焦點241 達爾文演化論
拉馬克 《用進廢退》 解釋物種改變的機制
《用進廢退》
用進廢退 生存環境若發生變化， 生物會修正調整本身 的器官來適應。
用進廢退 後天獲得的新性狀 可以遺傳給後代， 導致物種慢慢改變。
魏斯曼 否定用進廢退
達爾文
加拉巴哥群島
萊爾 《地質學原理》 地質的改變 來自長時間的緩慢 而持續的細微改變
馬爾薩斯 《人口論》
華萊士 研究馬來半島 和印尼的生物 天擇是演化的機制
達爾文—天擇說 遺傳變異 過度繁殖 生存競爭 適者生存
遺傳變異 個體間有個別差異 部分特徵可遺傳
繁殖潛能 產生大量後代 造成過度繁殖 但無法廣泛分佈
生存競爭 受限於食物,空間 淘汰老弱病殘 最適合環境者 才可生存,繁殖後代
生物演化 長時間,連續性漸變 非間斷性,突發變化
達爾文—天擇說 中心思想︰ 物競天擇,適者生存 演化必備條件︰ 1.可遺傳的變異 2.天擇發揮作用
物競天擇,適者生存
物種源始
拉馬克 達爾文 動物哲學 物種源始 用進廢退 自然淘汰 後天改變 先天改變 不同祖先 共同祖先
焦點242 遺傳變異與演化
天擇
遺傳變異 演化的基礎 天擇 決定演化的方向
環境穩定 沒有突變,沒有遷徙 基因頻率不變 (不發生演化)
遺傳變異 突變 遺傳重組 減數分裂 受精作用
突變 1.生物演化的基礎 2.突變的機率很小 3.突變基因(隱性) 大多是有害的
突變基因 有利或有害 須視生活環境而定
遺傳再組合 受精作用 基因重組 減數分裂 同源染色體互換 非同源染色體組合
焦點243 物種的形成
種 族群單位,分類單位 同族群可自由交配 後代有生殖力
同種 不同種
同種
同種
同種
同種個體 相同構造,生理活動 同族群自由交配 無法自由交配 生殖隔離不同種
遺傳變異 地理隔離 生殖隔離 形成新物種
成種作用 形成新種的先決條件 生殖隔離 生殖隔離的先決條件 地理隔離
物種多樣性 原始 不同 物種 物種 輻射演化
焦點244 演化的 解剖學證據
同源器官 發生來源, 構造特徵相同的器官
同源器官
痕跡器官 突變 造成器官退化, 與用進廢退無關
痕跡器官
同功器官
焦點245 演化的 胚胎學證據
演化的胚胎學證據 生物血緣關係相近 胚胎早期生長發育 過程相似
脊椎動物早期胚胎 早期胚胎皆具有尾 咽部皆具有鰓裂 早期胚胎的心臟 皆為一心房一心室
心臟的演化
焦點246 演化的 生物地理學證據
生物地理學 研究各物種在地球上 的分佈範圍和原因 推論生物的演化過程
物種的起源中心 生物類群的共同祖先 起源地 向四周散佈 演化出不同的物種
種源中心 人類起源於非洲 雉科鳥類起源於亞洲 鱷類起源於南美洲 綿羊起源於中亞
現代人可能的遷移路線
臺灣檜木祖先可能演化自北美洲
有袋類 主要分佈於澳洲大陸
岡瓦納大陸時期 各大洲都已出現 有袋類
岡瓦納大陸分裂後 澳洲未演化出胎盤類 澳洲有多樣的有袋類 其他大陸出現胎盤類 有袋類逐漸被淘汰
地理隔離 很多生物有共同祖先 因地理隔離而發生 演化
焦點247 演化的 分子生物學證據
生物化學的一致性 1.核苷酸8種 2.胺基酸20種 3.醣類提供能源 4.ATP直接供能 5.細胞構造功能相似
核酸,蛋白質的比對 核酸的核苷酸序列 蛋白質的胺基酸序列 相似度大,差異性小 物種血緣關係相近
血紅素胺基酸的相似比例
鹼基的差異
焦點248 演化的化石證據
化石的形成
化石的種類 生物的構造： 骨骼、牙齒、貝殼
化石的種類 動物遺留的痕跡： 足跡、動物通道、 洞穴的痕跡 生物的鑄模
琥珀
相對年代 沉積岩愈底層 生物愈古老 同一層的化石， 生存年代相同
絕對年代 比較岩石中 放射性同位素 的相對含量， 判定化石的絕對年代
放射性定年法 碳14法 鉀氬法 鉛鈾法 三萬年 百萬年
焦點249 鳥類與爬蟲類 親緣關係的重建
羊膜動物
焦點250 化石與地質年代
原生代 始生代 前寒武紀
始生代 最古老的原核生物 澳洲西岸淺海 疊層石(35億年) 成群的絲狀藍綠藻
疊層石
原生代 7億年前動物起源 15億年前 開始出現真核生物 25億年前 大氣中開始有氧氣
二疊紀 石炭紀 泥盆紀 志留紀 奧陶紀 寒武紀 古生代
