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種群遺傳學表明,長期的近交狀態一方面種族得不到優秀的基因,另一方面會增加新生後代基因突變的頻率,而大家都知道,絕大部分的基因突變都是不利的。兩種因素綜合起來得到的結果就是:長期近交狀態會使種群不斷衰弱,最終走向滅亡。

1基因和等位基因

⒈基因(gene):帶有可產生特定蛋白的遺傳密碼的DNA片段
⒉基因庫(gene pool):種群中存在的所有基因組和等位基因。
基因是成對結構,由兩個等位基因構成,每一等位基因來自一條同源染色體。這些等位基因可以相同或不同。
⒊多型(Polymorphism):在種群中許多等位基因的存在導致一種群中一種以上的表現型。
⒋哈文定律(Hardy-weinberg law):在一個巨大的隨機交配和沒有干擾基因平衡因素的種群中,基因型頻率將等代保持穩定不變。

2變異和遺傳漂變

⒈基因突變(genic mutation)某一遺傳密碼中的一個或幾個核苷酸(鹼基)的替換以及核苷酸的增加或者丟失。
⒉染色體突變(chromosomes mutation)包括染色體形態結構和數目的變化。
⒊遺傳漂變(genetic drift)基因頻率在小的種群里隨機增減的現象。
遺傳漂變是基因頻率的隨機變化,僅偶然出現,在小種群中似乎更明顯。種群中經歷顯著的遺傳漂變的基因頻率,可觀察到期隨時間"漂離"起始值。由於這種隨機變化是隨機的,不受自然遺傳的影響,頻率會呈現無方向性變化,增加、減少或上下波動。
⒋適合度(fitness)
適合度(W)=存活能力(L)×生育能力
適合度綜合了存活能力和生育能力,因此,某一基因型個體的適合度實際上就是它下一代的平均後裔數。

3自然選擇類型

⒈穩定選擇(stabilizing selection):當環境條件對靠近種群的數量性狀正態分佈線中間那些個體有利,處淘汰兩側的"極端"個體時,選擇屬於穩定型的。
⒉定向選擇(directional selection):當選擇對一側的"極端"個體有利,從而使種群的平均值向這一側移動,選擇屬定向型。
⒊分裂選擇(disreptive selection):使選擇對兩側的個體有利,而不利於中間的個體,從而使種群分成兩部分。

4物種形成

物種形成過程大致分為三個步驟:
⒈地理隔離:由於地理屏障引起,將兩個種群彼此隔開,阻礙了種群間個體交換,從而使基因交流受阻。
⒉獨立進化:兩個地理上和生殖上的隔離的種群各自獨立地進化,適應於各自的特殊環境。
⒊生殖隔離機制建立:假如地理隔離屏障消失,兩個種群的個體可以再次相遇和接觸,但由於建立了生殖隔離機制,基因交流已不可能,因而成為兩個種,物種形成過程完成。
形成生殖隔離的機制如下:
⑴交配前或合子前隔離機制
a.生態或生境隔離:相關種群生活在相同綜合地域的不同生境中。
b.季節或時間隔離:交配或花期發生在不同時間。
c.性隔離:不同種間性的相互吸引力很弱或缺乏。
d.機制隔離:生殖器或花的物理性不響應阻止了交配或花粉轉移
e.不同傳粉者隔離:在開花植物中,相關性可能特化吸引不同的傳粉者。
f.配子隔離:在體外受精的生物中,雌雄配子可能不相互吸引。
⑵交配后或合子隔離機制降低染合體的生存力或繁殖力
g.雜種不存活:雜合體存活力降代或不能存活。
h.雜種不育:雜種F1代的一種性別或兩種性別不能生產功能性配子。
i:雜種受損:F2代或回交雜種后體存活力或繁殖力降低。

5物種形成方式

⒈異域性物種形成(allopatric speciation)即地理物種形成、包括兩類:
①通過大花圍的地理隔離,分開的兩個種各自演化,形成生殖隔離機制。
②通過種群中少數個體從原種群中分離出去,到達它地並經地理隔離和獨立演化而成新種。
⒉領域性物種形成(parapatric speciation):出現在地理分布區相鄰的兩個種群間的物種形成。
⒊同域性物種形成(sympatric specation):在母種群分布區內部,由於生態位的分離,逐漸建立起若干子群,子群間由於逐步建立的和生殖隔離,形成基因庫的分離而形成新種。

6親屬選擇和利他行為

⒈親屬選擇(kin selection):有具有相同基因間進行的自然選擇。
⒉利他行為(altruistic behoviour)一個個體以犧牲自己的存活和生殖為代價,去幫助其他個體繁殖更高的後代。
個體如果能將自身基因複製到將來的世代中,那麼其適合度就很高,留下許多後代是達到高適合度的一種途徑。但是基因複製品在個體的親屬中是共享的,所以支持親屬的產生也能成為個體增加,適合度有效途徑。因為近親比遠親共享更多的基因,所以人們可以期望在供者的花費與受者的親緣程度之間的平衡。
3.協同進化(coevolution)是一個物種的性狀對另一物狀的反應而進化,而後一物種的這一性狀本身又是對前一物種性狀的反應而進化。
物種間的協同進化,可產生在捕食者與獵物、寄生者與宿主、競爭物種之間及植物與植食性動物之間。
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