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欢迎来到生物演化课,我是本课的主讲老师顾红雅
来自生命科学学院,今天主要给大家介绍序言部分
生物演化理论是生命科学基础的基础 生物演化理论可以应用到生物科学的各个分支
为什么这么说呢?是因为地球上多彩多姿的生命都是因为演化而来
而且这个过程正在继续着。下面呢给大家看一些图片 这些图片呢是给介绍一些多姿多彩的生命的形式
这个介绍的过程当中呢需要大家有一些互动,就是说我放一些图片
希望同学们猜一猜是什么。啊,下面就开始啊
这张能看出是什么吗?有同学说是蘑菇,当然是这个黄色的部分啊,不是那黑色的部分
蘑菇是一种真菌,真菌大家都知道,是比较古老的形式
这个蘑菇长的环境比较特殊,它长在一坨这个牛粪上
真菌有寄生的和腐生,所谓腐生呢就是 长在没有生命的机制上,比如说这个死的了大树或者是其他的
你们看到的这个真菌其实就是一种腐生的,这个牛粪上其实有很多的纤维素
它可以来讲解这个纤维素的生存。这一张呢? 也是一种真菌,就换了一种披头散发的就认不出来了
这个是一种长在亚马逊河流域的真菌,非常漂亮
有同学认得出来吗?没有人认出来?
这些是一种地衣,地衣是真菌和藻类共生的一个共生体
藻类给它提供光合作用的养分,而真菌来吸收水分啊、无机营养
这个同学们能认出来吧?有同学说是苔藓
其实苔藓是一个混合的名称,它是苔类和藓类 你们看到的这张图其实就是一种苔类
大家都知道这个植物是从水生到陆生这么演化的 藻类是生活在水里面,到了苔藓就从
水生的环境慢慢地演化到陆地了,而苔类是最早登陆的一类植物
它的茎和叶还没有分化,你看它好像整个植物体就像一片叶子一样摊在地上
所以它只能在很潮湿的地方生存。而这一张呢就是藓类
藓类很明显呢,你看它有茎和叶的分化 但它还没有出现维管束,所以苔类和藓类,苔藓类
是没有维管束的植物。再往后面演化
就出现了蕨类,有同学就说了,这是蕨类非常典型的一个特征,它的幼叶是蜷卷的
你要在野外看到有这种蜷卷的这种叶子,你就说它蕨类肯定是错不了的
蕨类还有另外一个特征,就是它以孢子 的形式繁殖,其实苔藓、蕨类都是以孢子的形式繁殖
所以它们也统称叫孢子植物,你看这个图片上,在它的叶子的反面
长有很多孢子囊,它里面就有很多很多的孢子,它靠这个来繁殖
这也是蕨类很大的一个特点,你到野外,你如果觉得它是 蕨类的话,你把它叶子翻过来,要看到这个结构,那肯定就是蕨类了
这张呢?是什么?有同学说是松 松了的话就对了一半,起码啊,这张图片和这张
图片肯定都是松树了,我就不让你们去这个猜是哪种松树了 这个是白皮松的小孢子叶球,就是里面是长花粉的
这张长呢是油松的大孢子叶球 它受精发育以后就发育成一个松塔,大家都知道是吧?松塔里面有松子
就是它的这个种子在里面。这个你们最右边这张认得出来吗?
