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真菌進化生物學(xué) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030716439
- 條形碼：9787030716439 ; 978-7-03-071643-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
真菌進化生物學(xué) 內(nèi)容簡介
本書以進化生物學(xué)的基本原理為基礎(chǔ)，重點闡述真菌進化與系統(tǒng)生物學(xué)，適當(dāng)兼顧卵菌和黏菌，內(nèi)容涵蓋宏觀的進化生物學(xué)概述、真菌物種的形成與多樣性及分類系統(tǒng)，微觀的真菌形態(tài)建成與代謝的進化、物種的遺傳進化、種群的微進化、協(xié)同進化，以及真菌宏進化等，同時包括真菌分子進化的分析方法和進化生物學(xué)應(yīng)用，較為系統(tǒng)地論述了真菌進化生物學(xué)的新觀念和研究進展。 本書可作為微生物學(xué)、進化生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、保護生物學(xué)、農(nóng)學(xué)、植物保護、森林保護及環(huán)境保護等專業(yè)的研究生教材，也可作為相關(guān)專業(yè)科研工作者的參考用書。
真菌進化生物學(xué) 目錄
目錄Contents
**章 進化生物學(xué)概述 1
**節(jié) 進化生物學(xué)與生物進化的定義 1
第二節(jié) 進化生物學(xué)的發(fā)展歷程和主要理論 2
第三節(jié) 進化生物學(xué)的主要研究證據(jù)和研究方法 3
第四節(jié) 進化生物學(xué)的其他研究證據(jù)和研究方法 7
第五節(jié) 如何學(xué)習(xí)進化生物學(xué) 10
第二章 真菌物種的形成與多樣性 13
**節(jié) 真菌物種概念 13
第二節(jié) 物種的形成 16
第三節(jié) 物種形成隔離機制 20
第四節(jié) 真菌生物多樣性 21
第三章 真菌分類系統(tǒng)與進化 30
**節(jié) 真菌命名法規(guī) 30
第二節(jié) 真菌分類系統(tǒng)概述 36
第三節(jié) 極早期分化真菌分類系統(tǒng)與進化 39
第四節(jié) 壺菌分類系統(tǒng)與進化 42
第五節(jié) 接合菌分類系統(tǒng)與進化 45
第六節(jié) 擔(dān)子菌分類系統(tǒng)與進化 51
第七節(jié) 子囊菌進化 63
第八節(jié) 類真菌菌物——茸鞭生物界菌物 68
第九節(jié) 類真菌菌物——原生生物界菌物 71
第四章 真菌形態(tài)建成與代謝的進化 81
**節(jié) 單細胞向多細胞真菌的演化 81
第二節(jié) 菌絲體進化 85
第三節(jié) 真菌多態(tài)性 95
第四節(jié) 真菌的次級代謝進化與調(diào)控 104
第五章 真菌物種的遺傳進化 116
**節(jié) 自然選擇 116
第二節(jié) 真菌的生殖及進化 121
第三節(jié) 真菌發(fā)育進化 133
第四節(jié) 真菌表觀遺傳調(diào)控與進化 141
第五節(jié) 真菌基因組的進化 151
第六節(jié) 真菌線粒體基因組進化 158
第六章 真菌種群的微進化 175
**節(jié) 微進化 175
第二節(jié) 種群的遺傳多態(tài)性 176
第三節(jié) 隨機遺傳進化 178
第四節(jié) 適應(yīng)性進化 180
第五節(jié) 定向進化 184
第七章 真菌的協(xié)同進化 187
**節(jié) 種間關(guān)系 187
第二節(jié) 協(xié)同進化 189
第三節(jié) 共生協(xié)同進化 196
