利用数值模拟重构物种多样性格局的形成过程

生命形成的过程极其漫长, 经历了地球系统复杂的沧海桑田变化。当前人类所观察到的物种分布格局的形成除了由物种本身特征决定外, 还受到环境变化、人类活动以及各种随机事件的影响。受限于实验条件、时间、经费、人力等诸多因素, 我们尚无法完整地观察并记录到物种多样性形成的全过程, 只能通过片段化数据来推测该过程。信息科学中包括数值模拟在内的仿真技术以其高效、可控及全过程记录等优势, 能从某种程度上解决物种多样性格局形成过程中的部分数据黑箱问题。本文介绍了数值模拟的概念和工作原理及在物种多样性研究中应用的特点, 列举了物种生态位、扩散模式、种间互作及物种分布应对气候变化等方面的数值模拟研究, 基于已有研究系统地介绍了如何综合上述数值模拟研究构建虚拟物种、气候和场景来解释物种多样性的形成与维持机制, 并阐述了数值模拟在物种多样性研究中的优缺点及应用前景。     

物种是怎样形成的

现存的生物是进化的产物,进化的关键是物种起源。物种起源是一个笼统的概念,要想研究物种之间如何演变,如何由A种演变成B种,就必须澄清物种形成的方式。达尔文运用自然选择的原理,认为自然选择是物种形成的动力,并着重指出“自然选择只能通过累积轻微的、连续的、有益的变异而发生作用,所以不     

物种绝灭思想的形成

随着解剖学知识的不断丰富,有关龙和巨人的传说已不攻自破,但同时也为鉴定和识别岩石中的动物化石增加了困难。这些化石生物不仅在温带的欧洲从未发现过,而且有的是否有现生的类似物种也根本不为人知。当然,南北美洲、亚洲、非洲、澳洲等大部分地区还未开发,许多未知物种也许生活在这些地区。可是在十八世纪末叶已有许多博物学家认为大型陆生脊椎动物中的大多数已被科学地认识,因此,一些脊椎动物化石属于已经绝灭的生物种类。这一点难以被人接受,因为这暗示着上帝的圆满创造出现了缺陷。圣经上的大洪水虽能解释单个生物个体的绝灭,却无法说明整个物种的绝灭。     

论婴儿类别形成的过程

文章简要回顾了婴儿类别形成中的知觉类别和概念类别之争,提出了婴儿类别形成阶段的假设：知觉类别与概念类别的形成是同一个过程。类别形成和概念形成是同时发生的两个不同阶段。婴儿类别的形成是建立诊断标准的过程,而概念形成是信息分析的过程,并且概念的形成影响类别的形成。     

自然选择能形成物种吗?

根据达尔文的选择理论,长颈鹿祖先的脖子是不长的。在其进化过程中,有的个体产生变异,前肢和脖子变长。在干旱的年代,地面的草枯死了,一些长脖和高前肢变异的个体吃到了树叶没有被饿死,留下了后代。而没有变异的短肢和矮脖的个体,吃不到树叶,被自然淘汰了。由于长期世代变异遗传和选择的结果,就形成了目前的这个样子。如果事实真是如此,应该是短腿矮脖的有蹄类趋于灭绝或相当稀少,而长颈鹿有蹄类的物种要多一些,这样才符合选择学说。可是大自然的现实完全不是这样。在非洲草原上众多的有蹄类中长颈鹿仅一种,要是干旱经常发生,就不可能有有蹄类的大发展,自然依肉食为生的猛兽也不可能像今天这样多。所以我们有根据的说,长颈鹿的形成不可能是上述原因形成的,它是生态位置的产物。即长颈鹿的出现是和其它有蹄类长期共同瓜分当地植物的结果。大象的长鼻是怎样形成的呢?达尔文没有解释,他的学生未作说明。现代达尔文主义者也未作理论上     

