生物地理学教学第1章

1、Darlington (1957):,Zoogeography is a science about the distribution of species.动物地理学是一门关于物种分布的学科 - Biogegraphy is a science about the distribution of species.生物地理学是一门关于物种分布的学科,1,Geographical Differentiation in Species Distribution:,1. Diversity of terrestrial species greater than that of marine species (but odd morphology more common in marines than in terrestrials)陆地多样性比海洋多样性多（但是海洋生物形态比陆地生物形态奇特得多） 2. Diversity decreases toward poles from equatorial物种多样性沿赤道向两极递减 3. Only the phylum of vertebrates

2、 has all classes living in almost all habitat types; invertebrates differentiate in distribution at the level of class, or even of phylum只有脊柱动物生活在几乎所有的生物环境类型，而无脊柱动物分布在不同的类别 1. 例子：棘皮动物只有海洋种类；2. 这种现象与脊椎动物的机体组织程度高、应对环境变化的能力强有关系。,2,Geographical Differentiation in Species Distribution:,4. Local differentiation occurs at all lower levels of taxa.当地的分化发生在类群中较低级别。 5. Diversity in tropical rainforests (on land) and coral reefs (in sea) is greater than any other areas. .热带雨林（在陆地上）和珊瑚礁（中海）的多样性大于任何其他地区。 这与充

3、沛的水热资源有关。,3,4,物种分布格局是自然演化历史和物种生态适应共同作用的结果,Biogeography,1. Species Distribution Pattern on the Earth地球上的物种分布格局 2. Evolution进化 3. Adaptation适应 4. Environmental Differentiation & Species Distribution Differentiation 环境差异及种群分布分化 5. Historical Shift of Environment and Changes of Biomes 环境历史转换和生物群落的变化 6. Division of World Flora世界植物区系 7. Division of World Fauna世界动物群 8. Biomes of China中国生物群落,5,1. 在物种分布的规律中，演化和适应是物种的一体两面，因此适应是了解物种分布规律的另一把钥匙。,Definition of species,（1）Taxonomic (morphological, pre-Linnaeus

4、, Linnaeus, and Darwins): Species is a group of individuals with similar morphological and physiological features. 分类（形态，前期林奈，林奈和达尔文的）：物种是具有相似的形态和生理功能的种群。,6,Definition of species,Population thought: (1) Species exists in the form of a population or two. (2) A population is a group of individuals who are similar in morphological and physiological features, but with variability between individuals. 人口思想：（1）物种存在于一个或两个群体的形式。 （2）种群是在形态和生理功能相似，但个体间的差异。,7,Points of allopatric speciation,1. Mechanism: G

5、eographical isolation interruption of gene exchanges between populations accumulation of morphological differences- reproductive isolation 1.机制：地理隔离 - 基因交流中断 形态不同-生殖隔离 2. Morphological similarity is a measure of relatedness between species.形态学相似性是物种之间相关性的量度。,8,2. Evolution,2.1 Species distribution物种分布 2.2 Speciation mechanisms:形态机制 2.3 Time for speciation时间形态 2.4 Brief description of life evolutionary history简述生命进化史,9,Prokaryotes,10,1. 病毒：没有细胞结构；细菌：没有细胞核，RNA存在于细胞质中；2. 出现于约22亿年前的地层中。,原核生物,Eukaryo

6、tes: unicellular,1.6-2.1 bybp (Knoll et al., 2011) 1. 草履虫、纤毛虫，有细胞核（草履虫还有大小两个核）和简单的细胞器；2. 绿眼虫，有眼点，可初步感光，是动植物的分叉点。3. 化石证据表明出现年代最早距今16-21亿年前。,11,Eukaryotes: transition from uni- to multicellular,12,1.2-1.5 bybp (Knoll et al., 2011),1. 绿眼虫开始，动植物分野，向植物演化到藻类（绿藻化石），向动物演化到海绵，时间在12-15亿年前（Knoll et al., 2011)；2. 藻类和海绵是多细胞集合体，代表生物演化从单细胞真核生物向多细胞真核生物的过渡阶段。,Evolutionary branch,13,Eukaryotes: earliest multicellular plants and their further evolution (470 mybp, N, 2013; S, 2012),14,1. 没有根、茎、叶的分化，没有维管，每个细胞都进行光合作用

