植物种群的进化和选择

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种群数量动态是种群动态过程的一个方面,另一方(原创版权www.isoyu.com)面便是种群的质量变化,它们之间具有密切的关系。种群质量即种群内个体质的特征,一般用表现型和基因型表示。随着种群大小的变动,选择压力也随之变化,对基因型和表现型频率的变化产生影响。

种群是由可以互相杂交的个体组成的,所以种群是一个遗传单位。种群中的每个个体都携带着一定的基因组合,是种群总基因库的一部分。进化过程包括基因库的变化和遗传组成和表达的变化。这些变化的原因是环境选择压力对种群中个体的影响。物竞天择,适者生存,不适合者淘汰。适应性强的个体后代多,其基因对未来种群基因库贡献大,反之亦然。种群基因频率从一代到另一代的不断变化是进化过程的具体表现。因此,种群的进化是种群世代个体适应性的累积过程。因为环境的变化是永恒的,种群的适应特征是通过一些个体的生存而不断变化的。新物种形成是进化的决定性阶段,物种进化是通过种群来表达的,所以种群也是一个进化单位。

(1)群体的遗传结构植物群体中每个个体的基因组合称为基因型。基因库是指一个种群中所有个体的所有基因的总和。基因、基因型和基因库是群体遗传结构的重要组成部分。通过基因表达的调节,人类可以直接观察和感受到单个植物的表型,这种表现型在个体的生命中不断变化。每个基因型在整个植物群体中所占的比例称为基因型频率。不同基因在群体中的比例是基因频率。基因频率是决定种群性质的基本因素。影响基因频率变化的因素主要有基因突变、自然选择、遗传漂变和迁移等。突变为自然选择提供了原材料,同时也是影响基因频率的一种力量。自然选择通过不相等的死亡率来降低种群中适应性弱的个体所拥有的基因频率,从而保存和提高植物对自然的适应性,达到进化的效果。遗传漂变是指小群体中基因频率的随机增减。种群越小,遗传漂变的影响越大。群体中个体之间结构和功能的差异被称为变异。变异是自然选择的基础,包括种群变异和遗传物质变异。群体变异主要包括环境修饰、生态遗传变异和多态性;遗传物质变异也叫突变,分为基因突变和染色体突变。在物种进化过程中,突变和选择是两个不可替代的方面,从两个层面影响基因频率的变化。

(2)植物生态型生长在不同的环境条件下,同一种群的植物可能具有不同的形态、生理和生态特征,这些变异是遗传固定的,并在一个物种内分化为不同的生态型。生态型在分类学上不同于亚种,一个亚种可以包含一个或多个生态型。一般来说,植物的生态幅度越宽,它产生的生态型就越多。种群是生态型的组成单位,遗传变异是生态型形成的基础,环境因素的选择是生态型分化的条件。根据主导因子的不同,生态类型可分为气候生态类型、土壤生态类型和生物生态类型。以水稻为例,籼稻和粳稻是温度生态型分化,晚稻、中稻和早稻是光生态型分化,旱稻是土壤生态型变化。