是什么?这是苏铁 苏铁的种子,千年的铁树
苏铁也叫铁树,是千年铁树开了花,其实苏铁在南方年年都有结种子
苏铁也是一种裸子植物,为什么叫裸子植物?大家看一看这张图片
它的种子就是裸露在外面,没有任何包被,这张图片就是苏铁的种子 你看到这些种子上很多都已经被虫给吃了
所以它很容易受到伤害,虫再继续吃就把这种子吃完了,它没有任何保护 所以裸子植物的种子是裸露在外面的
这些五彩缤纷的花其实就是被子植物的了 之所以叫被子是因为它的种子被包被起来
形成了果实,这张就很明显,对吧?你们看到的我们吃的各种瓜类
其实吃的是它的果的部分,它的种子被埋在它的果实里面
这个种子就受到了很好的保护,所以说被子植物在演化的过程当中又多了一种特性
使它的种子它的繁殖的器官能够被很好地保护起来
这一张照片就是我在校园里面水果摊上拍的,你可以看到其实我们吃的很多水果
其实都是被子植物的果实。刚才看到的都是单个的花,其实这个花还可以以各种
各样的形式聚合在一起,形成不同的花絮,这个也是被子植物比较灿烂的部分
不光是单个花很好看,有时候形成很漂亮的花絮 花絮的话也可以增加它对昆虫的吸引,来给它进行传粉
这张图片在你们左手边认得出来吧?这个可能大家都认识
是什么?狗尾巴草,这个大家可能,同学当中一半人都能认出来
右边呢?小米 我把它放在一起其实是有联系的,不是随便放的
小米的祖先就是狗尾巴草,在8千多年前黄河流域的,我们的先民
最早把狗尾巴草给驯化成了我们现在吃的小米
所以别看这个狗尾巴草遍地都是,有的人觉得好烦啊,怎么除都除不掉
就是一个很卑微的小草,它在中华文明的整个的过程中还起了一个挺大的贡献
这张图片给大家看的就是倒数的很多物种
我们吃的大米就来自水稻,水稻怎么来的呢?也是从野生稻,这是一颗栽培稻
旁边就是一颗野生稻,也是从野生稻驯化来的
至于它的起源国际上还是有争议的 最近我们国家的科学家做了一个很漂亮的工作
明显地揭示了栽培的稻最早起源是来自中国,而且是中国的南方,珠江一带
所以栽培稻就是在这个水稻的整个的驯化的过程当中,中国人民做了很大的贡献
这贡献是对全世界的文明作出的贡献,你就可以看出来
植物它不仅好看,它也是我们人类食物粮食主要来源
下面就介绍一些比较有特点的植物,大家都知道动物是吃植物的
其实植物也会吃动物,下面物种呢就是叫茅膏菜
你看它的叶子,你们看到的一个一个闪亮的小球球,其实就是它叶子上一些变化了的腺体
这个腺体会分泌一些粘液,也分泌一些吸引昆虫的物质
昆虫受到这个吸引来了以后,你看这个叶子上 这个都被沾了很多昆虫,它上来以后
对不起就走不掉了,被沾住了,沾住以后这个植物就会分泌一些酶 把它给降解,作为自己的养料给吸收了
这些吃动物的植物一般都生存在比较贫瘠的土壤上,所以它需要额外的养分
这也是一种比较特化的植物,它的叶子特化成一个瓶状
或者是一个口袋状,干什么用?也是为了吸引昆虫。这是一张从上面拍下去的,你可以看到-
这个里面 落下去很多昆虫,这些昆虫也就会被这些植物分泌的酶所降解作为它的自己的养料
而这是很有意思的几张图,这个左上角的这个是一个树蛙
也是热带雨林的,它在滑翔,你看它那个脯张得大大的
右上角是一个长鼻猴,它也会滑翔,所以给大家看的就是说不是
所有的会“飞”的东西都需要翅膀,尽管它这个飞是打引号的啊,它是一种滑翔
下面这个是一个叫双冠蜥,大家可能看过金庸小说的都 知道,有的人这个大侠会轻功在水面上就这么飘过去了
这当然是小说里面的,实际情况里面是没有那样的人可以轻功就在水面上走
但是确实有这样的动物,就是双冠蜥,它的这个脚上有很特殊的
蹼,它这种蹼像气垫一样可以使得它在水面上如履平地
而这张图片我总是拿来让同学们猜,在你们左侧的你们看得出来是什么吗?
有人能知道吗?你说说看是啥,好,一种动物
这对了,一般我会问同学是动物还是植物,是动物
啥动物?比较难猜了,给我最多答案的是蜗牛
这跟蜗牛没关系,告诉你们吧,这是一种鸟的尾羽,非常漂亮吧?
