植物种群的进化和选择
2006/10/13 

    种群数量动态是种群动态过程的一个方面,另一方面便是种群的质量变化,它们之间具有密切的关系。种群质量即种群内个体质的特征,一般用表现型和基因型表示。随着种群大小的变动,选择压力也随之变化,对基因型和表现型频率的变化产生影响。
    种群是由彼此可进行杂交的个体组成的,因此种群是一个遗传单位。种群中每个个体都携带着一定的基因组合,它是种群总基因库的一部分。进化过程包括基因库的变化和遗传基因组成表达的变化。引起这些变化的原因是环境的选择压力对于种群内个体的作用。自然选择使适者生存,不适者淘汰。适应能力强的个体有更多后裔,其基因对以后的种群基因库贡献大,反之亦然。种群的基因频率从一个世代到另一个世代的连续变化过程就是进化过程的具体表现。因此,种群的进化是世世代代种群个体的适应性的累积过程。因为环境的变化是永恒的,所以种群通过某些个体的存活,其适应性特征也在不断变化着。新的物种形成是进化过程的决定性阶段,而物种进化通过种群表现出来,所以种群也是进化单位。
    (1)种群的遗传结构  植物种群中每一个体的基因组合称为基因型(genotype)。基因库(gene pool)是指种群中全部个体的所有基因的总和。基因(gene)、基因型和基因库是种群的遗传结构中的重要成分。基因通过表达的调控,形成人可以直接观察感受到的植物个体的表现型,它在个体的一生中不断地变化着。每个基因型在整个植物种群中所占的比例称为基因型频率。不同基因在种群中所占的比例为基因频率(gene frequency)。基因频率是决定一个种群性质的基本因素。影响基因频率变化的因素主要有基因突变、自然选择、遗传漂移和迁移等,主要是前两者。突变提供了自然选择的原始材料,同时又是影响基因频率的一种力量。自然选择通过不均等的死亡率,使适应能力弱的个体所拥有的基因在种群中所占频率降低,从而保存和改进植物对自然的适应性,达到进化的效果。遗传漂移是指在小的种群里基因频率随机增减的现象,种群越小往往遗传漂移的作用越大。种群内个体之间在结构和功能等方面的差异称为变异。变异是自然选择的基础,它包括种群的变异和遗传物质的变异。种群变异主要有环境饰变、生态的遗传变异和多态现象等;遗传物质发生变异也叫突变,可分为基因突变和染色体突变两类。在物种进化过程中,突变和选择是互相不可替代的两个方面,它们从两个水平上影响着基因频率的变化。
    (2)植物的生态型  生长在不同环境条件下的同一种群的植物可能会有不同的形态、生理和生态特征,并且这些变异在遗传上被固定下来,在一个种内分化成为不同的生态型(ecotype)。生态型与分类学中的亚种是不同的概念,一个亚种可以包含一至多个生态型。一般生态幅越广的植物,其产生的生态型也越多。种群是生态型的构成单位,遗传变异是生态型形成的基础,环境因子的选择是生态型分化的条件。生态型根据形成的主导因子不同分为气候生态型、土壤生态型和生物生态型等类型。以水稻为例,籼、粳稻是温度生态型分化,晚、中、早稻是光照生态型分化,水、陆稻属土壤生态型变化。