第四節(jié) 寄生協(xié)同進化 207
第五節(jié) 捕食與競爭協(xié)同進化 215
第八章 真菌宏進化 220
**節(jié) 宏進化的概念 220
第二節(jié) 進化速率與宏進化式樣 221
第三節(jié) 宏進化趨勢 227
第四節(jié) 宏進化的表現(xiàn) 229
第五節(jié) 滅絕 233
第六節(jié) 宏進化的實驗研究 236
第九章 真菌分子進化的分析方法 240
**節(jié) 系統(tǒng)發(fā)生樹的基本概念 240
第二節(jié) 系統(tǒng)發(fā)生樹的推斷方法 241
第三節(jié) 系統(tǒng)發(fā)生樹的統(tǒng)計檢驗 250
第四節(jié) 分歧時間估計及其理論基礎(chǔ) 250
第五節(jié) 物種樹和基因樹 252
第六節(jié) 全基因組水平的系統(tǒng)發(fā)生樹構(gòu)建 253
第十章 真菌進化生物學(xué)應(yīng)用 256
**節(jié) 真菌次級代謝產(chǎn)物多樣性與應(yīng)用 256
第二節(jié) 馴化與育種 271
第三節(jié) 基因工程 278
第四節(jié) 合成生物學(xué)元件挖掘和底盤構(gòu)建 283
第五節(jié) 從菌種選育到細胞工廠 290
**章 進化生物學(xué)概述 1
**節(jié) 進化生物學(xué)與生物進化的定義 1
第二節(jié) 進化生物學(xué)的發(fā)展歷程和主要理論 2
第三節(jié) 進化生物學(xué)的主要研究證據(jù)和研究方法 3
第四節(jié) 進化生物學(xué)的其他研究證據(jù)和研究方法 7
第五節(jié) 如何學(xué)習(xí)進化生物學(xué) 10
第二章 真菌物種的形成與多樣性 13
**節(jié) 真菌物種概念 13
第二節(jié) 物種的形成 16
第三節(jié) 物種形成隔離機制 20
第四節(jié) 真菌生物多樣性 21
第三章 真菌分類系統(tǒng)與進化 30
**節(jié) 真菌命名法規(guī) 30
第二節(jié) 真菌分類系統(tǒng)概述 36
第三節(jié) 極早期分化真菌分類系統(tǒng)與進化 39
第四節(jié) 壺菌分類系統(tǒng)與進化 42
第五節(jié) 接合菌分類系統(tǒng)與進化 45
第六節(jié) 擔(dān)子菌分類系統(tǒng)與進化 51
第七節(jié) 子囊菌進化 63
第八節(jié) 類真菌菌物——茸鞭生物界菌物 68
第九節(jié) 類真菌菌物——原生生物界菌物 71
第四章 真菌形態(tài)建成與代謝的進化 81
**節(jié) 單細胞向多細胞真菌的演化 81
第二節(jié) 菌絲體進化 85
第三節(jié) 真菌多態(tài)性 95
第四節(jié) 真菌的次級代謝進化與調(diào)控 104
第五章 真菌物種的遺傳進化 116
**節(jié) 自然選擇 116
第二節(jié) 真菌的生殖及進化 121
第三節(jié) 真菌發(fā)育進化 133
第四節(jié) 真菌表觀遺傳調(diào)控與進化 141
第五節(jié) 真菌基因組的進化 151
第六節(jié) 真菌線粒體基因組進化 158
第六章 真菌種群的微進化 175
**節(jié) 微進化 175
第二節(jié) 種群的遺傳多態(tài)性 176
第三節(jié) 隨機遺傳進化 178
第四節(jié) 適應(yīng)性進化 180
第五節(jié) 定向進化 184
第七章 真菌的協(xié)同進化 187
**節(jié) 種間關(guān)系 187
第二節(jié) 協(xié)同進化 189
第三節(jié) 共生協(xié)同進化 196
第四節(jié) 寄生協(xié)同進化 207
第五節(jié) 捕食與競爭協(xié)同進化 215
第八章 真菌宏進化 220
**節(jié) 宏進化的概念 220
第二節(jié) 進化速率與宏進化式樣 221