7、，并直接从水和空气里吸收水分；出现生殖细胞（孢子）的分化。2. 光合作用吸收大量二氧化碳，使地球温度迅速下降，冰川出现成为可能；同时，释放大量氧气，为动物进入陆地大气环境及其后的进一步演化提供环境基础。3. 出现时间是奥陶纪。,孢子(spore)脱离亲本后能直接或间接发育成新个体的生殖细胞。它是有丝分裂或减数分裂的产物；多数为单倍体，少数为二倍体。孢子一般为单细胞的，也可能是多细胞的繁殖体。由于它的性状不同，发生过程和结构的差异，形成了孢子的多样性。,16,Spores 孢子,Eukaryotes: earliest terrestrial multicellular plants and their further evolution (360 mybp, University of California Museum of Paleontology, 2014),17,1. 真正的多细胞生物存在细胞间的分工和相互依存关系，蕨类已经出现了维管和根茎叶的分工，但还没有专门的生殖器官-花，因此是最早的多细胞植物；,Eukaryotes: earliest terrestrial mult

8、icellular plants and their further evolution (319 mybp, Jiao et al., 2011),18,藻类进一步演化出裸子植物和被子植物。1. 解释裸子植物和被子植物的差异。2. 种子植物包括种子蕨、裸子植物、被子植物，起源于古生代泥盆纪，拥有共同祖先；被子植物与裸子植物中的Gnetophytes拥有共同祖先。3. 裸子植物首先繁衍，并兴盛于整个中生代；中生代侏罗纪末期，出现被子植物。,20,藻类进一步演化出裸子植物和被子植物。1. 解释裸子植物和被子植物的差异。2. 种子植物包括种子蕨、裸子植物、被子植物，起源于古生代泥盆纪，拥有共同祖先；被子植物与裸子植物中的Gnetophytes拥有共同祖先。3. 裸子植物首先繁衍，并兴盛于整个中生代；中生代侏罗纪末期，出现被子植物；被子植物兴盛于新生代。,Further evolution of angiosperms: Euanthium theory (carpel theory),22,1. 原始类群和进化类群各自具有的形态特征问题，长期以来成为植物分类学家研究的中心，争论的焦点，尤其

9、是对被子植物的“花“的来源上，意见分歧最大，形成两个学派，即所谓“假花学派“和“真花学派“，或者称“柔荑学派“和“毛茛学派“。,24,1.以美国植物学家柏施及哈利尔，英国植物学家哈钦松为代表的真花学说认为被子植物的花是由原始裸子植物两性孢子叶球演化而来，因而设想被子植物是来自裸子植物中早已灭绝的本内苏铁目，特别是拟苏铁(Cycadeoidea)，其孢子叶球上的苞片演变为花被，小孢子叶演变为雄蕊，大孢子叶演变为雌蕊(心皮)，其孢子叶球轴则缩短为花轴。 这种理论称为真花学说(Euanthium theory)。根据此说，现代被子植物中的多心皮类，尤其是木兰目植物被认为被子植物较原始类群。 2. 解释心皮：心皮是变态的叶，雌蕊是由心皮卷合而成的。雌蕊的三个组成部分即子房、花柱、柱头都是由心皮所构成的。心皮是植物界进化的产物，是被子植物特有的器官。,Primitive families in carpel theory,26,Magnoliaceae 木兰科,Ranunculaceae 毛茛科,按真花学说（即：毛茛学说），被子植物中最原始的植物是木兰科和毛茛科（哈钦松的观点）。,27,Further evolution of angiosperms: Pseudanthium theory,1. 解释花序。2. 在过去6500万年来，被子植物得到极大发展，演化出约1万属，30万种，占植物总数的一半。,Further evolution of angiosperms: Pseudanthium theory,28,Casuarinaceae (木麻黄科）,Piperales （胡椒目）,Salicales (杨柳目）,由于裸子植物，尤其是麻黄和买麻藤等都是以单性花为主，因而设想原始被子植物是具单性花。这种理论称为 假花学说假花学说(Pseudanthium theory)。根据此说，现代被子植物的原始类群，应该具有单性花、无被花、风媒花和木本的柔夷花序类植物，如木麻黄目、胡椒目、杨柳目等。这一学派的观点为现代多数系统学家所反对，根据解剖学、孢粉学等研究资料证明柔荑花序类应为次生类群。,Eukaryotes: unicellular,1.6-2.1 bybp (Knoll et al

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