物种与物种多样性

本文首先讨论生物物种的科学概念和生物学本质，分析物种客观存在的自然属性和物种概念的局限性，认为物种的生物学属性和物种多样性的科学属性之间有着本质联系。物种多样性研究的实质是研究生物物种的生物学多样性。度量物种多样性程度有多种方法，但物种数目是物种多样性程度最直接、也是最基本的表达，估计物种多样性数目是当前国际上物种多样性研究的核心与热点内容。物种多样性产生的根源是物种形成，物种绝灭速率是维持物种多样性的关键因素。本文简要总结了物种形成与绝灭的基本模式和机制，通过分析生物地理区系与物种多样性研究的密切关系，说明物种的区系成份分析是物种多样性大尺度格局研究的重要内容。     

关于系统动物学与物种进化过程的论争

近十年来,在国际生物学界(包括古生物学界),正展开着一场关于系统学(“分类学”)的基本原理和方法论的学术争论。生物学各分支学科,特别在分类学、生物地理学与古生物学界,争论最为热烈,但也涉及到胚胎学,生理学与生物化学,及数学生物等学科中,物种形成和生物进化史方面的一些基本问题。所以,争辩的激烈程度和涉及范围之广,是近半个世纪来所未见的。有关争论的文章,在生物科学的许多刊物中常占很大比重。以美国系统动物学会出版的《系统动物学报》     

论物种的客观真实性

关于物种的概念和本质的争论由来已久。大多数学者认为种是自然界客观存在的真实单位,是形态上和生殖上间断的群体体系,与种内连续的群体体系——宗,有着本质的区别。少数学者则认为种是主观意识的产物,是为了分类的目的而任意确定的人为的分类阶元,与宗只有程度的不同而无本质的区别;只有个体才是客观真实的单位。以形态标准为主的分类学种概念和以生殖隔离为标准的生物学种概念只能说代表了自然界有机体类群不连续性的两个不尽相符,但部分一致的侧面,而不能说就是客观物种的反映。自然界的生命有机体有两重性。它们既不是一群乱七八糟的乌合之众,也不是秩然不紊的鳞次栉比,而是以群体的组织形式适应于各自分布区内的生态位,在表型和基因型的变异式样上具有一定规律的遗传多样性。物种的客观本质也有两重性。物种作为有机体组合的单位既存在又不存在。说物种客观存在是因为按形态或生殖的不连续性标准划分的“种”在自然界具有一定的普遍性;说物种并非客观存在是因为至今还没有一个能把所有的生命有机体都划分成统一的生物学单位的不连续性标准。     

论“濒危物种”与“保护物种”概念的异同

正2016年9月4日,在美国夏威夷举行的第六届世界自然保护大会上,世界自然保护联盟(International Union for Conservation of Nature,IUCN)发布了2016年版《IUCN濒危物种红色名录》。该名录中,大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)的濒危等级经过重新评估后从"濒危"下调为"易危"。这一新闻在全球引起了广泛的关注,世界各大媒体都进行了报道,并在互联网上广泛传播,引发了公众、学者热烈的讨论和政府部门的高度关注(http://www.     

"物种的形成"的教学设计

1 教学目标 1.1 知识与技能1 1)阐明并解释物种、隔离等相关概念. 2)运用所学概念分析物种形成的过程. 3)概述物种形成的主要环节以及各环节对于物种形成的作用.     