第三節(jié) 宏進化趨勢 227
第四節(jié) 宏進化的表現(xiàn) 229
第五節(jié) 滅絕 233
第六節(jié) 宏進化的實驗研究 236
第九章 真菌分子進化的分析方法 240
**節(jié) 系統(tǒng)發(fā)生樹的基本概念 240
第二節(jié) 系統(tǒng)發(fā)生樹的推斷方法 241
第三節(jié) 系統(tǒng)發(fā)生樹的統(tǒng)計檢驗 250
第四節(jié) 分歧時間估計及其理論基礎(chǔ) 250
第五節(jié) 物種樹和基因樹 252
第六節(jié) 全基因組水平的系統(tǒng)發(fā)生樹構(gòu)建 253
第十章 真菌進化生物學(xué)應(yīng)用 256
**節(jié) 真菌次級代謝產(chǎn)物多樣性與應(yīng)用 256
第二節(jié) 馴化與育種 271
第三節(jié) 基因工程 278
第四節(jié) 合成生物學(xué)元件挖掘和底盤構(gòu)建 283
第五節(jié) 從菌種選育到細胞工廠 290
展開全部
真菌進化生物學(xué) 節(jié)選
**章 進化生物學(xué)概述 自然選擇驅(qū)動下的進化是生命*重要的特征之一。地球是一個具有46億年歷史的行星，其上*古老的巖石具有39億～40億年的年齡，F(xiàn)在已知*早記錄有光合作用的巖石的年齡約為38億年；*早記錄有原核細胞的化石的年齡約為35億年；真核生物的起源為27億～12.5億年前。自生命起源開始延續(xù)至今的漫長的生物進化史，皆由無數(shù)個物種形成、前進進化與物種消失譜寫而成。 **節(jié) 進化生物學(xué)與生物進化的定義 通行的進化（evolution）是指生物在與其生存環(huán)境的相互作用中，其遺傳系統(tǒng)隨時間發(fā)生一系列不可逆的改變，并導(dǎo)致相應(yīng)的表型改變。大多數(shù)情況下這種改變導(dǎo)致生物總體對其生存環(huán)境的相對適應(yīng)，即進化宏觀上表現(xiàn)為生物種群的可遺傳性狀（heritable characteristics）在世代（generation）間的改變，微觀上表現(xiàn)為這些性狀的相關(guān)基因自親代傳遞給子代。不同性狀來源于種群內(nèi)的基因突變、基因重組及其他遺傳變異。當(dāng)自然選擇和遺傳漂變等進化過程作用于這些變異時，其決定的性狀特征的頻率在種群中發(fā)生改變，進一步產(chǎn)生了分子水平、個體水平和物種水平的生物多樣性。 在中文語境中，“進化”一詞給人以“物種總是向高等和復(fù)雜的方向前進”之感，而未能反映簡化式進化的“退化性”。近年來許多學(xué)者呼吁將“進化”改稱為“演化”，以便更清晰地闡釋生物在適應(yīng)環(huán)境的過程中不斷改變并產(chǎn)生差異的過程，同時將“進化”的意義局限為“退化”的反義。為保證全書統(tǒng)一，本書除某些特殊用法外，統(tǒng)一使用“進化”一詞。但無論是翻譯為“進化”還是“演化”，其背后的規(guī)律和機制無甚差別，即突變的不斷出現(xiàn)是生物進化的根本動力，而生物表型是自然選擇的對象與結(jié)果，凡是可以影響性狀和遺傳結(jié)構(gòu)的因素，都有作為進化調(diào)節(jié)者的潛力。 進化生物學(xué)（evolutionary biology）作為生物學(xué)的一個分支，是研究生物進化的學(xué)科，進化的過程、原因、機制和趨勢都屬于進化生物學(xué)的研究范疇。作為生物學(xué)的一個基本學(xué)科，進化生物學(xué)與其他生物學(xué)科均有交集。在細胞個體層面與細胞生物學(xué)、群體遺傳學(xué)密不可分，在生物系統(tǒng)學(xué)層面與動物學(xué)、植物學(xué)、真菌學(xué)等方向的學(xué)科相互支持。