好了,刚才就给大家看了一下不同的
科学家对是否有物种 物种到底是什么,它的定义是什么
这个做了一些自己的观点的陈述 我们来总结一下,就是说到底这个物种有哪些不同的定义呢?
最开始的时候肯定是这个所谓的叫表征种phenetic species
这,这个概念,这个概念其实就基于形态 就像我刚才说的我看到一只鸡,看到一只鸭,你知道这是鸡,这是鸭
对吧?你完全是根据形态的,你不是说我抽点血来,我做个DNA
看一下哪个是鸡,你不是的,就是说你完全是根据它的形态的 这也是人们最初认识这个生物
最开始的时候所用的这种方法,它就是形态上相似的这一类生物
它的人为性是很强的 也就是说各个人对物种的这个形态的判断
标准不一样的,我刚才说的这个鸡和鸭,这个很明显 你看看它的嘴就很不一样的,它有很明显的形态学的标志在那
但很多时候有一些物种它非常接近 不是你专业的人,你很难把它们区别开来
这个表征种呢有的时候人们又叫做模式种概念 知道什么叫模式吗?就你发表一个新种的时候
你是要有一个凭证的,这个凭证是要进标本馆的
进博物馆的,比如说我发现了一个新的
水稻属的一个物种,我第一件做的事我要把水稻属的
所有的种的标本我都看一遍,在每一个种的标本里面有一份 是在这个物种被定名的时候
定名人看的那份标本,他根据这份标本去描述了
一个物种,所以这个标本呢他会写在上面,这是模式标本
我拿模式标本,拿这几个种的模式标本都放在那儿,跟我觉得这可能是新种的,我去对 结果我发现我这个确实是个新种啊
,因为它跟那些模式种都对不上 它们形态都有点区别,就是表征种的概念又叫模式种的这个概念
就说它确实是一个人为性很强的,强到什么地步呢?
我做学生的时候,我的老师给我们上课,他说
曾经有过这样一件事情,就是说像,比如说牛,牛是两侧对称的,人也是两侧对称的
在做牛的标本的时候,他不是把一个整个的牛头
都给放进去,他会把它一,一分为二,因为它对称嘛 就一分为二,一半呢比如说放到
大英帝国博物馆,一半呢放到法国自然博物馆,他,他会两边都放
结果这个牛头是个不对称的,可能一个眼睛大,一个眼睛小,反正有点不对称 结果就给后来的研究的人
造成了很大的困惑,那时候不像现在我手机一照 再把那边手机一照,两个一比,我就看得出来了,那时候没有这种技术
所以这个研究的人在这边给它命名一个东西,到那边一看
他就把那个忘了,也许他就觉得,这,这两个相差确实有,有不一样
他又把它命,命名成另外一个,所以就会发生这样的笑话
讲,举这个例子就是告诉大家其实 表征物种的概念,在这表征物种概念底下人为性是非常强的
你没有任何它的遗传背景,对吧?这个如果你,你 你取一点它的DNA,两边一取,拿出来肯定是一模一样的,对吧?
但是表征物种是没有这些概念的,它没有遗传背景,没有发育背景
所以就导致了没有一个公认的标准 没有一个一致的、公认的的标准。但它有它的好的地方,它很实用
对吧?你一讲大家都明白,你说这个鸭子嘴是扁的,鸡嘴是尖的
这种很好记,也,也很少认,它的实用性很强
它不需要你去拿点样品来,你去提点DNA,你还要测序什么东西的,没这个必要
根据形态你就可以判断。这个物种很有意思,就是说 大家都叫它叫生物种的概念,因为英文叫biological
species 这个你如果要跟一些演化的人说的话
他们反应很,会很激烈,他不喜欢这个词 他说biologic species,你难道还有abiologic
species? 你还有非生物种?他就,因为这个是有点较真了,你有生物种,你肯定有非生物种
所以他不太喜欢这种叫法。但是这个它背后的定义
就是其实是用的生殖隔离的这个定义,我们来看看哈
它就是能够相互交配,或者有潜在交配能力的这样一群生物
把它叫做一个物种,因为它强调的是能够相互交配
这个是Ernst Mayr于1942年提出来的
Ernst Mayr是研究鸟类的,所以他这个概念其实是很多人现在还在用的
就是遗传隔离是王道,你要能 遗传隔离了,你肯定就是不同的物种了,你如果还能够
相互交配,能够产生可育的后代的话,你就是同一个物种 这个概念用得很多,它有这种
遗传得背景在里面,它需要你隔离,所以就说它科学性很强 也是现在比较流行的这个概念,尤其在动物学这个领域里面
待会儿我们要说为什么要强调动物学哈 这个是用得很多的,像很多果蝇
你形态上上看几乎没什么差异,可是它们就不能交配 所以他们又给他一个词,叫sibling
species,它看上去非常非常像 它不能交配,所以他们还把它看成不同的物种
因为它有遗传隔离,它不能像形态物种,不能像表征物种
那么快速地来鉴定,你得看看它能不能在一起交配,特别是有一些
雌雄形态差异很大的,你怎么觉得它是一个物种呢?它们要能交配
万一你捉来两个,它就看不上,相互看不上,这也有可能的,是吧?
