当前课程知识点：现代生物学导论 > 第十四讲 生态学 > 14.6 生物多样性和物种 > 14.6 生物多样性和物种
在一个生态系统中，环境是时刻变化的
种群如何面对环境的变化，并大量繁殖后代是非常重要的
这里，生物多样性是非常关键的
生物多样性是指什么呢？指的是生命的多样性
生物多样性有几个不同的层面: 可以是遗传方面的，比如DNA序列，基因的多样性
可以是物种方面的；也可以是指生态系统方面的
我们可以看图中的例子，我们可以看到多种多样的西红柿，多种多样的甲壳虫
有些物种是近几年才被发现的，比如像这个路易斯安那扁平蝙蝠鱼
是在2010年的墨西哥湾石油泄漏以后的海域被发现的
它的身体扁平，有刺尖样的肉突，眼睛是向外凸出的，用尾鳍在海床上跳跃前进
还有像这种达尔文平额蛛，是目前能够结最大的圆形蜘蛛网的蜘蛛种类
而且这种蜘蛛能在跨度为25m的水面上结网
圆形蜘蛛网的面积是目前科学界已知最大的
而且它网丝的柔韧度比一般的蜘蛛丝强2倍以上
而之所以这么命名是因为发现这种平额蛛的时候恰恰是达尔文诞辰200周年
还有这种洛马米长尾猴，生长于刚果中部的洛马米盆地
这种猴子是在2007年被发现的，并在2012年登刊确认
洛马米长尾猴有着一张像猫头鹰一样的脸，它的面部颜色比较苍白，口鼻明显隆起
鼻子上有一条奶白色的直纹，而面部四周长满了金色带花白的鬃毛
对于现在的生态系统来说，不仅要平衡在其中生活的各个物种
还要面对来自人类活动的压力
比如说农业，农业对于人类来说是产生最直接的利益的，但是对于生态系统
尤其是单一农业对生态系统来说是降低了生物多样性的程度
因为人们往往通过砍伐森林等来扩充农业耕地，而这片耕地可能最终只种植一个物种
这么做的后果就是减少了很多在这一地区生活的物种的种类
生物多样性的减少对于种群和生态系统的影响都是巨大的
历史上著名的爱尔兰大饥荒就是物种多样性减少带来灾难的例子
爱尔兰大饥荒是发生在1845年到1852年之间，由于种植马铃薯的品种单一
而且当时的马铃薯感染了一种马铃薯晚疫病，导致了马铃薯大量的死亡
马铃薯是当时爱尔兰人的主要粮食作物，这次灾难加上许多社会与经济因素
使得广泛的马铃薯的欠收严重地打击了贫苦农民的生活
所以在这7年的时间内，爱尔兰的人口锐减了将近四分之一
这个数目除了饿死，病死，还包括了约一百万因饥荒而移居海外的爱尔兰人
我们可以看到，生物多样性的减少不仅对于生态系统
而且对于一个国家的影响是很大的
下面，我们来说一说关键物种
关键物种是指对环境的影响与其生物量不成比例的物种
这些物种对于保护生态群落的结构起着重要的作用
它们影响着生态系统中其他许多生物，并且决定了群落中各种物种的种类与数量
关键物种在生态系统中的作用类似于拱心石在拱形建筑中的作用
比如，在这个搭建拱形建筑的时候，中间的这块就叫做拱心石
如果这块石头没有，那么整个建筑也就不存在了
与此类推，如果失去了关键物种，生态系统就会经历剧烈的变化
尽管从生物量或者生产力来衡量，这个关键物种只占了生态系统的一小部分
下面，我们来看两个关键的关键物种的例子
第一个是美洲虎
美洲虎是南美一种著名的捕猎者，它们可以吃蛇，吃乌龟，吃鹿，吃犰狳等87种物种
如果在这一环境中，我们举一个例子，鹿的种群增多，美洲虎将会集中吃这个鹿
如果没有美洲虎，鹿的种群数量将会显著上升
带来的结果就是导致大量的植物的品种和数量的减少，从而导致生态系统的平衡被打破
所以肉食动物被称作是关键物种
因为它们可以有效地控制食草动物的数量，从而保护一定数量和种类的植物
再举一个海獭的例子，海獭是保护海藻林不被海胆破坏的关键原因
海藻林是由海藻所构成的海底森林，主要分布在温带到两极地区的岩岸海域
海藻林主要是由海带目的大型褐藻构成的
和热带的珊瑚礁一样，海藻林为许多生物提供了生活环境
包括了软体动物、棘皮动物、鱼类以及海洋哺乳动物等等
同时也为人类提供生产力丰富的渔场
如果没有海獭，那么海胆被捕食的压力就没有了
大量的海胆会吞食附近的海藻林，导致生态系统的巨大变化
而有了海獭，通过自然选择的作用，海胆的个体比较小，而且倾向于躲在缝隙当中
那么所以大片的海藻林就会被保护下来，从而为大量的生物提供了很好的栖息地
虽然我们说到不断有新的物种被发现
但是从地球上有生命以来，大多数物种都已经灭绝了
在生物学和生态学中，灭绝是指一个物种的消失
通常被认为是该物种最后一个个体的死亡，没有子孙后代
在有性繁殖的物种当中，当一个物种只有一个个体，或者只有一个性别的个体
那么这个物种的灭绝是不可避免的
在地质时代，灭绝是一个司空见惯的事件
物种通过物种的形成而出现，通过灭绝而消失
目前，许多环境组织和政府担心由于人类的干扰导致了物种的灭绝
可能的灭绝的原因包括污染，栖息地的破坏，新的捕食者的引入等等
由于世界上的生态系统大都受人类活动所影响
