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什麼是生物的系統發育關系

發布時間:2022-12-22 15:46:20

1. 什麼是植物的系統發育什麼是植物的個體

系統發育(phylogeny),是指生物種族的發展史,可以指一個類群形成的歷史,也可以指生命在地球上起源和演化的整個歷史過程。系統發育有兩個基本過程:起源和發展。起源是從無到有的過程,一般認為同一物種或同一分類群源出於共同的祖先。生物類群不論大小,又都有其發展過程:首先是從少到多,因為一個新類群的產生最初總是少數,以後發展分化,才逐步形成一個自然類群;其次是從簡單到復雜,從低級到高級,這是一個帶階段性的分化過程。簡而言之,植物的系統發育,就是指某一類群植物的形成和發展過程。 個體發育(ontogeny),是指某種生物從它生命中的某個階段(孢子、合子、種子)開始,經過一些發展階段,再出現當初這個階段的整個過程,其中包括形態和生殖上的各個方面的發展變化。簡而言之,植物的個體發育,就是指某種植物的形成與發展過程。

2. 如何從基因系統發育樹關系看待物種的進化歷程

1.系統發育(Phylogeny):是指一群有機體發生或進化的歷史
2.系統發育樹(Phylogenetic
tree):
就是描述這一群有機體發生或進化順序的拓樸結構,根據系統發育樹的具體表達形式,可分為基因樹、物種樹
3.基因樹(Gene
tree):
當一個分子系統樹是根據某一個基因數據構建而來的,稱為基因樹4.物種樹(Species
tree):
是指代表一組物種進化過程的系統樹.
5.
分子樹(molecular
tree):
依目據分子數據構建的反映分子系統發育的樹
6.分子系統學的目的,就是通過分子樹來推測物種樹.

3. 生物學中系統的概念是什麼

系統是指能夠完成一種或者幾種生理功能的多個器官按照一定的次序組合在一起的結構。

如口、食管、胃、腸及各種消化腺,有機地結合起來形成消化系統。高等動物體(或人體)內有許多系統,如皮膚系統、骨骼系統、肌肉系統、消化系統、呼吸系統、循環系統、排泄系統、內分泌系統、神經系統和生殖系統。

這些系統又主要在神經系統和內分泌系統的調節控制下,彼此相互聯系、相互制約地執行其不同的生理機能。只有這樣,才能使整個有機體適應外界環境的變化和維持體內外環境的協調,完成整個的生命活動,使生命得以生存和延續。

(3)什麼是生物的系統發育關系擴展閱讀

系統功能:

1、運動系統:運動系統由骨、軟骨、關節和骨骼肌等構成。起支架、保護和運動的作用。

2、神經系統:神經系統由神經元組成,是由中樞神經系統和遍布全身的周圍神經系統而組成。在體內起主導作用;一方面它控制和調節個器官、系統的活動;另一方面通過神經系統的分析與綜合,使人體對環境變化的刺激作出相應的反應,達到人體環境的統一。

3、內分泌系統:內分泌系統由多種腺體組成。通過分泌不同的激素(雄性、雌性激素、胰島素、腎上腺素)對整個人體的生長、發育、新陳代謝和生殖起到調節作用。

4、循環系統:循環系統由心臟、血管和淋巴管組成。它將消化系統的吸收的營養物質和肺吸收的氧送到全身器官的組織和細胞,同時將他們的代謝產物及CO2運送到腎、肺、皮膚排出體外。以保證人體的新陳代謝不斷。

5、呼吸系統:由呼吸道和肺組成。吸入新鮮空氣,通過肺泡內的氣體交換,使血液得到氧並排除Co2。

6、消化系統:有口腔、咽、食管、小腸、大腸等組成。是食物的消化和吸收的功能。供人體所需要的食物和能量。

7、泌尿系統:由腎臟、輸尿管、膀胱、尿道等組成。排出體內多餘的水分及代謝產物或毒素。

8、生殖系統:產生生殖細胞,繁殖後代。

4. 什麼是生物的系統進化越詳細越好!