此外，進化生物學(xué)也與理論生物學(xué)、實驗演化生物學(xué)、古生物學(xué)有研究角度的交集，甚至產(chǎn)生演化生態(tài)學(xué)、演化發(fā)育生物學(xué)、演化神經(jīng)生物學(xué)等新的分支學(xué)科。 雖然進化生物學(xué)在研究方向上具有諸多細分，但各分支皆建立于進化論的理論基礎(chǔ)之上，以詮釋生物進化為核心從不同層面展開研究。進化生物學(xué)不僅從生物組織的不同層次揭示進化的原因，同時也從時間的維度追溯進化的歷程。對于進化生物學(xué)來說，*小的時間尺度限于世代，*大的時間可橫跨近40億年；*小的結(jié)構(gòu)水平為研究分子，*大的空間組織層次直至生物圈范圍。生物界諸多復(fù)雜現(xiàn)象，如生物的適應(yīng)、物種形成、物種滅絕及分子進化，都需要在進化生物學(xué)的研究中解析內(nèi)部機制和原因。 早期的進化生物學(xué)偏重理論學(xué)說，但隨著生命科學(xué)研究的不斷推進，進化生物學(xué)與分子生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)等學(xué)科廣泛結(jié)合，F(xiàn)代實驗技術(shù)和信息技術(shù)成熟后，進化生物學(xué)的飛速進步很大程度上依賴于復(fù)雜的分子演化、序列比對、種群遺傳模型和進化樹計算等方法的發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，諸多新的學(xué)說，如中性選擇學(xué)說、間斷-平衡理論等被不斷提出，原來根據(jù)形態(tài)生理特征分類的方法也被分子序列相似性所替代，促進了進化生物學(xué)從定性走向定量，從推論走向驗證。 第二節(jié) 進化生物學(xué)的發(fā)展歷程和主要理論 對自然解釋的系統(tǒng)探索源于古希臘的哲學(xué)家，當(dāng)時占據(jù)統(tǒng)治地位的宗教神學(xué)認(rèn)為神造萬物，物種不變，生物進化思想囿于“神創(chuàng)論”（creationism）觀點而難以作為主流學(xué)說興起和發(fā)展。文藝復(fù)興時期，生物學(xué)思想被新的經(jīng)驗主義思想變革，對世界的研究方式從憑空想象轉(zhuǎn)變至觀察與實驗，大量累積的生物和化石分類需求催化了雙名法（binomial nomenclature）的誕生，奠定了按階層體系分類的基礎(chǔ)，是反映物種可能具有共同祖先的一個重要信息。 隨著生物標(biāo)本集的擴大，自然界現(xiàn)存物種與發(fā)掘的化石之間既有相同之處又存在異變的問題逐漸被學(xué)界關(guān)注，家養(yǎng)動物和野生動物之間的差異與物種不變思想之間的矛盾也愈發(fā)引人矚目。雖然“災(zāi)變論”（catastrophism）認(rèn)為不同地質(zhì)年代的化石中含有現(xiàn)今不存在的生物類型是多次巨災(zāi)滅世后上帝重新造物的結(jié)果，但依然不能很好地解釋生物間連續(xù)性的現(xiàn)象。首位給出明確解決思路的是法國科學(xué)家拉馬克，他認(rèn)為原始生命*初因為偶然而產(chǎn)生，之后沿著生物鏈條不斷改進，從而產(chǎn)生了更復(fù)雜的生命體。作為**位提出比較完整的進化理論的學(xué)者，拉馬克動搖了“神創(chuàng)論”的基礎(chǔ)。 真正改變物種認(rèn)知思想的是達爾文的進化論。達爾文跟隨探險隊經(jīng)歷了5年環(huán)球考察，途中所見的眾多不同環(huán)境下的相同或相異物種啟發(fā)了他對物種起源的思考。首先，物種是可變的，地球上現(xiàn)存的物種起源于同一共同祖先，然后不斷地分支形成一個生命樹；其次，物種有過度繁殖傾向，產(chǎn)生的具有不同遺傳變異的后代中，適應(yīng)環(huán)境者得到生存的優(yōu)勢并且更容易產(chǎn)生新的后代；*后，生物產(chǎn)生適應(yīng)的前提是具有豐富的不定向變異，自然或者人工選擇將某些變異選擇出來產(chǎn)生不同的物種表型。