AP 生物/進化
KEY WORDS
evolution reproductive barrier
vestigial post-zygotic reproductive barrier
reproductive isolation pre-zygotic reproductive barrier
mechanical isolation temporal isolation
behavioral isolation gametic isolation
geographic isolation habitat isolation
speciation allopatric speciation
sympatric speciation reduced hybrid viability
reduced hybrid fertility natural selection
selective breeding selective force (pressure)
sexual selection directional selection
stabilizing selection disruptive selection
subspecies species
mutation Hardy-Weinberg Equilibrium
allele frequency extinction
coevolution convergent evolution
genetic drift bottleneck effect
founder effect adaptive radiation
Bergman's Rule Trends in Evolution
在生物學中，進化可以定義為“帶有修飾的後裔”。這意味著進化不能在個體層面上發生。相反，進化是基因庫隨著時間的推移而發生的變化。
所有生物（細菌、動物、植物等）都是為了繁殖而設計的。這是因為它們的所有祖先都成功地繁殖了。那些無法繁殖的物種將會滅絕，或者滅絕。
地球上所有生物都彼此相關，並且擁有大約 40 億年前的共同祖先。
進化機制
a) 自然選擇 - 自然選擇是進化的一種機制，當自然環境選擇或反對特定性狀時就會發生。這種選擇壓力（或選擇力量）會導致某些等位基因在種群中變得更加普遍。
當生物周圍的環境發生變化時，自然選擇就會發生。最適合新環境的個體生存並繁殖（更頻繁），並將它們的特徵遺傳給下一代。那些不太適合新環境的個體死去或無法繁殖（或者它們繁殖的頻率較低）；這些“不良”特徵會被從種群中淘汰。它們的等位基因頻率降低。
適應是指由於自然選擇而產生的特徵，它使生物體能夠更好地在新環境中生存、生存和繁殖。（先適應是指生物體進化出的特徵，該特徵在無意中變得有用，可以做其他事情。）
物種形成
a) 物種形成（新物種的產生）通常發生在當一小群個體在地理上與主要種群隔離併發生近親繁殖時。
示例:
幾隻雀鳥（一種鳥類）被風暴從南美洲海岸吹到加拉帕戈斯群島。它們以前的食物，種子和堅果，不再對它們可用，但有大量昆蟲。這些鳥類的喙適應了新的環境，變得更能捕捉昆蟲（可能是長而/或細長的喙）。這種新的長而細長的喙雀鳥將是一個不同的物種。
b) 更詳細一點
如果兩個給定物種的種群被分離足夠長的時間（通常這意味著數百萬年），這兩個獨立的基因庫將逐漸積累它們彼此之間沒有的突變，因為這兩個種群不會彼此雜交。突變不僅改變 DNA（基因）中氮鹼基的順序，而且還改變那些基因編碼的多肽中的氨基酸順序，進而改變那些多肽所包含的蛋白質的形狀。蛋白質必須形狀正確才能正常工作，因為所有蛋白質都會抓住某些東西。
如果生物體的蛋白質形狀不正確，並且在應該抓住特定分子時無法抓住它們，那麼胚胎細胞內將出現各種結構和化學問題，它可能會死亡。如果這兩個種群在生殖上隔離足夠長的時間，它們將進化成不同的物種，因為它們的蛋白質不再彼此相容。這一系列事件被稱為物種形成。