進化分類學派以麥爾(May)、辛普森(Simpson)等人為代表。這一學派基本接受支序學派通過支序分析重建系統發育的方法(即支序分析方法)。支序分類學派和進化分類學派是當今動物分類學界的主流,兩個學派之間的分歧在以下幾個方面;
1)進化分類學派認為建立系統關系時,單純依靠血緣關系(即分支的順序,不能完全概括在進化過程中出現的全部情況。尚需考慮到各分支之間的進化程度。
2)進化分類學派認為凡起源於一個共同祖先的類群,均為單系群或單源群。
3)在方法論上,進化分類學派認為生物分類學家的工作是要分出動物的實際具體類群,支序學派的方法帶有過多的形式邏輯成分,先驗性太強。
4)在分類系統的安排上,進化學派指出支序學派的做法中,編級的層次太多,致使系統過於臃腫,在實踐中無法使用。
A. 兩棲類起源於古總鰭魚,最早的兩棲類是堅頭類(魚頭螈)距今3.5億年前的泥盆紀晚期,由於氣候與地殼原因時大量的魚類(肺魚與總鰭魚)要到陸地上生活。現代兩棲類的共同祖先是無甲亞綱。
B. 爬行類由古兩棲類的堅頭類(石炭紀末)演化而來(在古炭紀末期,地球發生強烈的造山運動,是氣候變乾燥甚至沙漠,使大量兩棲類滅絕或是重新回到水中),最原始的爬行類是杯龍類(蜥蜴等),由杯龍類演化出的兩大類群,即始鱷類(古生代二疊紀,大部分便是現代爬行類,除了魚龍類)與盤龍類(石炭紀末期至二疊紀)。
C. 鳥類在中生代侏羅紀從假鱷類演化而來,即起源於晚侏羅紀的小型獸腳類恐龍,始祖鳥和原鳥既有爬行類的特徵也有鳥類的特徵,是爬行類的向鳥類的過渡類型。現存鳥類是平胸總目、企鵝總目、突胸總目。
D. 爬行類中盤龍類後代中一支叫獸齒類,具有哺乳類的特徵,是哺乳動物的原祖。原獸亞綱(鴨嘴獸)是現存哺乳類中最原始的類群,具有一系列接近於爬行類和不同於高等哺乳類的特徵;後獸亞綱(灰袋鼠)是比較低等的哺乳類,高等哺乳類群是真獸亞綱,分為18個目,都為現存種類。
從化石與達爾文進化學說來看,爬行類與現代兩棲類都來源於古兩棲類,而古代爬行類是現代爬行類、哺乳類和鳥類的共同祖先。從而得到與支序分類學不一樣的系統樹如下所示:
進化分類學
綜上可以看出支序分類學與進化分類學的區別,也使我們更好地掌握動物的系統發育

這是從進化分類學上來講生物的系統進化.這是我自己以前寫的,可能很不全面.

5. 系統發育(Phylogeny)簡介

一提到phylogeny,我們的第一反應就是分子數據建樹。這種理解是片面的,但也反映了一些它的分類學的區別:

首先,分類學在根據character state(性狀特徵)進行grouping(劃分類群)後只給出了ranking(等級)和nomenclature(命名)。ranking中的界門綱目科屬種也都是人為劃分的。而phylogeny卻可以給出phylogenetic relationship(系統發育關系) ,並且用系統發育樹的形式展現出來。這不就和evolution攀上關系了,畢竟還是那句話:

下圖提供了一個phylogeny和傳統分類學相互融合的例子:

其次,phylogeny可以利用分子性狀,而傳統分類學多依據形態學和生態學的性狀,相比分類學家主觀的對形態學和生態學的性狀的評判標准,只有ATCG四種鹼基構成的生命天書使得客觀的,使得可檢驗的評判標准成為可能。

那為什麼說 phylogeny 就是分子數據建樹這種理解是片面的呢?