就是同一个物种,对吧?它不愿意,所以也你也没办法判断
所以你就放在这儿,就说它不能够快速地鉴定物种
这是它的这个一大限制。另外一个限制就是刚才Dawkins说的
它对没有有性 繁殖的物种,就是那些进行无性繁殖的,以及化石的物种
它没法用,你必须要,对吧?看它能不能
进行交配的,所以你看这个 不管是表征种,还是这个所谓的,我们还把它叫做生物种吧
这个概念它都有它的长处
也都有它的缺陷的地方。这个生态种的概念是在
上个世纪五六十年代比较流行的
它就是指在,生存在相同的这个生态龛的这个个体之和
这英文叫niche,就是一个小的生境,它比较强调
环境对生物的作用,因为有一些物种它是在特殊的这个环境里面能够生存的
这个举的例子比如说长在重金属矿上的有一种禾草
它就和长在田土上,就是正常的土壤里面那禾草样子完全不一样
但是这两个其实,其实是能够相互交配的
形态差异很大,所以那时候人觉得你看它们两个生境完全不一样
造成它们的形态也有差异,所以你就可以把它叫做不同的生态种 这是强调环境对生物的作用
这个呢也有人提出来,就是说这个概念不好
因为你相似的环境里面,有时就是不同的物种都有可能演化出相同的形态的
这个以后我还要讲的,什么叫平行演化 这就是你,你看上去它形态差不多,可是它真不是一个物种
所以它存在这个可能的这个平行演化的现象
你没法排除。那么现在呢这个概念一般都不用了 就是表征种啊,生物种的概念还在用
但是生态种的这个概念呢渐渐大家就不用了,而用形态型来
代替,大家承认在一个物种底下 它可能生存在不同的环境里头,就把这些
叫做生态型,不一样的生态型,这个到现在为止就介绍了三种
其实还有很多其他的,我不希望就是给太多的这些概念给你们哈
要不然这一节课也没,没办法讲完
所以给你们介绍的主要的这3种,这个物种的概念
就像我刚才说的,每一个概念都有它的长处都有它的缺点
你实际应用起来,无论你用哪种?其实
都有困难,都有很大的困难。下面就给大家举一些例子
这是一个美丽的物种,叫美国红狼 Red
wolf,他是在美国的
东南地区特有的一个物种
长得很elgant,美国人很喜欢他
但是这个物种呢,这个个体在 急剧的下降,就是一个是它的生态环境被破坏了
还有一个就是人类的活动多了以后,因为他们毕竟是去
袭击,比如说有的是袭击小孩,有的是袭击一些家畜之类的
就也受到围捕。所以你看在上个世纪30年代以后
美国红狼的个体急剧地下降,因为那个时候人们就想要想办法去
保护保护这个物种。同时也发现 这个红狼跟一种美国小狼,叫coyote
你们如果去过美国,美国很容易看到这个物种,广布的
叫美国小狼。这个红狼少到一定程度的话
他找配偶都找不到了。迫不得已,他可以跟美国小狼进行杂交 所以人们在野外看到一些杂交的个体
所以就想,不能让这个物种再 跟小狼混成一体,混着混着它就没了
遗传物质整个就稀释掉了,所以就把它抓到动物园去 想把这个纯种红狼给保存下来。
所以到了70年代的时候,这些都进动物园了 野外的纯种红狼就看不到了。
最后的14只就是进了动物园
下一节课我要讲到灭绝的时候,要讲到这个
这种情况是属于一种什么样的生存状态?要跟大家说
那么这个时候你看,野外没了,动物园有。所以有的人就来想 看一看。这些纯种到底纯到什么程度
做什么呢?做分子。就去测了它的
线粒体里面的一个基因,测了线粒体基因组的多态性
结果有一个特别有意思的发现
这个,他们觉得是一个纯种的东西。
其实是一个杂种。它跟谁呢?它跟
大灰狼和美国小狼,杂交的结果
这个研究不光光用了动物园的。他还把从
上个世纪20世纪初,就从1905年
到1935年,这个30年间存在美国各地的标本馆里面,红狼的
标本,它皮是真的嘛,对吧?把皮里面拿出来
也把线粒体的DNA提出来,进行研究。因为那个时候,那个很早很早了 大家觉得那个时候肯定是纯的
结果发现,从上个世纪初。因为它线粒体是母系遗传的
这个线粒体DNA,或者全部是小狼的
美国小狼的,或者全部是大灰狼的,所以他的结论就是
我们想保护了半天的,这样一个我们认为是这样一个纯种的红狼
要不就是一个杂种,要不就是它真的是一个很好的物种,但是它是杂交起源的
它本身就是一个杂交的结果。好,这个其实是一个
非常有意思的问题,提出来了。你说是要能够
生殖上要有隔离才算真正的物种,这美国红狼算什么呢?对吧?
