高中生物 37 生物的进化 - 协同进化与生物多样性的形成

协同进化

定义：协同进化是指两个相互作用的物种在进化过程中发展的相互适应的共同进化，一个物种由于另一物种影响而发生遗传进化的进化类型.

类型：

不同物种之间的协同进化：例如，一种植物由于食草昆虫所施加的压力而发生遗传变化，这种变化又导致昆虫发生遗传性变化。又如，蜂鸟与依靠蜂鸟传粉的植物之间，蜂鸟的喙的形状与花的形态结构相互适应，协同进化。

生物与无机环境之间的协同进化：无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率，导致生物朝着一定方向进化；生物的进化反过来又会影响无机环境。例如，地球上最早出现光合作用的生物，使得大气中氧气含量逐渐增加，从而改变了整个地球的环境，也促使了需氧型生物的出现和进化。

意义：

促进物种多样性的增加：很多植食性昆虫和寄主植物的协同进化促进了昆虫多样性的增加。

导致物种分化：遗传连锁性状有关基因在分子水平上的协同进化促进了遗传隔离并导致物种分化。

利于物种适应环境：如传粉昆虫与植物的关系，蚜虫与蚂蚁的关系等众多互惠共生实例，体现了物种适应该方面的意义。

推动基因组进化：细胞中的线粒体基因组的形成可能源于包内内共生菌的协同演化，核基因组中“基因横向转移”现象也可能来源于内共生菌协同进化的结果。

增强生物群落稳定性：众多物种与物种间的协同进化关系促进了生物群落的稳定性，寄生关系、猎物-捕食关系等非互惠共生的协同进化关系也维持了生态系统的稳定性。

生物多样性的形成

生物多样性的层次：

物种多样性：是指动物、植物和微生物种类的丰富性，它是生物多样性的中心，是生物多样性最主要的结构和功能单位，包括区域物种多样性和生态多样性或群落多样性两个方面。

遗传多样性：指物种内基因的变化，包括同种个体之间基因的差异以及种群之间基因的差异，是物种多样性的基础，遗传多样性可以表现在多个层次上，一般来说，一个种的种群越大，它的遗传多样性就越大。

生态系统多样性：是指生物群落及其生态过程的多样性，以及生态系统的环境差异、生态过程变化的多样性等，包括地球上各种生态系统的类型、结构、功能以及生态系统内的物种组成、群落结构、能量流动、物质循环等方面的多样性。

生物多样性形成的原因：

从基因角度看：基因突变、基因重组和染色体变异等为生物进化提供了原材料，使得种群基因库不断丰富和变化，为物种多样性和遗传多样性的形成奠定了基础。

从物种形成方式看：渐变式物种形成和爆发式物种形成等方式，使得新物种不断产生，增加了物种的数量和种类，促进了物种多样性的形成。

从协同进化角度看：不同物种之间以及生物与无机环境之间的协同进化，促进了物种的适应和分化，进一步丰富了物种多样性和生态系统多样性。例如，在长期的进化过程中，捕食者与猎物之间相互选择、相互适应，使得双方在形态、生理和行为等方面都发生了变化，从而增加了物种的多样性；植物与传粉者之间的协同进化，也促使了双方的多样化发展.

从生态系统角度看：生态系统的多样性为生物提供了多样化的生存环境和资源，使得不同生物能够在各自适宜的生态位中生存和发展，从而促进了物种的分化和生物多样性的形成。不同的生态系统具有不同的气候、土壤、地形等条件，这些条件影响着生物的分布和进化，进而导致生物多样性的差异。