首先,用來重建系統發生關系的並不僅是分子數據(比如DNA和蛋白質序列),而是character(性狀),包括形態性狀,生態性狀,行為性狀,生理生化性狀,總之就是:any trait of a group of organisms being compared(用來作比較的生物類群的任何特徵)。

而真正用來比較的是character state(one of the manifestations of a character observed in an organism),這個也好理解,花瓣數是一個character,那到底幾瓣?三瓣還是五瓣?這就是character state。

現在phylogenetic study之所以大都選用分子數據,是看它骨骼驚奇,是重建系統發生關系的奇才。

第一,它可以提供大量的性狀和有用的信息。比如人類基因組可提供32億個核苷酸位點,每個位點都可以看做一個性狀。之前,一些生物形態上的變異非常少而無法對它們進行分類, 用分子性狀就解決了這個問題。

第二,分子數據容易處理,尤其是序列數據,不像形態性狀那樣容易產生歧義(比如每個人對大小顏色的感覺都是不一樣的)。相比於形態和生態性狀,人們終於可以客觀,定量和可驗證地處理數據和確定重建系統發生學關系的方法。

第三,數據的獲得簡單,方便又廉價。所有活的生物體都可以測定目標序列。而且測序的價格在降低,生物信息分析的手段在完善。

第四,入門門檻低啊。培養一個特定生物類群分類學家需要幾年甚至幾十年,提DNA、測序、然後用現成的軟體建樹只需要幾個月。

現在我們來說把phylogeny等同於用分子數據建樹是片面的第二點原因,那就是重建生物系統發生關系也並不等同於建二歧樹。目前普遍使用的二歧樹是經濟適用樹,是我們向現實妥協的結果,並不能完全反映真實的系統發生關系,比如雜交成種現象就沒辦法用二歧樹表示。真實的系統發生關系更像是網狀的,存在各種復雜的情況。

我們在上一節提到構建系統發育樹依據的是性狀,那麼性狀和系統發育樹的關系是什麼樣的呢?

物種形成和分化伴隨著性狀狀態的分布。

下圖就是一個性狀狀態分布表現在系統發育樹上的例子。紅色和綠色代表一個性狀的兩個不同的性狀狀態(character state)

不論是分子數性狀還是其他性狀,都必須遵守用來進行比較生物學研究的性狀的基本條件:同源相似的(homogenous)。

什麼是同源性(homologous)呢? 如果兩個物種的同一性狀繼承自它們的共同祖先,那麼這一性狀是同源的。但實際上我們並不可能預先知道演化歷史,因此同源性都是假設的。

什麼是同源相似性呢?

就是 一個性狀在多個物種中表現出相似性 是因為這一性狀繼承自它們的共同祖先。如果同源性狀狀態只進化了一次並且在最初進化出這一性狀的祖先的所有後裔中都保留了下來,那麼這些共享的同源性狀狀態就提供了不同物種擁有共同祖先的最好證據。比如,馬和斑馬的一趾繼承於他它們的共同祖先。

有同源相似的,就有非同源相似的(homoplasious)。

非同源相似指一個性狀在多個物種中表現出相似性,但是在不同物種中的性狀狀態並不繼承自共同祖先,而是多次獨立進化產生的,比如兩足運動方式在人類和獸腳類恐龍中是各自獨立演化的。

造成非同源相似的原因有很多,比如進化逆轉,趨同進化(convergence)和平行進化(parallelism)。

為什麼我們要求同源相似呢?因為系統發育樹的分支發生的順序界定了物種親緣關系的遠近,而非性狀的相似性。比如蜥蜴類和鱷魚類從形態性狀上看更相似,但是鱷魚和鳥的親緣關系更近。因為蜥蜴類和鱷魚類存在平行進化。

那麼問題來了:我們的前提是所有的生物類群都來自於同一個共同祖先,那麼只憑借同源相似性狀怎麼可能把這分類群分開呢?其實在進行演化歷史分支時,憑借的是共有衍征(synapomorphy)。

個人感覺共有衍征是個相對的概念,舉個例子:

脊椎的存在被視為所有脊椎動物擁有共同祖先的證據,因為有充分的理由認為脊椎只進化了一次,而且在脊椎動物共同祖先的所有後裔中都保留了。此時脊椎的存在對所有脊椎動物來說是同源相似性狀,但是我們後退一步,把無脊椎動物也包括在視野里,這是脊椎的存在就成了衍生的性狀狀態,是所有脊椎動物的共有衍征。靠脊椎的存在,我們就可以把脊椎動物這一個clade和無脊椎動物這一clade分開,實現分支。

簡單地說,系統發育就是將演化過程和性狀模式連接起來的紐帶。

上圖展示的是在已知物種演化關系時對不同性狀演化關系的分析,但是實際情況是我們並不知道物種的演化關系,因此判斷性狀的同源性是十分困難和重要的。

我們常說建樹,那什麼是系統發育樹(phylogenetic tree)?