寒武紀(5.44億年前) 藻類,三葉蟲繁盛 無脊椎動物門起源
寒武紀 節肢動物代表 三葉蟲 軟體動物代表 鸚鵡螺
奧陶紀(5.05億年前) 魚類,陸生植物出現 無顎類脊椎動物 海生藻類繁盛
志留紀(4.38億年前) 原始維管束植物, 蛛形類出現 無顎類脊椎動物歧異 植物,節肢動物 開始在陸地群聚
泥盆紀(4.08億年前) 出現裸子植物, 兩生類,無翅昆蟲 硬骨魚歧異化
石炭紀(3.6億年前) 原始爬蟲類出現 兩棲類優勢 廣闊維管束植物林 首次出現種子植物
石炭紀的森林
石炭紀 氣候炎熱潮濕 巨大木賊,石松,樹蕨 形成森林 植物遺骸形成煤層
二疊紀(2.86億年前) 似哺乳類的爬蟲 爬蟲類輻射演化 現代昆蟲目起始 大部分的 海生無脊椎動物滅絕
中生代 白堊紀 侏儸紀 三疊紀
三疊紀(2.45億年前) 恐龍類出現 卵生哺乳類出現 裸子植物優勢
侏儸紀(2.08億年前) 裸子植物,恐龍優勢 始祖鳥
恐龍 三疊紀 侏儸紀 板龍 劍龍 翼龍 異特龍 黑瑞龍
始祖鳥—侏儸紀 鳥類特徵 羽毛,翅膀 爬蟲類特徵 上下頜有齒,尾長, 翅端有三指,指端有爪
白堊紀(1.44億年前) 被子植物興起 恐龍,大部分生物 滅絕於白堊紀末期
現代世 更新世 鮮新世 中新世 第三紀 漸新世 始新世 古新世 第四紀 新生代
古新世(6500萬年前) 靈長類出現 哺乳類,鳥類, 傳粉昆蟲輻射演化
始新世(5700萬年前) 種子植物優勢 哺乳類和鳥類時代 肇始
漸新世(3400萬年前) 單子葉植物興起 靈長類演化 哺乳動物目崛起
中新世(2300萬年前) 各形式哺乳類興起 哺乳動物,種子植物 持續輻射演化
鮮新世(500萬年前) 人類的人猿祖先 出現
更新世(180萬年前) 冰河期 人類出現 許多植物,大型哺乳類 長毛象滅絕
現代世(1萬年前) 智慧人時代 人類開始紀錄歷史
馬的演化 現代馬 200萬年前 上新馬1300萬年前 中新馬2500萬年前 漸新馬3600萬年前 始新馬6000萬年前
馬的演化
焦點251 靈長類 人類 猿類 猴類 原猴類
靈長類始祖 食蟲哺乳類 漸新世6000萬年前 體型似樹鼩,鼴鼠 靈敏嗅覺,視覺,聽覺
原猴類 樹鼩 狐猴 眼鏡猴
樹鼩 馬來西亞,菲律賓 外型似松鼠 口吻長,指尖有利爪
狐猴 馬達加斯加 亞非熱帶地區 夜行性,四肢均能握物
眼鏡猴 婆羅洲 菲律賓 眼大,口吻小 具立體視覺
新大陸猴 舊大陸猴
新大陸猴 舊大陸猴
新大陸猴 鼻孔朝天 鼻寬而塌 樹棲生活 長尾可捲物攀緣
舊大陸猴 鼻孔朝下 尾粗短不能握物 團隊生活,護幼護雌 臀部有坐胼體,能直坐
猿類 無尾,臂長於腿 呈半直立姿勢 長臂猿,紅毛猩猩 黑猩猩,大猩猩
長臂猿 馬來西亞 樹棲生活 臂長,軀體較小
紅毛猩猩 蘇門答臘 婆羅洲 黑猩猩 大猩猩 非洲
焦點252 人類的特徵
靈長類的特徵 第一指(趾) 與其他四指對合 扁平指甲,大腦發達 上下肢容易彎曲 具有立體視覺
枕骨大孔移向中央 人類的特徵
下頷後縮 腦容量增加
人類的特徵 脊椎呈雙S形 骨盆扁平寬闊 下肢粗狀,直立姿勢 腳掌中央弓形隆起
焦點253 人類的演化
克洛曼農人 尼安德人 北京原人 爪哇原人 巧能人 天南猿人 拉馬古猿 人類 演化
拉馬古猿 最古老的人類化石 可直立行走 吻部短於其他猿類
天南人猿(南方古猿) 屬於天南人猿屬 可直立行走,吻部短 兼有人和猿的特徵 前臼齒與人相似 腦容量=1/3現代人
巧能人 屬於人科人屬 已會製造使用工具 會狩獵,行群體生活 為直立人的祖先
爪哇原人 屬於直立人 腦容量>1200cc 早於北京人
北京原人(屬於直立人) 會使用火,定居生活
尼安德人 屬於智慧人 眉脊仍粗 有相當程度的文化 有埋葬死人的儀式
克洛曼農人 屬於智慧人 有家庭,宗教,語言 葬禮,繪畫,雕刻 洞穴中的壁畫
現代人
焦點254 鐮形血球與天擇
SS正常 SS’鐮形血球性狀 S’S’鐮形血球貧血症
S’S’鐮形血球性貧血 紅血球呈鐮刀型 紅血球易破裂 會引起嚴重貧血 常於孩提時死亡
SS’鐮型血球性狀 不易罹患瘧疾 通常不發生貧血 運動後,體內缺氧時 紅血球呈鐮刀形