什么是生物的系统发育关系

1. 什么是植物的系统发育什么是植物的个体

系统发育（phylogeny）,是指生物种族的发展史，可以指一个类群形成的历史，也可以指生命在地球上起源和演化的整个历史过程。系统发育有两个基本过程:起源和发展。起源是从无到有的过程，一般认为同一物种或同一分类群源出于共同的祖先。生物类群不论大小，又都有其发展过程:首先是从少到多，因为一个新类群的产生最初总是少数，以后发展分化，才逐步形成一个自然类群；其次是从简单到复杂，从低级到高级，这是一个带阶段性的分化过程。简而言之，植物的系统发育，就是指某一类群植物的形成和发展过程。 个体发育（ontogeny）,是指某种生物从它生命中的某个阶段（孢子、合子、种子）开始，经过一些发展阶段，再出现当初这个阶段的整个过程，其中包括形态和生殖上的各个方面的发展变化。简而言之，植物的个体发育,就是指某种植物的形成与发展过程。

2. 如何从基因系统发育树关系看待物种的进化历程

1.系统发育（Phylogeny）：是指一群有机体发生或进化的历史
2.系统发育树(Phylogenetic
tree):
就是描述这一群有机体发生或进化顺序的拓朴结构，根据系统发育树的具体表达形式,可分为基因树、物种树
3.基因树(Gene
tree):
当一个分子系统树是根据某一个基因数据构建而来的,称为基因树4.物种树(Species
tree):
是指代表一组物种进化过程的系统树.
5.
分子树(molecular
tree)：
依目据分子数据构建的反映分子系统发育的树
6.分子系统学的目的,就是通过分子树来推测物种树.

3. 生物学中系统的概念是什么

系统是指能够完成一种或者几种生理功能的多个器官按照一定的次序组合在一起的结构。

如口、食管、胃、肠及各种消化腺，有机地结合起来形成消化系统。高等动物体（或人体）内有许多系统，如皮肤系统、骨骼系统、肌肉系统、消化系统、呼吸系统、循环系统、排泄系统、内分泌系统、神经系统和生殖系统。

这些系统又主要在神经系统和内分泌系统的调节控制下，彼此相互联系、相互制约地执行其不同的生理机能。只有这样，才能使整个有机体适应外界环境的变化和维持体内外环境的协调，完成整个的生命活动，使生命得以生存和延续。

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系统功能：

1、运动系统：运动系统由骨、软骨、关节和骨骼肌等构成。起支架、保护和运动的作用。

2、神经系统：神经系统由神经元组成，是由中枢神经系统和遍布全身的周围神经系统而组成。在体内起主导作用；一方面它控制和调节个器官、系统的活动；另一方面通过神经系统的分析与综合，使人体对环境变化的刺激作出相应的反应，达到人体环境的统一。

3、内分泌系统：内分泌系统由多种腺体组成。通过分泌不同的激素（雄性、雌性激素、胰岛素、肾上腺素）对整个人体的生长、发育、新陈代谢和生殖起到调节作用。

4、循环系统：循环系统由心脏、血管和淋巴管组成。它将消化系统的吸收的营养物质和肺吸收的氧送到全身器官的组织和细胞，同时将他们的代谢产物及CO2运送到肾、肺、皮肤排出体外。以保证人体的新陈代谢不断。