系統發育樹是對認為有共同祖先的一組生物類群的分枝進化歷史-祖先譜系分支形成各種各樣的後代譜系的歷史-的一種展示。

廣義上的系統發育樹也包括描述基因、個體、種群等種下階元之間系統發生關系假說的樹狀圖。我們在這里說的以物種為單位的系統發育樹也稱為基本系統發育樹

拓撲結構(topology)和相關的分支長度(branch length)信息一起構成了系統發育樹。

先說topology(拓撲結構)吧。

topology也被稱為branch pattern(分支型式)。個人感覺是一眼望過去大概得到的信息,包括taxa(分類群) 在系統發育樹上的分支情況,各分支的排列和相對位置。這種分支情況是對taxa演化歷史的反映。

拓撲結構信息(topological information)包括了節點(a set of nodes, commonly referred to as vertices)、內部分支(internal branches)和外部分支(external braches; braches, commonly referred to as edges)。

每個節點代表的是共同祖先(hypothetical common ancestor),共同祖先並不是證明真實存在的,而是假想的。

分支代表的是譜系(lineages),一個譜系內部分支連接兩個節點,而外部分支只連接一個節點,沒有連接節點的一端(tip)代表一個taxa。taxa代表我們進行比較的,現實存在的分類群(real taxa for which character have been coded),也有參考書把它們稱為可操作分類單元(OTU,operational taxonomic unit)。

下面來說分支和分支長度。

分支長度(branch length)是進化時間和進化速率的乘積(b=r·t)。但是分支長度並不一定等於進化改變數量,而是與進化改變數量成正比或是進化改變的預期值。

系統發育樹可以是有方向(directed)的或有根的(rooted),也可以是無方向(undirected)的或無根(unrooted)。

系統發生樹的根(root)是最先分叉並產生兩個或更多後裔的祖先譜系。根決定了所有性狀隨時間變化的先後順序,即性狀演化的方向。所以有根樹可以反映分類群從樹根部的共同祖先分化出來的時間順序。

那麼怎麼賦根呢?

最常見的方法的方法是引入外類群。

我們感興趣,進行研究和比較的分類群稱為內類群(ingroup),而在建樹時,我們會加入外類群(outgroup),即一個或幾個與內類群物種的親緣關系肯定要比內類群物種間的親緣關系更遠(根據先驗證據而判定)的分類群。因此合理的系統發育樹的樹根應該位於ingroup和outgroup之間。

當然除了外群賦根(outgroup rooting),還有其他方法:分子鍾賦根法,也稱為中點賦根法(midpoint rooting),是將系統樹上通徑最長的兩個taxa的中點做為根。其原理是根據分子鍾假說,

以rooted tree為例,任一祖先的所有後代譜系形成了一個進化枝(clade)。下圖中,B、C形成了一個進化枝,E、F形成了一個進化枝,D、E、F一起也形成一個進化枝。而起源於一個共同祖先的兩個進化枝叫做姐妹群(sister group),這里B、C形成的進化枝和D、E、F一起形成的進化枝就叫做sister group。

一個進化枝也叫做單系群,那麼什麼是單系(monophyletic),多系(polyphyletic)和並系(paraphyletic)呢?先上張圖體會下。

單系性(monophyly)是指從一個共同祖先進化而來,符合單系性要求的任何分類單元都被稱為單系群(monophyletic group),即來自同一共同祖先的全部後代

並系性(paraphyly)指分類單元沒有完全包含一個共同祖先所產生的全部後代。並系群(paraphyletic group)包含了一個來自最近共同祖先的部分後裔及其演化分支。

