保护生物学
表征方法直接利用物种特征的非相似性(dissimilarity)来测度物种的差异,其缺点在于在特征分析 中未能区分非同源相似(homoplasy)。
系统发育方法通过定量测度特征沿系统树分支的转化(transformations)来测度物种的变异,但其对 特征的抽样要求和关于特征变化相对速率恒定的条件假设苛刻(Faith, 1994;Williams 等, 1993)。
4.归化种或建群种:外来种被认为归化如果它形成可存活种群,没有人类协助就能在野外繁殖。
要具有归化性,物种必须克服繁殖屏障(即缺乏传粉者,低种群密度,缺乏其它性别的个体,以及生理上 对繁殖的限制)
5.影响种群建立的因素:
1)引种事件 的随机特征: 繁殖体压力(propagule pressure): 释放或逃逸到一个非自然分布区的个体数量的组合测度。它包含 任何一次释放或逃逸事件的绝对个体数量和这些事件的次数 2)物种的特征 3)入侵地特征
唯名论种概念:“物种这个名词,我认为完全是为了方便起见任意用来表示一群相互密切类似的个
体的”--达尔文《物种起源》。看来,即使专门研究物种起源的达尔文对于物种概念的实质也是不清楚的。
群体种概念: 生物种是一些具有形态和遗传相似性的种群组成,种内个体的相似性大于种间个体
的相似性。
表型种概念:生物种是表型上能识别的生物个体的集合。 生态种概念: 物种是生态系统的功能单元,每个物种占据一个生态位。 时间种概念:当一个物种的后代随着时间的演化,当表型的差异足以区别与其祖先区别时,那么,
5.为什么物种数目测不准? 物物种的定义
种是一个颇有争议的概念。从达尔文时代开始,物种的概念一直在演化。生物学界仍没有一致的物 种定义。(Dobzhansky, 1935; Mayr, 1942; Hennig, 1966; Cronquist, 1978; Apagow, 2007)。
分类学标准
研究对象的生境
一些物种的生境特殊,如深海生物、寄生生物、土壤生物
6.物种与保护优先顺序
物种多样性保护的一个重要原则就是要设法利用有限的资源(人力、经费及土地或水域)保护尽 可能多的物种多样性。为此需要考虑下列问题:
(1)如何测度某一保护区的物种多样性? (2)一些物种是否比其它物种更值得保护? (3)怎样利用保护区物种多样性的互补性,达到利用有限数量的保护区尽可能多地保护物种多样性? (4)如何选择设计保护区,利用最少数量的保护区覆盖某一类群的全部物种?
一个新的时间种形成了。
分支种概念:针对物种在空间上是间断分布的而在时间中是连续的之悖论,德国动物学家威利·亨
尼希(Willi Hennig)及他的追随者建立了支序理论(cladistic theory),他认为与其将生殖隔离作为种的标准,不 如将生物进化每个分支事件,即两个线系的衍征产生作为物种的识别标准。
分类学研究是分歧较大的一门基础学科。不仅不同类群分类学家的物种标准不同,同一类群的分类 学家的物种标准也不同。不同生物类群、不同分类学家对种的标准有不同认识,对于一个种是否有效,一 个分类单元的分合,往往仁者见仁、智者见智,无法取得统一意见。
研究类群的深入程度
有一些类群已经深入研究,而另一些类群缺乏研究;对于哺乳类、鸟类、爬行类和两栖类等脊椎动 物已经进行了深入的研究,而对于线虫类,有关研究很少。
从操作程序上来说,就是要解决如何做到:首先客观测度和评价各有关区域的物种多样性,对 各个区域按物种多样性高低进行排序,再结合区系组成差异的互补性,设计保护区域优先序或保护区网络, 达到利用有限数目的区域来保护最多的物种多样性或全部的物种多样性。
7.物种丰富度与关键区系分析方法
衡量和选择优先保护区域最常用也是最直观的指标是物种丰富度(species richness)。在考虑物种丰 度的基础上,结合区系成分的互补性提出的关键区系分析方法(critical faunas analysis),被用来为保护某一 特定类群的全部物种设计保护区优先序和确定最低保护区组合(the minimum set of areas)(Ackery 和 Vane-Wright, 1984)。
特有性则是指哪些分类单元仅在该地区范围内存在,在别的地方不存在,其在该地区的丧失意味着 该分类单元在整个地球上的丧失。
因而,特有性在自然保护中具有重要的意义,被用来确定保护“热点”(Hot spots)(即特有性很高 的地区)(Myers,1988)和一些类群的特有性中心(Bibby 等.,1992;WCMC,1992)。
经 典 的 生 态 学 范 式 认 为 , 岛 屿 比 大 陆 容 易 入 侵 (Elton 1958;Carlquist 1965; Wilson 1965; MacDonald and Cooper 1995)
生态学理论认为,物种丰富的群落抵抗入侵的能力比物种贫乏的群落强 (Elton 1958; MacArthur 1955; 1970; 1972; Case 1991), 原因是物种较多的群落对资源利用更完全,没有资源留给外来种利 用,这就是著名的“生物抵抗假说”