達爾文的學(xué)說被恩格斯譽為19世紀(jì)世界的三大發(fā)現(xiàn)之一，因為進化論的提出不僅有力地證明了生物進化是由自然原因引起的，同時也為科學(xué)地闡明生物界的發(fā)生和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，引領(lǐng)了后續(xù)生物研究領(lǐng)域關(guān)于進化的研究內(nèi)容和研究方向。 不過達爾文的進化論中關(guān)于遺傳變異的論述僅僅來源于觀察和經(jīng)驗，其中深層機制尚未明晰，故雖自成體系，但缺乏進一步的遺傳理論基礎(chǔ)加以支撐。后續(xù)遺傳學(xué)的發(fā)展則填補了這一缺陷。由孟德爾提出的分離定律和自由組合定律，以及摩爾根進一步補充的連鎖遺傳定律為遺傳機制的解析奠定了基石；颍╣ene）的概念從分子層面解釋了物種進化的漸變和突變，隨后對 DNA結(jié)構(gòu)的解析則進一步補充了進化的始動條件和影響因素。由此，生物進化的研究從個體層面深入分子層面，基因與表型研究的互補促進了適用于生物學(xué)的統(tǒng)一理論——“進化綜合論”（modern evolutionary synthesis）的誕生。“進化綜合論”的主要內(nèi)容可以概括為以下五個方面。 **，自然選擇決定進化的方向，生物朝著適應(yīng)環(huán)境的方向發(fā)展。兩步適應(yīng)（又稱間接適應(yīng)），即產(chǎn)生變異并經(jīng)過選擇，是適應(yīng)形成的機制。生物的進化與發(fā)展是生物內(nèi)在的遺傳與變異這一對矛盾斗爭的結(jié)果，生物在此推動下不斷發(fā)展變化。 第二，種群而非個體，是生物進化的基本單位。進化的實質(zhì)是種群內(nèi)基因頻率和基因型頻率的改變，微小的變化在自然選擇的作用下，經(jīng)過長時間的積累帶來生物性狀的不斷遷移。 第三，突變、選擇及隔離是物種形成和生物進化的機制。在選擇壓力下有利變異經(jīng)過長時間積累導(dǎo)致顯著的性狀變化進而成種。物種是自然界中占有獨*生態(tài)位的生殖集群，在生殖上同其他集群相隔離。 第四，生物進化的原材料來自基因突變產(chǎn)生的新基因。雖然突變具有多害少利性，但自然選擇可以淘汰大多數(shù)不利變異，保留對生物生存和種群繁衍有利的變異。這種選擇導(dǎo)致種群的基因庫改變，但不意味著新種的形成。外在的地理隔離或者生態(tài)隔離將種群間基因庫的差異逐漸放大，經(jīng)歷從量變到質(zhì)變并達到阻斷基因交流的程度后，導(dǎo)致新種形成。 第五，進化是漸進的，物種的不連續(xù)性可以用進化過程中的地理隔離和物種滅絕事件來解釋。物種間性狀的連續(xù)性可以用從微觀進化推演到宏觀進化來解釋，但漸進主義并不等于進化的速率始終不變。 “進化綜合論”整合了生物學(xué)的多個層面，在達爾文自然選擇學(xué)說的基礎(chǔ)上給出了一個相對全面的進化詮釋，但依然存在一些未能清楚解釋的方面，如遺傳變異的本質(zhì)和原因。此外，選擇作用對類群和物種的適用范圍也不甚明確。20世紀(jì)60年代末，木村資生等提出分子進化中性學(xué)說，也稱中性突變進化學(xué)說。此學(xué)說認(rèn)為生物的進化在于廣泛的中性突變和突變的漂移固定，其從與達爾文“自然選擇學(xué)說”不同的角度提出了進化的分子機制，**次將進化研究的焦點從有害或有利突變轉(zhuǎn)移到中性突變。 隨著實驗技術(shù)和分析手段的進步，從“生物是怎么來的”這樣一個問題中誕生的進化生物學(xué)，自身也已經(jīng)從單純研究生物表型進化為囊括分子、細胞、遺傳、生物地理和生態(tài)等各方面知識的相對成熟的學(xué)科。新學(xué)說的不斷涌現(xiàn)更是為進化生物學(xué)注入了新鮮血液， DNA甲基化、組蛋白修飾、染色體重塑和非編碼 RNA調(diào)控等表觀遺傳為研究進化的本質(zhì)提供了另一個視角，我們不得不再一次考慮“獲得性遺傳”的可能，即表型可塑性與基因突變是否對于進化都起到推動的作用？