5、呼吸系统：由呼吸道和肺组成。吸入新鲜空气，通过肺泡内的气体交换，使血液得到氧并排除Co2。

6、消化系统：有口腔、咽、食管、小肠、大肠等组成。是食物的消化和吸收的功能。供人体所需要的食物和能量。

7、泌尿系统：由肾脏、输尿管、膀胱、尿道等组成。排出体内多余的水分及代谢产物或毒素。

8、生殖系统：产生生殖细胞，繁殖后代。

4. 什么是生物的系统进化越详细越好！

进化分类学派以麦尔（May）、辛普森（Simpson）等人为代表。这一学派基本接受支序学派通过支序分析重建系统发育的方法（即支序分析方法）。支序分类学派和进化分类学派是当今动物分类学界的主流，两个学派之间的分歧在以下几个方面；
1）进化分类学派认为建立系统关系时，单纯依靠血缘关系（即分支的顺序，不能完全概括在进化过程中出现的全部情况。尚需考虑到各分支之间的进化程度。
2）进化分类学派认为凡起源于一个共同祖先的类群，均为单系群或单源群。
3）在方法论上，进化分类学派认为生物分类学家的工作是要分出动物的实际具体类群，支序学派的方法带有过多的形式逻辑成分，先验性太强。
4）在分类系统的安排上，进化学派指出支序学派的做法中，编级的层次太多，致使系统过于臃肿，在实践中无法使用。
A. 两栖类起源于古总鳍鱼，最早的两栖类是坚头类（鱼头螈）距今3.5亿年前的泥盆纪晚期，由于气候与地壳原因时大量的鱼类（肺鱼与总鳍鱼）要到陆地上生活。现代两栖类的共同祖先是无甲亚纲。
B. 爬行类由古两栖类的坚头类（石炭纪末）演化而来（在古炭纪末期，地球发生强烈的造山运动，是气候变干燥甚至沙漠，使大量两栖类灭绝或是重新回到水中），最原始的爬行类是杯龙类（蜥蜴等），由杯龙类演化出的两大类群，即始鳄类（古生代二叠纪，大部分便是现代爬行类，除了鱼龙类）与盘龙类（石炭纪末期至二叠纪）。
C. 鸟类在中生代侏罗纪从假鳄类演化而来，即起源于晚侏罗纪的小型兽脚类恐龙，始祖鸟和原鸟既有爬行类的特征也有鸟类的特征，是爬行类的向鸟类的过渡类型。现存鸟类是平胸总目、企鹅总目、突胸总目。
D. 爬行类中盘龙类后代中一支叫兽齿类，具有哺乳类的特征，是哺乳动物的原祖。原兽亚纲（鸭嘴兽）是现存哺乳类中最原始的类群，具有一系列接近于爬行类和不同于高等哺乳类的特征；后兽亚纲（灰袋鼠）是比较低等的哺乳类，高等哺乳类群是真兽亚纲，分为18个目，都为现存种类。
从化石与达尔文进化学说来看，爬行类与现代两栖类都来源于古两栖类，而古代爬行类是现代爬行类、哺乳类和鸟类的共同祖先。从而得到与支序分类学不一样的系统树如下所示：
进化分类学
综上可以看出支序分类学与进化分类学的区别，也使我们更好地掌握动物的系统发育

这是从进化分类学上来讲生物的系统进化.这是我自己以前写的,可能很不全面.

5. 系统发育（Phylogeny）简介

一提到phylogeny，我们的第一反应就是分子数据建树。这种理解是片面的，但也反映了一些它的分类学的区别：

首先，分类学在根据character state（性状特征）进行grouping（划分类群）后只给出了ranking(等级)和nomenclature（命名）。ranking中的界门纲目科属种也都是人为划分的。而phylogeny却可以给出phylogenetic relationship（系统发育关系） ，并且用系统发育树的形式展现出来。这不就和evolution攀上关系了，毕竟还是那句话：

下图提供了一个phylogeny和传统分类学相互融合的例子：

其次，phylogeny可以利用分子性状，而传统分类学多依据形态学和生态学的性状，相比分类学家主观的对形态学和生态学的性状的评判标准，只有ATCG四种碱基构成的生命天书使得客观的，使得可检验的评判标准成为可能。

那为什么说 phylogeny 就是分子数据建树这种理解是片面的呢？

首先，用来重建系统发生关系的并不仅是分子数据（比如DNA和蛋白质序列），而是character（性状），包括形态性状，生态性状，行为性状，生理生化性状，总之就是：any trait of a group of organisms being compared（用来作比较的生物类群的任何特征）。

