关于物种起源，完全可以想像得到的是，一位博物学者如果对生物的相互亲缘关系、胚胎关系、地理分布、地质演替以及其他这类事实加以思考，那么他大概会得出如下结论：物种不是被独立创造出来的，而和变种一样，是从其他物种传下来的。尽管如此，这样一个结论即使很有根据，还不能令人满意，除非我们能够阐明这个世界的无数物种怎样发生了变异，以获得应该引起我们赞叹的如此完善的构造和相互适应性。博物学者们接连不断地把变异的唯一可能原因归诸于外界条件，如气候、食物等。从某一狭义来说，正如以后即将讨论到的，这种说法可能是正确的；但是，譬如说，要把啄木鸟的构造、它的脚、尾、喙，如此令人赞叹地适应于捉取

14、树皮下的昆虫，也仅仅归因于外界条件，则是十分荒谬的。在槲寄生的场合下，它从某几种树木吸取营养，它的种籽必须由某几种鸟传播，而且它是雌雄异花，绝对需要某几种昆虫的帮助才能完成异花授粉，那么，要用外界条件、习性、或植物本身的意志的作用，来说明这种寄生生物的构造以及它和几种不同生物的关系，也同样是十分荒谬的。,年青时代的Darwin和贝格尔号的航行,1809年出生，童年 山林和田野 1825年，爱丁堡大学学习医学 1828年，剑桥大学学习神学，钻研博物学和自然史，结识了一些博学的教授学者。 1831年，从剑桥毕业并获得学士学位 剑桥大学博物学教授Henslow推荐去英国贝格尔号航海船上担任博物学专家

15、。,出发之前，Henslow教授特别向Darwin赠送了Lyell的地质学原理第一卷。,1831年11月，贝格尔号探险船出发进行环球探险调查 1835年的夏天，贝格尔号到达太平洋东部，离南美洲西海岸965 km的加拉帕戈斯群岛。考察了一个多月，采集了大量的岩石及植物和动物标本。 Darwin发现，岛上26种陆栖鸟类中，有25种是特有的，15种海栖鱼类全部是新种，25种甲壳虫中只有23种是南美洲也有的，185种显花植物中新种为100种。,不同岛屿上的海龟形态各不相同，地雀的许多特征也有差异，显示出这些不同的物种是这里特殊的气候和环境创造的。 物种是可变的，这种变化明显受自然环境的影响和选择！,随

16、着贝格尔号长达5年的航海探险考察后，1836年10月，Darwin回到了英国。,整理和收集资料：1838年，他阅读了著名的经济学家Malthus（马尔萨斯, 1766-1834）的人口论，进一步认识到生存竞争的结果使各物种在自然界中保持适当的数量，同时逐渐向着更加适应于环境的方向变化。 生存竞争和适者生存为Darwin的自然选择学说的形成提供了依据，他的关于生物通过自然选择而连续进化的理论开始成型。 1858年，英国年青的博物学家Wallace给Darwin写信，阐述他通过对马来西亚群岛动植物的考察所得出的生物进化的结论。 同年，Darwin和Wallace在英国Linnaean学会上公布了他们各自的论文和摘要。 1859年，Darwin物种起源终于问世。,自然选择导致生物进化,生物进化是指地球上的生命从最初最原始的形式经过漫长的岁月变异演化为几百万种形形色色生物的过程。,所谓自然选择实质上