这也是在热带的,在你们这个右边的这张图其实是一种植物的花絮
它叫蝎尾蕉,就是像蝎子的尾巴一样,它是芭蕉科的,叫蝎尾蕉
也很漂亮,有点像那个动物的样子,所以我有意识地把这两张图叠在一块
这也很漂亮。昆虫以它的拟态组成
很多昆虫它的颜色、它的形状都跟它的背景非常相像
比如说这只红色的昆虫,如果在香山红叶这个季节 漫山遍野都是红叶的背景下,它要落在一片叶子上
你是觉得这个,很难,让你去看你很难把它给这个区别出来的
右边这张图呢是一个落在长满了青苔的树干上的
这也是一个非常巧妙的伪装色,你要走得很近的话,你也许才能看得出来
这这两张图呢是我在校园里面拍到的,想给你们看一下我用这个圈圈给它圈起来的部分
左边这张是一种灰蝶,给你们看的呢是它的翅膀下面有一个装饰
这个装饰很有意思,看上去也像一个另外一只蝴蝶,看到你好像有有两个触角在这儿
这边有一个华丽的翅膀,当这个猎物来捕食的时候
它最希望一招就能够把这个猎物制服,所以它往往攻击的部分是头部 头部是最容易被一招给制服的这个地方
所以如果一个猎物来了,它看到这个地方好像是一个头吧,它来攻击它
的时候,其实是翅膀,其实这样就给这个灰蝶以足够的时间逃脱
这个呢是一个在丁香这个果实上的一个小甲壳虫
你看它的背部长了一个非常狰狞的一个画面 你看上去像一个非常狰狞的一个小虫子趴在它的背上
其实这也不是一个小虫子,这就是它本身长成这个样子 这种呢就是其实是对于它的天敌的一种恐吓
你天敌来了,哟,看到这个上面好像还有一个小动物在那呢,它也不知道这个小动物
到底对它有没有害,它想半天说算了吧,不理它了吧
走了,也许是这样的一个过程。反正它这种,有这种图案的一般都是有它的目的的
刚才我们介绍的就是各种各样的生物,当然 我这个时间有限,不可能给大家看得更多,就是
举了一些我拍到的一些书本里头的给大家介绍了一下 生物不是单独存在的,生物和生物之间,生物和环境之间
有很复杂的关系的,下面一些图片呢我就给大家 讲一些这个生物之间的相互关系,看看到底是什么样的关系
先看这张,这张图片一放出来,大家第一个感觉是什么?一张美丽的花的照片是吧?
这是一颗扶桑花,请你们再仔细看一下,还会看到啥? 这边有一只螳螂,螳螂躲在这个扶桑花的后面
我想它躲在这肯定是有目的的,我拍这个照片的时候呢是没有看到它,我整理照片的时候看到
我当时如果看到它的话我可能会待在那等一段时间看看到底会有什么样的结果
我觉得这个螳螂就是拿这个扶桑花作为掩护,或者作为诱饵 扶桑花是要靠昆虫来传粉的,而螳螂它的食物就是
昆虫,所以这个,它是一种利用的关系,它在利用这个扶桑花 这是一个萱草的栽培品种叫金娃娃
现在北京载的到处都是,公园里,学校里,我们学校就有很多 我让你们看的是这个,也是这个打了框框的部分
看到有一只蜘蛛吧?这是一只花蟹蛛,它不会结网的
它是靠什么呢?它就是靠模仿这个花的雄蕊
你看它做了一个pose,其实这个不是随便做的 它是在模仿这个花的雄蕊,跟那个雄蕊也有点像
当有昆虫来传粉,落在它上面的时候,对不对,它就给它逮着了,这昆虫就成了它的菜了
所以这是一种很特殊的捕食的本领 花蟹蛛的种类很多,就是物种很多
基本上什么样的花的颜色你就能发现什么样的这个颜色的花蟹蛛 这是在校园里面拍到的,我还拍到另外一个
这是叫泽芹,是一种伞形科的植物 看到吧?你们看到的就是花啊,看到上面有个花蟹蛛了吗?
就是绿色的,所以它在这个花里头拟向你去看你要想看,找它都找不到
容易用这种大的背景底下,混在这个大的背景底下来捕捉它的猎物
还有一个呢是在我们出野外的时候拍到的,在一个豆科的这个花上面
也有一个花蟹蛛,其实它的这个身上的颜色就有点紫色
看上去跟它的背景很像,这是另外一只花蟹蛛 所以这种关系,从扶桑花、螳螂一直到这个
花蟹蛛,其实它们都是一种利用的关系,它利用这个花作为掩护,作为诱饵
而下面这些关系就是互惠互利 大家可以看到有这个蜜蜂,有各种各样的蝇,有小蚂蚁
它们都是去采食这个花粉,它要以花粉为食
