从大的时间尺度来看，生物个体结构的进化越势是结构上 的复杂性和多样性的同时增长。
(四)形态结构进化的途径
A. 叠加组合
蛋白质与核酸
生物大分子系统
不同原核细胞
复杂的真核细胞结构
同种单细胞
多细胞生命
B. 渐进的适应进化
器官在生物进化过程中，在其功能逐渐完善的同时， 形态结构趋于复杂化。
动物的循环系统和心脏的进化
核心 摄取光照
①具有含叶绿体的片状叶 ②利于接受阳光的空间格局 ③根系吸收水分和无机盐，给光合作用提供原料 ④具备维管系统为植物体物质交流提供通道
动物
方向 适于摄食
核心 运动功能
①具有在神经系统支配下的复杂的感觉和运动系统 ②具有能够高效完成新陈代谢的复杂结构 ③具有复杂而又精确的自我调控系统 ④动物细胞没有细胞壁，身体运动更灵活; 另的唾液反应已从它的原始刺激（食物）转化
新结构
需要
新功能
现在一般认为新功能决定新结构，新环境要求生物具 备一定的新功能，而这些新功能则必须由一定的新形态结 构来完成。系统发展过程中经常出现新机能与旧结构之间 的矛盾，结果是新的机能创造了新的结构。
四、行为的进化
动物行为是指动物体感受信息后有规律的适应性活动。
索食行为
动物行为
求偶行为 争斗行为
第五章 生物表型的进化
一、形态结构的进化
(一)新构造、新器官的起源 ➢生物的多功能性是器官系统发育变异的基础 (谢维尔佐夫)
➢基因的多效性是新构造、新器官形成的基础 (迈尔)
基因
性状1 性状2 性状3 性状… 性状n
动物的角
(二)形态结构进化的两个方向
1、复杂化(进步性进化) 复杂化是指形态结构由简单到复杂、由低等到高等的进
❖ 又如，一只单独生活的黄蜂先作一个巢，然后捕捉一蜘蛛或 毛虫，用刺使它麻痹后拖到巢内，再产上一卵，并封上巢口。 此后它就再也不顾及此事了。卵孵化出来的幼虫以猎物为食。 当它发育长大后，自己挖洞爬出巢外。这只黄蜂到时候也象 它上一代那样重复原来的一连串生殖步骤，而这些步骤谁也 没有教它，它也从未见到过。
化方向。进化的结果使形态结构越来越复杂、精密，功能 也越来越完善，完成特定功能的效率越来越高。
(图消化、图循环、图神经)
2、简化(退步性进化) 简化是由结构复杂化向简单化的一种演变过程。 海鞘，蛔虫
(三)形态结构进化的总趋势：复杂性的提高和多样性的增长
按照时间的顺序，进化史中出现的时间愈晚，生物结构愈 复杂；在早期生物圈的生物组成相对单调，晚期生物圈的生 物形态结构上歧异性(多样性)随着生境的扩展而增大。
❖ 本能行为往往在个体发育到一定阶段时产生。求偶、交配、 作巢、迁徙等等都是如此。这类行为的产物，如蜘蛛的网、 有些鸟类的巢，其精巧之程度，使人类中的能工巧匠也惊叹 不已。
❖ 俄国生理学家巴甫洛夫在研究消化生理过程中发现: 用食物喂狗，反射使狗的唾液流出； 打开灯光，没有食物，狗不流唾液； 如果在放有食物的同时，也打开灯光，狗自然地流出唾液； 在多次重复上述过程后，巴甫洛夫只给新的刺激（开灯）而
C. 旧器官的改造
适应于某种功能的器官在一定条件下朝着适应新功能 的方向特化，最终变为为相对完善的适应新功能的复杂 器官。
陆地脊椎动物的四肢与鱼类的偶鳍
二、生理功能的进化
生物在进化中，随着环境的改变，一些适应新环境的 功能也随之出现。在系统发展过程中功能是最活跃的因 素．常常出现的矛盾是新功能与旧结构之间的矛盾．矛 盾的结果往往是创造新的结构来满足新的功能。
❖ 没有神经系统的原生动物有明显的趋性反应。臭 虫有趋热性，许多昆虫有趋光性。
❖ 较高等的鱼类也有突出的趋光性，渔民往往利用 这点在夜间用灯光诱捕鱼类。
❖ 高等动物很少有简单的趋性反应，偶尔发生也容 易受其他因素的影响而改变。
❖ 反射与趋性之间无严格界限，但反射一般是通过反 射弧的。
腔肠动物就有反射活动。
鱼类的鳔陆地脊椎动物的肺
(一)新功能起源的基本方式 1．功能的强化 2. 功能的扩大
3．功能的更替
分泌细胞腺体 眼点眼睛
动物的前肢 运动多功能
海豚、海豹四肢 行走游泳
(二)营养方式的进化
营养方式
自养 异养
光合自养(植物) 化能自养(化能细菌) 吸收营养(微生物) 摄取食物(动物)
植物
方向 适于光合
社群行为
通讯行为 均与动物取食、繁衍、保护自身有关
(一)动物行为的分类
动物行为
本能行为 先天性行为
定型行为
趋性 反射 本能
学习行为
(后天习得行为)
印随学习(图1) 模仿(图2) 条件反射 悟性学习(图3) 判断和推理
❖ 动物对单向环境因素的刺激所引起的定向反应称 趋性。
❖ 趋性可分为趋光性、趋热性、趋化性、趋地性等， 一般是低等动物对环境的适应方式。
节肢动物（如昆虫）的反射趋向多样化。
脊椎动物有多种反射活动。
在人类中，新生儿的抓握反射、吮吸反射，成人的 膝跳反射、抓痒反射等等，都属反射行为。
在无脊椎动物的行为中，反射占十分重要的地位。 在脊椎动物中，反射行为已逐渐不够用了，尤其是 哺乳动物直至人类，反射行为仅占行为总量的很少 部分。
❖ 本能与反射一样，也是不学而能、先天固有的行 为。但是，本能的复杂程度要超过反射。在一般 情况下，由单个反射弧实现的单一活动称为反射， 由两个以上反射弧连贯起来的活动称为本能。
❖ 本能是先天性行为中最高级的行为模式。本能的 范围很广泛。动物个体发育到一定程度能自己索 取食物，一旦遇到敌害有某种自卫能力，个体成 熟后能作出求偶、交配、生殖等活动，凡此等等， 都属于本能行为。
❖ 本能也经常表现为一系列反射按顺序的连锁行为。 ❖ 如廷伯根描述的三刺鱼的婚配行为，一环扣着一
环，是一个相当有秩序的由一连串的动作所构成 的行为。其中主要有： ❖ 雄鱼将雌鱼引向巢穴，引导入巢；雄鱼用嘴触动 雌鱼尾部；在雌鱼产卵后，又将它赶离出巢；随 即雄鱼入巢，使卵受精。
胞壁的阻隔，细胞内外的物质交换效率更高。
方向 微生物 适于吸收
核心 增加吸收面积
①许多微生物个体都是体积很小的单细胞，具有相对较大 的吸收面积。
②许多微生物都能利用各种碳水化合物以及从分子态的氮 到复杂高分子蛋白质的能力。 ③微生物繁殖力强，数量大，分布广，适应力强。
三、结构与功能进化的统一性
产生