社会经济生产系统与生态系统相互交织，实际上形成了一个庞大的复合系统
随着社会经济和现代工业化的高速发展
自然资源、人口、粮食和环境等一系列影响社会生产和生活的问题也日益突出
为了寻找解决这些问题的科学依据和有效措施
我们必须要借助生态学的知识和研究手段
-1.1 生物学的基本主题
-1.2 科学方法
--1.2 科学方法
-1.3 如何正确地评价科学结果
-1.4 施一公老师和不同院系本科生座谈（上）
-1.5 施一公老师和不同院系本科生座谈（下）
-课前小短片
--课前短片
-2.1 元素和化学键
-2.2 水和生命
--2.2 水和生命
-2.3 碳和生命的分子多样性
-2.4 大生物分子
-2.5 营养以及身体健康
-第二讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-3.1 细胞的结构和功能
-3.2 细胞膜和跨膜运输
-3.3 细胞间交流
-3.4 细胞分裂和细胞周期
-3.5 癌症与细胞分裂
-第三讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-4.1 热动力学和代谢
-4.2 自由能和代谢
-4.3 ATP的工作原理
-4.4 活化能和酶
-4.5 酶的反应特性和酶的调控
-4.6 细胞呼吸
--4.6 细胞呼吸
-4.7 光合作用
--4.7 光合作用
-第四讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-5.1 减数分裂和生命周期
-5.2 孟德尔遗传学
-5.3 孟德尔遗传学的延伸
-5.4 基因连锁和染色体互换
-5.5 伴性遗传
--5.5 伴性遗传
-5.6 非孟德尔遗传
-5.7 人类遗传学疾病及诊断
-第五讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-6.1 DNA是遗传物质
-6.2 DNA结构和染色体结构
-6.3 DNA的复制
-6.4 DNA的突变、损伤和修复
-6.5 DNA重组
-第六讲 遗传的分子基础--第六讲小测验
-课前小短片
--课前小短片
-7.1 基因表达综述
-7.2 基因表达的具体步骤
-7.3 突变和表型
-7.4 基因表达调控的特点
-7.5 原核生物的基因表达调控
-7.6 真核生物的基因表达调控
-7.7 表观遗传
--7.7 表观遗传
-第七节小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-8.1 重组DNA
-8.2 电泳技术、PCR和DNA测序
-8.3 转基因动物、克隆动物和干细胞研究
-8.4 转基因植物
-8.5 DNA技术的应用
-8.6 生物的信息时代
-8.7 新药研发的基本过程
-第八章小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-9.1 演化理论的介绍
-9.2 演化的证据
-9.3 Hardy-Weinberg定律
-9.4 改变种群中等位基因频率的机制
-9.5 自然选择
--9.5 自然选择
-9.6 物种的形成
-9.7 地球上生命的历史
-第九章小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-10.1 动物的结构与功能
-10.2 反馈调节
-10.3 植物的结构和生长
-10.4 植物的营养和运输
-第十讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-11.1 病原体
--11.1 病原体
-11.2 免疫系统介绍
-11.3 先天性免疫
-11.4 适应性免疫中的受体识别
-11.5 体液免疫和细胞免疫
-11.6 免疫系统疾病
-11.7 免疫知识的应用
-第十一讲 免疫系统--第十一讲小测验
-12.1 神经元的结构和功能
-12.2 静息电位和动作电位
-12.3 突触传导和神经递质
-12.4 神经系统的组成
-12.5 脑的结构和功能
-12.6 神经系统疾病
-第十二章小测验--作业
-13.1 激素的介绍
-13.2 内分泌系统
-13.3 动物的生殖---配子的形成
-13.4 动物的生殖---激素调节动物生殖
-13.5 动物的生殖---胚胎在子宫中的发育
-13.6 动物发育(1)
-13.7 动物发育(2)
-13.8 动物发育(3)
-第十三讲小测验--作业
-14.1 生态学的基本内容
-14.2 种群生态学
-14.3 种群间的相互作用
-14.4 生态系统
-14.5 生态系统中的物质循环
-14.6 生物多样性和物种