9.分类多样性测度
分类多样性测度共包括对刻划物种多样性具有不同意义的四项标准,分别是: (1)根权值(root weight),用于刻划古老类群(即孑遗类群)的重要性,对最接近支序图根部的类 群给予最大的加权; (2)高级分类单元丰富度(higher taxon richness),用于对高级分类单元给予更高的权,而不考虑高 级分类单元所包含物种的种数多少; (3)伸展树长度(spanning-tree length),用于测度谱系歧异度(genealogical divergence),有助于鉴 别包含歧异程度最大的分类单元的区系; (4)支序发散度(cladistic dispersion),用于突出不同等级类群的均匀代表性(even representation
于它们离开了与之共同进化的天敌(包括其竞争者,捕食者和病原菌)而较少受到天敌压力的影响 (Wolfe 2002, Colautti et al. 2004)
2.物种概念的起源:
物种的概念是如何起源的?最早使用种的概念是亚里斯多德。 亚里斯多德的逻辑中,最大的类别,“总类”(例如植物),按演绎法分成两个(或多于两个)其下属 的亚类,称为“种”。 每个“种”在下一轮较低级的划分中成为“属”。“属”再细分为“种”。如此反复继续进行,直到最 低级的种不能再分为止。 当然,逻辑学家的“种”和生物种不一定有关,虽然在划分生物的种类时最后一步结果,可能事实 上就是生物种。 按逻辑分法的分类称为下行分类,它既适用于非生物(如家具可分为椅,桌,床等等),也适用于生 物(Mayr,1969)。
分类学方法提出对分类多样性的测度依据反映分类单元亲缘关系分支图,利用图中代表组群关系 (group membership)的分支节点(nodes or branching points)的信息,分支图可通过支序分类研究获得, 也可利用反映分类系统的系统关系图替代(Vane-Wright 等, 1991; Williams 和 Humphries, 1994)。分类学方 法克服了前两种方法不足之处,相对更加简明可行。对很多类群,组群关系是可利用的唯一可靠信息。
6. 生物抵抗假说(biotic resistance hypothesis)认为物种丰富的群落抵抗入侵的能力强因而不
容易入侵,原因是在物种丰富的群落中捕食者多和竞争者多(竞争者、病原菌和捕食者压力大),资源利用 压力大,留给外来种利用的资源少,降低了外来种入侵成功机会(Elton 1958)
7.岛屿容易入侵吗?
第一章 生命之树 1.生物的分类:
生物学家为了区分自然界的植物、动物和微生物建立了一个生物分类系统。这个生物分类系统的基 本框架由“界”、“门”、“纲”、“科”、“属”、“种”组成。种也称为“物种”,物种是生物分类系统中基本单 元。
物种是一种基本的生物类别,级别低于属或亚属。由一些能够进行杂交并产生可育后代的生物个体 组成。
3.DNA 甲基化
DNA 甲基化(DNA methylation)使甲基添加到 DNA 分子胞嘧啶环 5‘碳上。引起基因组染色质结构 变化,如失去限制性内切酶切割位点,DNA 酶敏感位点,使染色质高度螺旋化,失去转录活性。导致基因 置换突变,发生碱基错配会诱发遗传病或癌症。
生物体甲基化是稳定的,可遗传的。即获得性遗传—拉马克遗传复活了。
因为不同类群的特有性分布格局往往并不重合,根据特有性确定保护区优先序,应基于不同类群特 有性格局的综合分析。
第二章 外来种入侵对生物多样性的影响 1.外来种:指发生在过去或现在自然分布区和扩散潜力之外的物种,其当前的分布和扩散是由于有
意或无意的人类行为造成的。
2.入侵过程:是指入侵的一系列事件和过程,在此过程中,引进种在新区域所面临着和需要克服
生物种: 物种是一级生物分类单元,代表一群形态上、生理、生化上与其他生物有明显区别的生
物。通常这群生物之间可以交换遗传物质,产生有生育能力的后代。这种定义也称为生物种定义,或生殖
种定义。 模式种概念: 源于柏拉图(Plato, 古希腊哲学家,公元前 427~347 年)和亚里士多德的哲学思想:
宇宙的多样性是存在宇宙中的有限数目的“模”。每一个种有标准的形式, 即所谓的形态“模”。
8.测度物种多样性的方法
一些学者从系统演化和分类学的角度提出了测度物种多样性的方法。Williams 和 Humphries(1994) 对此进行了概括,归纳为表征方法(Phenetic approach)、系统发育方法(Phylogenetic approach)和分类学 方法(Taxonomic approach)三个类型。
进入 20 世纪 90 年代,Williams 等人结合利用现代生物系统学支序分析理论,提出了可以反映物种 在系统演化意义上的差异即分类多样性(taxonomic diversity)的计算方法,并以此为基础,结合互补性 (complementarity),提出了一套更完善的保护优先区域的分析方法(Vane-Wright 等, 1991; Williams 和 Humphries, 1994)。