近年來系統(tǒng)生物學(xué)漸漸興起，一部分進化學(xué)家希望借助系統(tǒng)生物學(xué)建模和基因組定量數(shù)據(jù)研究的方法來拓展進化綜合論，以實現(xiàn)對特定發(fā)展現(xiàn)象的多層次解釋。雖然我們現(xiàn)在尚不能清晰地講出生命起源的來龍去脈，但生命科學(xué)有著前赴后繼的研究者，每一次思想的碰撞都有可能燃起真理的火花，橫亙在目前學(xué)說中難以解釋的問題總有一天會被源源不斷的后來者所攻克。 第三節(jié) 進化生物學(xué)的主要研究證據(jù)和研究方法 化石（fossil）是進化生物學(xué)的主要研究證據(jù)和研究方法；辉~來源于拉丁文“fossilis”，意為通過挖掘而獲得之物（obtained by digging），指過去地質(zhì)時代保存下來的任何遺留物、印跡或痕跡（Prothero，2013）。除了*常見的骨頭外，貝殼、外骨骼、毛發(fā)、 DNA殘留物甚至動物或微生物的石頭印記都可以形成化石，更特殊的化石是保存在琥珀中的物體，這種罕見的實體化石對于研究有著重要意義。 一、化石的形成 化石的主要形成機制有礦化作用、置換作用和碳化作用。礦化作用（permineralization）又稱礦物質(zhì)填充作用，是指某些無脊椎動物貝殼或脊椎動物骸骨中的有機物分解消失后留下的中空部分，在漫長的地下歲月中，被溶解在地下水中的礦物質(zhì)（主要是碳酸鈣）填充并再結(jié)晶形成堅硬實體的過程。置換作用（replacement）中，生物體的組成成分不斷溶解，并由外來礦物質(zhì)不斷補充替代，即生物體發(fā)生了分子級別的替換。在這個過程中如果溶解和交替速度相等，而且以分子相進行交換，就可以保存原來的精細結(jié)構(gòu)，如硅化木中原來木質(zhì)纖維中的碳質(zhì)被硅質(zhì)所置換，其年輪和細胞輪廓依然清晰可見。碳化作用（carbonization）是指在一定溫度和壓力條件下，有機物經(jīng)過分解和蒸餾作用，氫、氧、氮元素揮發(fā)逃逸，碳元素存留形成較為穩(wěn)定的碳質(zhì)薄膜。具有角質(zhì)層、纖維質(zhì)和幾丁質(zhì)薄膜的生物，如植物、筆石及昆蟲等更易經(jīng)過碳化作用保存為化石，而動物的內(nèi)臟和肌肉等容易被氧化和腐蝕的軟體則很難通過碳化作用遺留下來。 二、化石的分類 地層中的化石按其保存特點可分為實體化石、模鑄化石、遺跡化石和化學(xué)化石幾大類。 此外，還有定義和識別地質(zhì)時期或動物階段的標(biāo)志化石（index fossil）、形成條件不佳依然保留有機物因而可用于生物分子提取和測序的亞化石（subfossil）等其他分類。 1）實體化石（body fossil）是由古生物遺體本身的全部或部分，特別是硬體部分保存下來而形成的化石。例如，西伯利亞凍土中發(fā)現(xiàn)的第四紀(jì)猛犸象、波蘭發(fā)現(xiàn)的落入瀝青湖的披毛犀及琥珀。 2）模鑄化石（mold and cast fossil）是古生物遺體留在巖層或圍巖中的印痕和復(fù)鑄物，包括印痕化石和印；。印痕主要是因生物遺體陷落于細碎屑沉積物或化學(xué)沉積物后被分解而產(chǎn)生。印模包括外模和內(nèi)模：外模是古生物遺體堅硬部分的外表面印在圍巖上的印痕，能夠反映原來生物外表的形態(tài)及構(gòu)造特征；內(nèi)模是殼體的內(nèi)表面輪廓構(gòu)造留下的印痕，能夠反映該生物硬體的內(nèi)部形態(tài)及構(gòu)造特征。 3）遺跡化石（trace fossil）是指保留在巖層中的古生物生活時的活動痕跡及其遺物；顒雍圹E如脊椎動物的足跡、蠕形動物的爬跡和某些動物的覓食痕跡。遺物化石主要有動物的排泄物（糞化石）或卵（
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