浅谈生物多样性的起源
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摘要:对于人类来说,自然生态系统仿佛是永恒不变的,除了人类活动或自然灾害的出现,似乎草地和森林永远不会改变。纵观行星历史,变化也是生物多样性产生的根源。基于此,本文从多角度详细探析生物多样性的起源,阐述已经创造并仍在创造地球丰富多彩的生命形式的动态过程。
关键词:生物多样性;自然选择;基因突变
引言:人类居住的地球在45亿年前还只是熔融状态的球体,冷却以后形成硬壳,水蒸气凝结形成暴雨,雨水变为海洋,在当时是不含有氧气的,且这种环境不适合生命存在,随着化学反应的演变,多种有机分子在海洋中形成,简单的细胞慢慢出现,生命开始出现,有的生命形式也会利用太阳能制造分子,实现光合作用,进而释放氧气,改变地球,少数存活下来的生命也是当今生物多样性的始祖。
1.生物多样性的起源分析
光合作用可以作为生物多样性的起源之一,除此之外基因和突变也是,遗传机制确保了子代与亲代之间的相像,与此同时与其他家族成员完成杂交,实现遗传变异。可以遗传的信息系统需要保持稳定,保证指令在后代变化不会有曲解,结构与功能可以不断进化,并适应环境变化,成千上万指令被包装在性细胞中,信息被编码存储在DNA中。基因突变一般会发生在DNA微小差错中,细胞复制时也会有小概率的误拷贝,突变在DNA中会时常发生。
自然选择,这是达尔文在一百年前提出的进化概念,人们对遗传有了新的认识,生物繁殖出来的后代比实际需要多很多,不管是什么生命物种,可用资源是十分有限的,一般只有两个后代能够生存下去,子代之间的竞争无法避免,个体继承的基因组合尤为关键。
遗传变异及适应,这也是生物多样性的起源,种的分布范围经常呈现出片状或者零星状的,规模之间差异巨大,例如真菌种群会在森林中分布,在不同树木上遍布;蝴蝶种群也会在森林的各个地段遍布;鱼类种群在海域中遍布生长,不同环境的生命种群,自然选择形成的遗传突变组合也会因为环境的不同而存在差异。在一片牧场中,草的形态对于它和其他草之间的阳光竞争是有利的,如果同一种草都生长在恶劣环境下,匍匐形态就是其遗传突变,这种突变会对它们的生长有利,种群为了适应环境更好的生存下去在遗传方面做出调节,这就是适应。
物种形成与灭绝,随着时间的推移,物种会发生变化,变化的同时会产生新的物种,不管是岛屿被海平面上升分割,还是火山熔岩流过,都会让物种之间彼此隔绝,隔绝状态之下,物种会独自完成适应,随着时间的推移物种之间的遗传差异越来越大,如果因为环境的改变种群再次相遇,因为变异过大很难相互作为交配对象,甚至虽然可以交配,但是杂交后代很有可能是没有生命活力的。灭绝有两种形式,一种是气候的突变,小行星撞击地球,大陆板块之间发生碰撞,灾难导致大量物种发生灭绝,就像恐龙的灭亡一样;第二个灭绝形式不易察觉,物种会有来自周围的挑战,无论是气候,还是其他物种与之竞争,都很有可能导致某一物种的生存环境受到破坏,最终无法生存下去,慢慢的走向灭绝[1] 。
2.决定生物多样性的力量探究
不管什么时候,地球上生物多样性的总量都由物种形成与灭绝这两种对立力量左右,生物多样性会受到以下几个因素影响。
首先,气候因素,大气环流与大洋流是气候决定因素,同时也是生物多样性的决定因素,离赤道越近,越适合植物生长,植物丰富程度也会受到海拔的影响,因此生物多样性在低纬度赤道地区最高,熱带雨林植物生长态势最好,两极地区也就是南北极圈植被生长最差,这种规律会被气流和洋流等特征改变,显著的地理差异由此出现。地中海气候具有极高的生物多样性就是典型案例,热带雨林地区,树冠上阳光强烈,树荫下光照慢慢减弱,这种差异性会形成不同植物种类,这些植物也会有不同的生存环境。
其次,散布能力,新物种经常在较小地理区域产生,随后他们散布到各个地区增强生物多样性,海洋内的生物会遇到物理障碍的可能性比较小,例如大堡礁生物会被洋流带到千里之外,植物种子会借助能够漂浮的植被度过海洋,到达新的地区生存。微生物或小动物也会被强大的气流卷走,可以飞行的昆虫可以散步到更远的地方生存。相反,大型陆地生物虽然可以迁徙,但是会被海洋或者河流阻挡,很多无脊椎动物对生存环境的要求十分严格,几公里的不毛之地就会阻碍他们发展。
最后,时间因素,一个地区的历史生物多样性会反映出这一因素,例如爪哇海的卡拉卡托岛,1883年该岛发生火山爆发,留下来5千米长的无生命地带,该地区生物多样性基本是空白的,随着时间的推移,生物再次出现,被气流携带而来的生物例如真菌和小型植物开始生活在这里,随后杂草、树木以及鸟类开始侵入岛屿,这一过程会需要很久。
为了提高生物多样性,作为人类应该对环境加以保护,提高公众保护意识与参与程度,以自身努力维护地球上现存的物种,关爱野生动物,保护植物生长状态,提高森林覆盖率,让人们的生活充满绿色,享受绿色带来的健康,结合实际情况,应用科学技术作为保障,为生物多样性保护贡献现代化智慧[2] 。
总结:总而言之,研究生物多样性对我们了解生物发展和人类进化历史尤为重要,从中让我们意识到人类的出现是经过漫长岁月演变的,人类的膨胀是导致物种走向灭绝的因素之一,为此,作为人类为了维护生物多样性,需要不断保护生态环境,实现人与自然的和谐相处。
参考文献:
[1] 常杰,葛滢.生物多样性的自组织、起源和演化[J].生态学报,2001(07):1180-1186.
[2] 时意专.生物多样性的起源[J].生物多样性,1997(04):74-77.
(作者单位:山东省莒南第一中学 理科)
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