PDF《第一章 概论》

第一章 概论科学之林中 一门新的学科 保护生物学在众多学科中脱颖而出 成为自然科学家 社 会科学家与人文科学家注目的焦点 与此同时 在大众媒介中 生物多样性 一词也在媒体 的传播中成为家喻户晓的名词 生物多样性的确切含义是什么 生物多样性的价值何在 何 谓保护生物学 保护生物学与生物多样性之间存在何种内在联系 这些是深入探讨保护生物 学之前必须明确的问题 1.

1 保护生物学与生物多样性 延续性与多样性是生命的两大基本特征 生命的延续性指地球上的生命形式从低级到高 级 从原始类型到复杂类型 都具有自我复制 繁衍再生的能力 生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和 包括动物 植物 微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂的生态系统 它是生命系统的基本特征 生命系统是一个等级系统 hierachical system 包括多个层次或 水平 基因 细胞 组织 器官 种群 物种 群落 生态系统 景观 每一个层次都具 有丰富的变化 即都存在着多样性 但在理论与实践上较重要 研究较多的主要有基因多样 性 或遗传多样性 物种多样性和生态系统多样性 现在 人们往往把生物多样性视为生命 实体本身 而不仅仅看作是生命系统的重要特征之一 人类文化的多样性也可被认为是生物 多样性的一部分 正如遗传多样性和物种多样性一样 人类文化的一些特征表现出人们在特 殊环境下生存的策略 遗传多样性指生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性 它决定其他两个层次的 生物多样性 生物遗传的物质基础是脱氧核糖核酸 DNA 或核糖核酸(RNA) 一个哺乳动 物的一个单倍基因组 haploid genome 约有

3 109 个核苷酸对 相当于

300 万个基因 刘 祖洞

1991 每个基因都可能参与性状控制 或是一个基因起主导作用 或是多个基因协调 控制一个性状 同一个基因位点可能存在着多个等位基因 这些等位基因可以分离重组 于 是产生了丰富多样的基因型 另一方面 基因可能发生突变 例如,一个人类基因位点的突变 率为十万分之一 基因突变增加了遗传多样性 由于遗传学研究生物的遗传变异 因此 保 护生物学与遗传学有着密切的关系 但保护生物学研究者更关心物种中基因位点杂合度 近 交和杂交引起的物种进化适合度 evolutionary fitness 的变化以及小种群中的遗传多样性的 变化等等 种内的多样性是物种以上各水平多样性的最重要来源 遗传变异 生活史特点 种群动 态及其遗传结构等决定或影响着一个物种与其他物种及其环境相互作用的方式 而且 种内 本章作者 蒋志刚 马克平 的多样性是一个物种对人为干扰进行成功反应的决定因素 种内的遗传变异程度也决定 其进化的潜势 所有的遗传多样性都发生在分子水平 并且都与核酸的理化性质紧密相关 新的变异是突变的结果 自然界中存在的变异源于突变的积累 这些突变都经受过自然选择 一些中性突变通过随机过程整合到基因组中 上述过程形成了丰富的遗传多样性 遗传多样性检测的方法随着生物学 特别是遗传学和分子生物学的发展而不断提高和完 善 从形态学水平 细胞学 染色体 水平 生理生化水平逐渐发展到分子水平 从形态学 或表型性状上检测遗传多样性是最经典也是最简便易行的方法 通常所利用的表型性状主要 有两类 一是符合孟德尔遗传规律的单基因性状 另一类是根据多基因决定的数量性状 染 色体多态性主要从染色体数目 组型及其减数分裂时的行为等方面进行研究 蛋白质多态性 一般通过两种途径分析 一是氨基酸序列分析 一是同工酶或等位酶电泳分析 后者应用较 为广泛 DNA 多态性主要通过 RFLP 限制片段长度多态性 DNA 指纹 DNA fingerprinting RAPD 随机扩增多态 DNA 等技术进行分析 物种多样性是指一定区域内物种的多样化及其变化 包括一定区域内生物区系的状况 如受威胁状况和特有性等 形成 演化 分布格局及其维持机制等 生态学中的物种多样 性则是对生物群落组织化水平的度量 与此处的物种多样性即生物多样性物种水平的多样性 有所不同 物种是一级生物分类单元 代表一群形态上 生理上 生化上与其他生物有明显区别的 生物 通常这群生物之间可以交换遗传物质 产生可育后代 如果说遗传多样性损失常常是 人们肉眼所不可见的 那么 物种灭绝是人们所能看见的 是引起人们警觉的现象 但是 由于物种数目繁多 许多物种在人们开展研究之前就可能已经灭绝 目前已记录的生物物种 为140