而真正用来比较的是character state(one of the manifestations of a character observed in an organism)，这个也好理解，花瓣数是一个character，那到底几瓣？三瓣还是五瓣？这就是character state。

现在phylogenetic study之所以大都选用分子数据，是看它骨骼惊奇，是重建系统发生关系的奇才。

第一，它可以提供大量的性状和有用的信息。比如人类基因组可提供32亿个核苷酸位点，每个位点都可以看做一个性状。之前，一些生物形态上的变异非常少而无法对它们进行分类， 用分子性状就解决了这个问题。

第二，分子数据容易处理，尤其是序列数据，不像形态性状那样容易产生歧义（比如每个人对大小颜色的感觉都是不一样的）。相比于形态和生态性状，人们终于可以客观，定量和可验证地处理数据和确定重建系统发生学关系的方法。

第三，数据的获得简单，方便又廉价。所有活的生物体都可以测定目标序列。而且测序的价格在降低，生物信息分析的手段在完善。

第四，入门门槛低啊。培养一个特定生物类群分类学家需要几年甚至几十年，提DNA、测序、然后用现成的软件建树只需要几个月。

现在我们来说把phylogeny等同于用分子数据建树是片面的第二点原因，那就是重建生物系统发生关系也并不等同于建二歧树。目前普遍使用的二歧树是经济适用树，是我们向现实妥协的结果，并不能完全反映真实的系统发生关系，比如杂交成种现象就没办法用二歧树表示。真实的系统发生关系更像是网状的，存在各种复杂的情况。

我们在上一节提到构建系统发育树依据的是性状，那么性状和系统发育树的关系是什么样的呢？

物种形成和分化伴随着性状状态的分布。

下图就是一个性状状态分布表现在系统发育树上的例子。红色和绿色代表一个性状的两个不同的性状状态（character state）

不论是分子数性状还是其他性状，都必须遵守用来进行比较生物学研究的性状的基本条件：同源相似的(homogenous)。

什么是同源性(homologous)呢？ 如果两个物种的同一性状继承自它们的共同祖先，那么这一性状是同源的。但实际上我们并不可能预先知道演化历史，因此同源性都是假设的。

什么是同源相似性呢？

就是 一个性状在多个物种中表现出相似性 是因为这一性状继承自它们的共同祖先。如果同源性状状态只进化了一次并且在最初进化出这一性状的祖先的所有后裔中都保留了下来，那么这些共享的同源性状状态就提供了不同物种拥有共同祖先的最好证据。比如，马和斑马的一趾继承于他它们的共同祖先。

有同源相似的，就有非同源相似的(homoplasious)。

非同源相似指一个性状在多个物种中表现出相似性，但是在不同物种中的性状状态并不继承自共同祖先，而是多次独立进化产生的，比如两足运动方式在人类和兽脚类恐龙中是各自独立演化的。

造成非同源相似的原因有很多，比如进化逆转，趋同进化(convergence)和平行进化(parallelism)。

为什么我们要求同源相似呢？因为系统发育树的分支发生的顺序界定了物种亲缘关系的远近，而非性状的相似性。比如蜥蜴类和鳄鱼类从形态性状上看更相似，但是鳄鱼和鸟的亲缘关系更近。因为蜥蜴类和鳄鱼类存在平行进化。

那么问题来了：我们的前提是所有的生物类群都来自于同一个共同祖先，那么只凭借同源相似性状怎么可能把这分类群分开呢？其实在进行演化历史分支时，凭借的是共有衍征(synapomorphy)。

个人感觉共有衍征是个相对的概念，举个例子：

脊椎的存在被视为所有脊椎动物拥有共同祖先的证据，因为有充分的理由认为脊椎只进化了一次，而且在脊椎动物共同祖先的所有后裔中都保留了。此时脊椎的存在对所有脊椎动物来说是同源相似性状，但是我们后退一步，把无脊椎动物也包括在视野里，这是脊椎的存在就成了衍生的性状状态，是所有脊椎动物的共有衍征。靠脊椎的存在，我们就可以把脊椎动物这一个clade和无脊椎动物这一clade分开，实现分支。