当然这是一篇Nature的文章。
他最后也强调了说,并不因为我研究出 它是一个杂种,你们就不要去保护它了,我不是这个意思
这还是一个很可爱的啦!
我们应该还是保护它。但是他确实提出来 物种的问题,你怎么去界定一个物种的问题。
当然植物的例子就更多了,这个例子我也在反复地用
小黑麦的例子,对吧?小麦和黑麦是两个不同的属 你在人为的干预底下,都把它能够
制造出一个新的属出来,你说这两个属,都不存在? 不会,这个你要跟分类学家讲,黑麦属也是个非常好的属
小麦属也是个非常好的属,你不可能因为有小黑麦的例子。你就把这两个属都给否了,不可能的
不同的属,它都能够杂交。所以我就刚才说了,植物
比动物,要在界定这个物种上,如果你要套 这个生物物种概念的话
要困难得多。植物比动物要困难得多 所以自然界其实是很复杂的。
我给你们很多概念,这个概念我一再的说 适用于大部分的情况底下。生物学的特例
太多了。你在做任何 事情的时候,你做任何结论的时候,要留有充分的余地
好了,这个物种的概念肯定还会继续争论下去。
这是我比较喜欢的,我就是把 遗传的隔离和形态物种结合起来
这其实是我们做植物的用的非常多的这样一个概念
就什么是物种,物种是一群生殖上不互相隔离
在某种生境类似的选择压力下产生的具有相似的形态学特点的 生物个体总称。什么都考虑到了,你你遗传隔离,你的形态,你的生态
什么都考虑到了,你遗传隔离,你形态,你的生态 这我说了,这是一个general concept for
species 就说是一个一般情况底下的
它一定有特例的。待会儿我们还要再说到这样的例子 这个在引入一个概念叫谱系。这其实是用了非常多的,叫lineage
这个不光是在物种的水平,甚至在细胞的水平
也会讲cell lineage,什么叫lineage?就是由一个祖先
所产生的所有后代,以及它们之间的相互关系 叫lineage。这个
你可以把它理解成一个物种。产生的所有的
分化出来的所有的其他的物种,也可以把它理解成一个类群
所以我把这个物种给给它括号括起来。
你是可以把物种给拿掉的,拿掉以后你放在任何地方都可以用 我们来画一个图,这样讲比较抽象。
这是一个谱系的示意图,纵坐标
是时间,横坐标是它结构的变化
记住了,纵坐标我们在演化的时候,纵坐标往往都
代表时间。当然有的时候横坐标 也可以代表时间的。你就看,在这个谱系图里头
是包括一些盲枝的。这个盲枝就是已经灭绝的类型,或者灭绝的物种
然后在最上面这个, 这是现存的物种,我们叫它现代物种
所以你看谱系图的话就应该这样看,你有一个时间的概念 你有一个类群,或者物种的概念。
这也是一个抽象的,给你们看一下这是谱系图 它是包括所有的后代。包括那些已经灭绝了的
这是一个马的谱系图,马的话是
它的化石保存得比较完整的
一类生物。你可以看到,这是最小的,这个像小狗一样这是叫始祖马
然后它再慢慢往上演化,你看它大小在不断的变化,越变越大,越变越大
在整个这个谱系图里面,你可以看到,是吧 它不同的枝在不同地方就断了
就停在哪儿了,这就表示这些类群,都已经灭绝了
那么现存的是这一大块。就是在这一支上面还一直
顶到现在的时候,这就是现在我们的马
它的祖先。所以这个呢,就是
比较形象地给大家展示了一个物种的谱系图
你可以看得出它整个这个系列从小到大,当然它有很多都是灭绝了的 这是这个我从
百度图片下载的一个,这是现在的马,这是始祖马 你就可以看得出来,在整个这个马的演化过程当中,经历了
非常多的事件。是吧?起码它的Size就变了很多,看上去像个小狗。