或者是花蜜为食,它在采这个花粉的同时,它会帮助花进行授粉
这是其实是植物受惠的部分,而同时呢它又得到了食物
它也得益,所以这是互惠互利,能够传粉的昆虫挺多的
蝇类啊、蜂类啊这些,包括小蚂蚁,你别看它很小,它也可以起到这个传粉的作用
这张是特别可爱的一只小蜜蜂,在非常非常辛苦地工作
它把这个花药上的所有的花粉都给一颗一颗地收集完了,你可以看到它的腹部
它的这个腿上沾满了这个花粉,这个花粉是橙红色的,非常漂亮,这是一颗朝鲜百合
所以这些关系就是互惠互利 还有一些关系呢是对一方有利,对另一方是有害的
比如说给你们看的这朵二月兰的花,这是我在校园里面拍的,有一天我走在路上,远远地看见- 一颗二月兰
我说它的雄蕊怎么变黑了,跑过去一看,哇!一群甲壳虫
围在那,大快朵颐地把它所有的雄蕊啊,它的这个子房全吃完了 所以这朵花也就完了,所以这对植物是有害的
而甲壳虫呢是有益的,对吧?它们饱餐一顿。这是瓢虫
小时候就可能听过七星瓢虫的故事,七星瓢虫是益虫,它吃那些蚜虫的
也有一些瓢虫呢它是专门吃植物的 你像这个瓢虫,它就落在了一朵花上,它把花的雄蕊啊什么都吃完了
你这朵花也就完了,它不能行使它的功能了,对吧?就是对植物有害了
这样的例子还有很多,比如说这个是一个很有意思的植物叫盒子草
它的果实像一个盒子一样,它整个打开的时候就像一个盒子盖开开
里面有两颗种子,只有两颗,你看看这个可怜的这个果实被这个瓢虫给入侵了
打开盖子进去以后把种子都吃完了 所以这个果实了就完全失去了它的传播后代的功能了
白长了,长了都给这个昆虫吃掉了 所以这个就是对一方有利对一方有害的这样的关系的
到了食物链的顶端,这种关系就变得血淋淋的 这是在非洲大草原上拍到的猎豹一家捕食了一个羊
这个羊瞬间就变成了一堆骨头 所以这种关系很血淋淋的,就是一方有害一方有利
那么还有一些关系呢是比较温馨的,也可能是比较残酷的
下面这个我就给大家讲一个发生在北大校园的一个水池子里面的一个小故事
给大家展现这种母爱,也展现这种物种之间,物种之内的这种竞争关系
这是在北大的一个小水塘,在清朝就有了,清朝人们把它当作养金鱼的这个水池子
金鱼早就不在了,但那个水池留下来 在春天的时候它总是这个水还是比较满的
当圆明园水系还很好,很通畅的,很慢的时候呢
很多水鸟都在圆明园,当圆明园的这些水慢慢地干了以后
那些水鸟都到北大来了,北大还有这种各种各样的,像未名湖还有一些小水池
所以从2011年开始,这个小水池里面就来了一些客人
最早来的是一个野鸭,带着它的一群宝宝过来了
这是这个水池子里面的很陌生的客人,它们对这个环境比较陌生
我们周围的人对它们也比较陌生,所以当时它们来了以后周围来了很多人在看
看了以后这个鸭妈妈就很紧张,它就试图带着小鸭子,带着它的宝宝走
怎么走呢?它就先做示范,它就先飞,飞上这个岸上去
就像这样,它在岸上,再看看它的宝宝们,希望它们的宝宝们也能飞上来
这个不可能的啊,那些小鸭子翅膀都还没长出来呢,所以它一看不行它就又下去 下去又从另外一面再飞,所以它把这个四壁都
飞遍了,每一个壁它都飞一遍,然后看看它的鸭宝宝都待在那 它实在没辙了,没有办法带着它们离开这个地方
所以在周围看的好心人就给它搭了一个梯子 让它们能够顺利地走出这个小水池子
这个鸭妈妈也是挺聪明的,她理解到了这个意思。她就先做了一个示范,她自己就先蹬蹬蹬- 蹬走上去
然后她这些孩子们呢,你别看它们长得都一样,它们的理解能力是不一样的
有理解非常快的,一共九个,七个孩子 都哒哒哒哒都跟它妈妈学,就上去了
剩下两个,怎么都不愿意上。也不知道它是这个,喜欢这个地方呢还是不敢上。
就在里面拼命的叫,鸭妈妈已经走得蛮远了,听到它们叫呢她又折回来。
折回来一看还有两个在里面,这个鸭妈妈毫不犹豫的就下来了,又跳到那水池子里面。
她后面跟着这些熊孩子,一看妈妈下去了, 也都跳下来了,非常有
意思,它鸭妈妈又走一遍又示范一遍,然后还是同样的7个孩子 原来七个孩子还跟着过去,剩下两个还在里面还在拼命叫。
这只鸭妈妈所以说她挺聪明的,她就没有再回来,她就走了。