中国红树林湿地物种多样性及其形成

目前中国红树林湿地共记录了2854种生物,包括真菌136种、放线菌13种、细菌7种、小型藻类441种、大型藻类55种、维管束植物37种、浮游动物109种、底栖动物873种、游泳动物258种、昆虫434种、蜘蛛31种、两栖类13种、爬行类39种、鸟类421种和兽类28种。这些动物中有8种国家一级保护动物,75种二级保护动物。中国红树林湿地是中国濒危生物保存和发展的重要基地,并在跨国鸟类保护中起着重要作用。中国红树林湿地单位面积的物种丰度是海洋平均水平的1766倍。从初级生产物质基础、食物关系多样性、宏观尺度和微观尺度的空间异质性、生境利用的时序性等方面分析了中国红树林湿地物种多样性极其丰富的原因。     

榕树-榕小蜂的物种共形成

榕树-榕小蜂的互惠共生是植物与其传粉者间相互作用的最极端的特例,几乎每一种榕树均由榕小蜂科的一种特定昆虫传粉,而它们的小蜂也只能在此特定榕树种的花内养育它们的幼虫,构成了高度的种专一性(一对一原则).因此榕树及其传粉昆虫间的相互作用被看作是专性互惠共生的最极端特例,也引起人们对它们共趋异及物种形成的诸多推测.对目前榕树一榕小蜂的物种共形成的研究进行了回顾与阐述,希望能对全面认识这对完美的共生伙伴及物种共形成机制提供一些启示.     

铁角蕨科的多倍化与物种多样性形成

铁角蕨科植物约800种,广布世界各地,主产热带和亚热带地区。本文统计了铁角蕨科188种植物的细胞学资料,发现167种植物具有多倍化现象,占总种数的88.8%,表明该类群植物中普遍存在多倍化事件。具有多倍化现象的物种中,90种只有1种细胞型,占总种数的47.9%;77种具有种内多倍性,即种下存在多个细胞型组合,占总种数的41.0%。多倍体细胞倍性极其丰富,有三倍体、四倍体、六倍体、八倍体、十倍体、十二倍体以及十六倍体。本文还对铁角蕨科多倍化现象与其物种多样性形成的关系进行了讨论,同时对铁角蕨科多倍化研究中存在的问题进行了探讨。     

科尔沁沙地沙漠化过程中的物种多样性

对内蒙古科尔沁地区沙漠化过程中物种多样性的变化特征进行了分析 ,依据植物种在各类型沙漠化土地的出现频率和不同沙漠化阶段各生活型植物种的组成 ,探讨了沙漠化过程中植物种绝灭和定居特点 .物种多样性指数分析表明 ,沙漠化过程是一个物种多样性衰减的过程 ,沙漠化首先导致特有种的绝灭 ,其次为稀有种和普通种 .从植物的生活型来看 ,多年生草本和灌木类植物受沙漠化影响最大 ,而 1年生草本和半灌木类植物可存活于沙漠化过程各个阶段 .在沙漠化过程中植物种的绝灭速率大于定居速率 .     

达尔文“物种起源”的内容、形成过程和历史意义——纪念达尔文“物种起源”一百周年

马克思的伟大战友恩格斯在论述19世纪自然科学的重大成就时,指出了19世纪的三个大发现:(1)能量不灭、能量转化规律,(2)细胞学说,(3)达尔文的进化论。按照恩格斯的意见,“由于这三个大发现,自然界的基本过程就得到了说明,就归结到自然的原因了。”这就是说,由于这三个大发现,自然科学就能够有效地摆脱唯心主义和形而上学世界观的束缚,自然研究就得以建立在唯物主义的基础上了。毫无疑问,进化论是生物科学的中心理论,是生物科学对生命自然界最重要、最基本的理论概括。在建立进化论中,达尔文的功绩比任何人都大。在达尔文以前,科学上已经提出过进化观念或进     

植物群落和物种多样性动态过程及物种丧失机制放牧试验

在长期严格的沙地草场放牧试验的基础上,通过调查及多种计算和分析,揭示了在放牧条件下植物群落和物种多样性的动态演变规律及物种丧失的机制,主要结论是:(1)在不同稳定的牧压下群落外貌特征及组分发生明显的分异。(2)持续强度放牧使物种消失,α多样性下降,为理解现代物种消亡和灭绝机制提供了部分依据,现代物种的消亡和灭绝正是由于人们对于生境的破坏引起的,生境破坏引起局部地区物种的消失,这种局部消失的不断累加就可能引起物种的消亡和绝灭。(3)放牧试验对物种组成和β多样性的影响表现在时空两个方面。     