简单地说，系统发育就是将演化过程和性状模式连接起来的纽带。

上图展示的是在已知物种演化关系时对不同性状演化关系的分析，但是实际情况是我们并不知道物种的演化关系，因此判断性状的同源性是十分困难和重要的。

我们常说建树，那什么是系统发育树(phylogenetic tree)？

系统发育树是对认为有共同祖先的一组生物类群的分枝进化历史-祖先谱系分支形成各种各样的后代谱系的历史-的一种展示。

广义上的系统发育树也包括描述基因、个体、种群等种下阶元之间系统发生关系假说的树状图。我们在这里说的以物种为单位的系统发育树也称为基本系统发育树

拓扑结构(topology)和相关的分支长度(branch length)信息一起构成了系统发育树。

先说topology（拓扑结构）吧。

topology也被称为branch pattern（分支型式）。个人感觉是一眼望过去大概得到的信息，包括taxa（分类群） 在系统发育树上的分支情况，各分支的排列和相对位置。这种分支情况是对taxa演化历史的反映。

拓扑结构信息(topological information)包括了节点(a set of nodes, commonly referred to as vertices)、内部分支(internal branches)和外部分支(external braches; braches, commonly referred to as edges)。

每个节点代表的是共同祖先(hypothetical common ancestor)，共同祖先并不是证明真实存在的，而是假想的。

分支代表的是谱系(lineages)，一个谱系内部分支连接两个节点，而外部分支只连接一个节点，没有连接节点的一端(tip)代表一个taxa。taxa代表我们进行比较的,现实存在的分类群(real taxa for which character have been coded)，也有参考书把它们称为可操作分类单元(OTU,operational taxonomic unit)。

下面来说分支和分支长度。

分支长度(branch length)是进化时间和进化速率的乘积(b=r·t)。但是分支长度并不一定等于进化改变数量，而是与进化改变数量成正比或是进化改变的预期值。

系统发育树可以是有方向(directed)的或有根的(rooted)，也可以是无方向(undirected)的或无根(unrooted)。

系统发生树的根(root)是最先分叉并产生两个或更多后裔的祖先谱系。根决定了所有性状随时间变化的先后顺序，即性状演化的方向。所以有根树可以反映分类群从树根部的共同祖先分化出来的时间顺序。

那么怎么赋根呢？

最常见的方法的方法是引入外类群。

我们感兴趣，进行研究和比较的分类群称为内类群(ingroup)，而在建树时，我们会加入外类群(outgroup)，即一个或几个与内类群物种的亲缘关系肯定要比内类群物种间的亲缘关系更远（根据先验证据而判定）的分类群。因此合理的系统发育树的树根应该位于ingroup和outgroup之间。

当然除了外群赋根(outgroup rooting)，还有其他方法：分子钟赋根法，也称为中点赋根法(midpoint rooting)，是将系统树上通径最长的两个taxa的中点做为根。其原理是根据分子钟假说，

以rooted tree为例，任一祖先的所有后代谱系形成了一个进化枝(clade)。下图中，B、C形成了一个进化枝，E、F形成了一个进化枝，D、E、F一起也形成一个进化枝。而起源于一个共同祖先的两个进化枝叫做姐妹群(sister group)，这里B、C形成的进化枝和D、E、F一起形成的进化枝就叫做sister group。

一个进化枝也叫做单系群，那么什么是单系(monophyletic)，多系(polyphyletic)和并系(paraphyletic)呢？先上张图体会下。

单系性(monophyly)是指从一个共同祖先进化而来，符合单系性要求的任何分类单元都被称为单系群(monophyletic group)，即来自同一共同祖先的全部后代

并系性(paraphyly)指分类单元没有完全包含一个共同祖先所产生的全部后代。并系群(paraphyletic group)包含了一个来自最近共同祖先的部分后裔及其演化分支。