一边走一边叫。后来这个两个剩在里面的孩子一看这个妈妈在那边叫
大概还是鼓了鼓勇气吧,还是从这个上面都走了 所以2011年这个鸭妈妈带着一群孩子就是这样一个故事
第二年,一只鸭子又带了一群孩子来,就是2012年 这时候呢大家都已经习惯了
就觉得它能够来,它肯定就知道怎么出去。
因为这个水塘是四四方方的,你如果仔细看一下,其实它有一个通道在这儿
这有一个通道,这个通道是连着前面后面的水系的
它其实来就是这么来的,因为大家就没管它,它也就好好得呆在里面。小鸭长得比较大了它也- 就走了。
最好玩的在去年,2013年,这个水池变得非常热闹。
除了你能看到母爱的部分,你又看到了竞争,因为来了不止一家
第一个来的是这个大的鸭妈妈,我们叫大妈妈,她带着九个孩子,这九个孩子
后来又来了一个,我们把她叫小妈妈,她带了三个孩子
也是同一个物种,都是绿头鸭。还没完,两家在这资源有限
那就有了竞争了。你别看大妈妈小妈妈头对头的,看上去在谈心,其实不是,她们在打架
她们的竞争很厉害,大妈妈还是有经验一点,她是非常凶悍的一个妈妈
她经常逮着这个小妈妈的鸭子,咬着它们往水里头按
后来又来了一家,来了一家鸳鸯,一个鸳鸯妈妈带着五个孩子
也到了这个水池里面,所以这水池非常热闹。鸳鸯,你别看它长得小。
它很厉害。它是采取一种人不犯我我不犯人,人若犯我我必犯人的这种态度
你不惹我我也跟你相处得很好,你要来欺负我的这个孩子,对不起
它是能够很厉害的还击过去的。所以你看这个关系很有意思
这个是那个假石山,比较厉害的都能够待在那个顶上。这是大妈妈
这是这个鸳鸯,都能够待在上面,就可怜这个小妈妈
她上去就被赶下来,上去就被赶下来。你看它只能待在旁边看,这是这个小妈妈
所以这个结果是什么呢?这个大妈妈的这些孩子们发育的很好,长得很好
而小妈妈的孩子们呢,就发育的非常迟缓,就比大妈妈的孩子小了很多
还有一个孩子就被欺负死了,这是它的这个尸体。
就被大妈妈给欺负死了,所以你就看到这个里头它的这个竞争
就在这小小水池里,还是挺残酷的。到了最后了
在它们离开这个水池之前,你看这个鸳鸯妈妈带着五个孩子 发育的非常好。这个大妈妈带着九个孩子一个不少
长得膘肥体壮的,那个小妈妈的那个两个孩子后来都是,我觉得它们可能都
存活都有问题,发育的都很不好,看上去好像都有病一样。
所以你看看啊,光用这个发生在水池子里面,
三年啊这个发生了这些小故事,你就可以看到有母爱的
这样的关系,也有这个竞争的这样的关系,而且这种竞争而且是你死我活的。
是非常激烈的。其实给你们看这么多的照片,讲这么多的故事
就是为了使大家明白,这种多姿多彩的生命的形式,各种各样生命之间的相互关系,
怎么来的,都是通过长期的演化慢慢的形成的,它不是一夜之间
就有的。大家说这个母爱是天生的对不对?母亲天生的爱她的孩子
也不是,其实也是在演化的漫长的过程当中形成的 最早出现在地球上的生物是原核生物,细菌这一类的
你们听说过有母爱的细菌吗?没有吧,对吧?它还是在演化的,生物的演化的过程当中
逐渐逐渐,慢慢的形成的。这个,你们左边这张照片是我们北大的老校长
许智宏教授领着我们一群喜欢这个植物的老师和同学写的一本燕园草木
其实你只要仔细的看你周围 你就能够体会到这个生物的美好,生物的这个
多姿多彩的这种形式。
你就能够体会到这个演化就发生在你身边 其实大自然是非常美丽的,大自然也是非常和谐的。
这种美丽和和谐都是长期演化的结果 这种美其实是需要你用心去体会的
我很喜欢这张这个你们右边这张照片,是我在校园里面 就已经是很深的秋天了,叶子都落得差不多了。
有一位老先生坐了一上午在写生,你看他画的这个画
非常漂亮。其实你要看看这个景,看看当时的景 其实已经不是这样了,叶子落得差不多了
所以他的画完全是发自他内心对自然的一种欣赏。
所以我希望大家上了我这个课呢也能够对自然抱一份敬畏之心
抱一份赏识之心,而且最重要的是要用实际行动去
保护大自然,这就是我的这个这段算引子吧,我序言当中的引子