曲霉生物膜的形成过程与结构特征

目的 研究曲霉生物膜的形成过程和结构特征.方法 我们利用一个曲霉生物膜体外模型研究其形成过程和结构特征.将200 μL浓度为1×10<'5>孢子/mL的受试曲霉(烟曲霉AF293,黄曲霉BMU03940,土曲霉BMU00802,黑曲霉BMU04689)的孢子悬液加到24孔组织培养板中的无菌塑料细胞培养盖玻片上,37℃孵育不同时间(0、2、4、8、10、12、16、18、24、48、72 h),加入25 μmol/L的FUN-1室温避光染色后,用波长488 nm激光激发,通过共聚焦激光扫描显微镜观察曲霉生物膜的形成过程;再用波长为488 am和633 am激光同时激发,将两个波长下的图像叠加后观察曲霉生物膜的活力;利用:XYZ轴成像观察其结构特征.在上述不同的时间点用钙荧光白染色后,用波长为405 nm的紫外光激发,观察曲霉生物膜细胞外基质的产生.结果 烟曲霉AF293在第4 h即开始有散在的孢子黏附于盖玻片上;8 h时孢子开始萌芽,10～12 h菌丝延长形成单细胞层;16～20 h菌丝缠绕形成多层立体结构;24 h形成一个具有复杂的三维立体结构特征的多细胞菌落,菌丝有序排列,细胞外基质弥散的分布在菌丝的周围;48～72 h生物膜逐渐成熟.成熟的烟曲霉生物膜是由细胞外基质包裹的有序排列的菌丝形成的复杂立体结构.黄曲霉BMU03940、土曲霉BMU00802、黑曲霉BMU04689与烟曲霉AF293有类似的生物膜发育阶段,包括黏附、孢子萌芽、菌丝延长、菌丝有序排列形成三维立体结构.结论 烟曲霉、黄曲霉、土曲霉和黑曲霉在体外都能形成典型的生物膜,它的形成过程和结构特征与其他真菌生物膜类似.     

物种多样性的空间格局及其形成机制初探

在物种多样性变化的空间格局中,得到广泛研究的是物种多样性的梯度变化特征。在短短不到五十年的时间,已经提出了十几种学说来解释为什么会形成这种梯度特征。在这些解释中,ESA假说是最近才提出的,因而似乎显得更合理一些。综合这十几种学说,作者提出了一些自己的想法,即所有以前提出的假说都可以归入两上门类,一类是属于环境因子,另一类是属于生物因子类的。在这两类因子间,环境因子是首要的,而生物因子是第二位的。     

物种濒危等级划分与物种保护

介绍了国际与国内濒危物种等级最新标准。探讨了濒危物处等级的划分标准存在的问题和物种的保护优先序。介绍了确定物种保护优先序时的两种不同观点。     

沉积物特征与旧石器遗址的形成过程

考古遗址在自然因素下所经历的沉积、改造和再堆积过程,对于理解遗址完整历史至关重要,但迄今相关研究在中国旧石器遗址中开展得较为有限。本文在介绍遗址堆积与改造过程相关背景知识的基础上,对自然因素研究中涉及到的最为关键和核心的对象之一——沉积物及其常用分析指标(粒度、磁化率、地球化学元素、矿物组成和土壤微形态)进行阐述,并以许昌人遗址和伞顶盖遗址为例说明相关指标的应用情况。沉积物分析指标侧重从微观角度揭示旧石器遗址的堆积与改造过程,因此,我们还需结合宏观尺度下的遗址沉积地层、地貌发育和环境演变等特征,以及考古标本本身的一系列信息对遗址在自然因素影响下的形成过程进行综合分析和判断。