多系性(polyphyly)是指分類單元包含了兩個或多個最近共同祖先的後裔,即多元起源的分類單元。包含了兩個或多個最近共同祖先的分類單元稱為多系群(polyphyletic group)。

從系統發育樹中可以得到:祖裔關系(ancestor-descendent relationship, ADR)、相對祖先近度關系、姐妹群關系、相對進化速率關系和分歧年代關系。

盡管重建地球上所有生物完整的演化歷史是系統發育的終極目標,但是,清醒一點吧,地球上存在過的99%以上的生物都已經滅絕了,保留化石記錄的生物數量只佔其中很小的一部分。我們用來建樹的證據也只是現存物種中的一部分,並沒有收集完全,這種分類單元取樣的不完整性在不同程度上會影響系統發育重建的結果。

所以我們要明白系統發育重建的關系與真實的生物演化歷史還是存在區別的。

關於要不要把化石證據納入到系統發育分析中也存在很大的爭議。如果我們將化石證據納入到系統發育分析中,這里有三個名詞,將來自一個祖先的所有現存分類單元稱為冠群(crown taxa),已經滅絕的化石類群稱為基群(stem taxa),基群和冠群聯合起來稱為總群(total taxa)。

那麼研究phylogeny的意義在哪呢?

那麼什麼樣的phylogeny才是最好的呢?

既然是用character state 推斷phylogeny,那麼當然是與觀察到的性狀狀態分布相關的系統發育關系是最好的。

那麼一組分類群可能的系統發育關系有千千萬,我們怎麼確定那個最好?

 我們以後將介紹其中常見的三個方法:

Maximum Parsimony(最大簡約法)

Maximum Likelihood(最大似然法)

Bayesian Phylogenetics(貝葉斯系統發生學)

6. 什麼是生物的生殖什麼是生物的發育就是說生殖指的是哪幾個階段發育指的是哪幾個階段

生殖:精卵細胞的產生,精卵細胞結合受精,受精卵發育成完整的幼體(即胚胎發育或說胚的發育)
發育:幼體長成成熟個體的過程。

7. 生物之間的四種關系分別是什麼

生物之間的四種關系分別是:

1、競爭:指兩個生物以同樣的營養來源。

例如:兔子吃草,鹿也吃草,兔子和鹿就是競爭關系。

2、捕食:指一種生物為另外一種營養來源。

例如:兔子吃草,兔子和草就是捕食關系。

3、共生:又叫「互利共生」,指兩種生物通過合作,共同生存。

例如:根瘤菌和大豆就是共生關系。

4、寄生:指一種生物必須依賴另一種生物才能生存(吸取營養),但被寄生的生物不需要寄生生物(區別共生)。

例如:蛔蟲和人,菟絲子和樹木就是寄生關系。

生物的性質:

病毒之所以屬於生物,由於它具有生長、繁殖和發育的特徵(不能獨立完成,需要依賴寄主細胞)。

適應環境的如:枯葉蝶偽裝成枯葉的樣子,躲避天敵;草履蟲的趨利避害;長期生活在地下的鼴鼠視力退化;食蟻獸的舌頭又細又長(視力的退化、舌頭的變長不能用拉馬克的用進廢退,獲得性遺傳解釋);鯨的祖先長時間在海邊生存,從而進化出鰭。

改變環境的如人類對自然資源的開發、利用;分解者將動、植物屍體分解後把一些物質返回到自然界中。

8. 5. 什麼叫系統發育簡答根據生物的形態差異及親緣關系的遠近生物分類可有哪幾

生物分類是研究生物的一種基本方法.生物分類主要是根據生物的相似程度(包括形態結構和生理功能等),即性狀差異,把生物劃分為種和屬等不同的等級,並對每一類群的形態結構和生理功能等特徵進行科學的描述,以弄清不同類群之間的親緣關系和進化關系.生物學家根據生物的形態結構特徵、營養方式、在生態系統中的作用(即性狀差異)以及在進化上的親疏遠近關系等,將生物分為若干類.如植物界、動物界、原核生物界、原生生物界、真菌界、非細胞生物界.
故選:B

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