多系性(polyphyly)是指分类单元包含了两个或多个最近共同祖先的后裔，即多元起源的分类单元。包含了两个或多个最近共同祖先的分类单元称为多系群(polyphyletic group)。

从系统发育树中可以得到：祖裔关系(ancestor-descendent relationship, ADR)、相对祖先近度关系、姐妹群关系、相对进化速率关系和分歧年代关系。

尽管重建地球上所有生物完整的演化历史是系统发育的终极目标，但是，清醒一点吧，地球上存在过的99%以上的生物都已经灭绝了，保留化石记录的生物数量只占其中很小的一部分。我们用来建树的证据也只是现存物种中的一部分，并没有收集完全，这种分类单元取样的不完整性在不同程度上会影响系统发育重建的结果。

所以我们要明白系统发育重建的关系与真实的生物演化历史还是存在区别的。

关于要不要把化石证据纳入到系统发育分析中也存在很大的争议。如果我们将化石证据纳入到系统发育分析中，这里有三个名词，将来自一个祖先的所有现存分类单元称为冠群(crown taxa)，已经灭绝的化石类群称为基群(stem taxa)，基群和冠群联合起来称为总群(total taxa)。

那么研究phylogeny的意义在哪呢？

那么什么样的phylogeny才是最好的呢？

既然是用character state 推断phylogeny，那么当然是与观察到的性状状态分布相关的系统发育关系是最好的。

那么一组分类群可能的系统发育关系有千千万，我们怎么确定那个最好？

 我们以后将介绍其中常见的三个方法：

Maximum Parsimony（最大简约法）

Maximum Likelihood（最大似然法）

Bayesian Phylogenetics（贝叶斯系统发生学）

6. 什么是生物的生殖什么是生物的发育就是说生殖指的是哪几个阶段发育指的是哪几个阶段

生殖：精卵细胞的产生，精卵细胞结合受精，受精卵发育成完整的幼体（即胚胎发育或说胚的发育）
发育：幼体长成成熟个体的过程。

7. 生物之间的四种关系分别是什么

生物之间的四种关系分别是：

1、竞争：指两个生物以同样的营养来源。

例如：兔子吃草，鹿也吃草，兔子和鹿就是竞争关系。

2、捕食：指一种生物为另外一种营养来源。

例如：兔子吃草，兔子和草就是捕食关系。

3、共生：又叫“互利共生”，指两种生物通过合作，共同生存。

例如：根瘤菌和大豆就是共生关系。

4、寄生：指一种生物必须依赖另一种生物才能生存（吸取营养），但被寄生的生物不需要寄生生物（区别共生）。

例如：蛔虫和人，菟丝子和树木就是寄生关系。

生物的性质：

病毒之所以属于生物，由于它具有生长、繁殖和发育的特征（不能独立完成，需要依赖寄主细胞）。

适应环境的如：枯叶蝶伪装成枯叶的样子，躲避天敌；草履虫的趋利避害；长期生活在地下的鼹鼠视力退化；食蚁兽的舌头又细又长（视力的退化、舌头的变长不能用拉马克的用进废退，获得性遗传解释）；鲸的祖先长时间在海边生存，从而进化出鳍。

改变环境的如人类对自然资源的开发、利用；分解者将动、植物尸体分解后把一些物质返回到自然界中。

8. 5. 什么叫系统发育简答根据生物的形态差异及亲缘关系的远近生物分类可有哪几

生物分类是研究生物的一种基本方法．生物分类主要是根据生物的相似程度（包括形态结构和生理功能等），即性状差异，把生物划分为种和属等不同的等级，并对每一类群的形态结构和生理功能等特征进行科学的描述，以弄清不同类群之间的亲缘关系和进化关系．生物学家根据生物的形态结构特征、营养方式、在生态系统中的作用（即性状差异）以及在进化上的亲疏远近关系等，将生物分为若干类．如植物界、动物界、原核生物界、原生生物界、真菌界、非细胞生物界．
故选：B