透過連續幾代繁殖而傳播到每個基因庫中的突變通常不是隨機的；自然選擇有利於那些更好地使個體生物繁殖並留下更多後代的突變；這些突變在幾代人的時間內迅速傳播到基因庫中。由於分離的種群通常暴露於不同的環境條件（棲息地），因此它們也暴露於不同的選擇壓力，而自然選擇將以不同的方式作用於每個種群。這會促進遺傳分化和物種形成。
c) 異域物種形成 - 發生在種群在地理上被分割時。
d) 同域物種形成 - 發生在親本物種和新物種所佔據的地理範圍內。這通常發生在動物身上，因為發生了生態位遷移：一個物種中的一些成員開始利用新的棲息地或資源，或者在一天中的不同時間活躍（即，成為夜行性而不是晝行性）。
示例:
在上面列出的加拉帕戈斯雀鳥的前 100 代過去之後，接下來的 100 代見證了眾多不同的加拉帕戈斯雀鳥物種的輻射和多樣化：一些雀鳥進化出了吃仙人掌的喙，一些進化出了用以抓住仙人掌刺的喙，它們用它像啄木鳥一樣鑿開樹皮尋找螞蟻，另一些進化出了吃水果的喙，另一些進化出了吃昆蟲的喙，還有一些進化出了吃種子和堅果的喙。
e) 一個物種可以分為兩個或多個亞種。這些種群正在成為兩個不同的物種。但是，目前，這兩個種群的成員仍然可以一起產生可育的後代 - 儘管由於某種生殖障礙，它們通常不會彼此交配。兩個不同的亞種在體型上通常看起來相似，但它們的大小和顏色通常不同。兩個亞種傾向於生活在兩個不同的地理範圍內，這些範圍可能重疊，也可能不重疊。
生殖隔離
生殖障礙的兩個類別
合子前障礙
a) 行為隔離 - 兩個亞種不再彼此有性吸引，因此幾乎不再彼此交配。
b) 機械隔離 - 兩個亞種的生殖器形狀發生了足夠的變化，以至於它們不再物理地適合在一起。
c) 棲息地隔離 - 例如，這發生在當鳥類的一個亞種開始在地面上覓食，而另一個亞種繼續在樹梢覓食時。
d) 配子隔離 - 兩個亞種的精子和卵子不再能融合在一起，因為它們的表面蛋白形狀發生了足夠的變化，以至於它們不再能結合在一起；精子細胞不能“抓住”卵子細胞。
e) 時間隔離 - 一個亞種在白天更活躍，另一個在晚上更活躍；由於它們在一天中的同一時間不活躍，因此它們從未交配（當兩個交配伴侶中有一個睡著時，很難交配）。
f) 地理隔離 - 兩個亞種不住在同一個地理區域；它們從未相遇，因此從未交配。
合子後障礙
a) 雜種變異性降低 - 雜種具有有害的物理特徵，使它們更容易受到捕食者、寄生蟲或疾病的影響，或使它們在尋找食物或住所方面能力下降。
b) 雜種生育力降低 - 兩個物種/亞種之間的雜種不育或對任何物種/亞種的成員完全沒有性吸引力。
示例:
青蛙叫聲以錯誤的音調唱；鳥類歌聲唱錯；鳥類羽毛顏色或圖案錯誤
a) 協同進化是指一個物種的進化會影響另一個物種的進化。
示例:
獅子變得更快，所以瞪羚也變得更快。
b) 趨同進化是指當兩個相似（但獨立）的環境在兩個無關的物種中選擇相似的特徵時發生的進化。
示例:
屬於不同植物物種的仙人掌物種
性選擇
a) 當雄性不需要幫助撫養孩子時，該物種的雄性是多配偶的。例如：狗、大多數昆蟲等。
b) 當雄性需要幫助撫養孩子時，該物種的雄性是一夫一妻制的。例如：人類、海馬、鳴禽等。
性選擇 - 一個物種的雄性和雌性會獨立於彼此進化。選擇力量有利於兩性的個體，它們留下最多的後代。通常，這意味著兩性將有不同的繁殖策略。
穩定選擇
在這種型別的自然選擇中，具有極端或異常特徵的個體被選擇。例如，在人類中，極高或極矮的身高等位基因被選擇反對。
定向選擇
在這種型別的自然選擇中，範圍一端的個體被選擇。例如，深色蛾被選擇支援，因為它們更容易偽裝，存活時間更長，並留下更多後代。
顛覆選擇
在這種型別的自然選擇中，極端或異常特徵被選擇。共同特徵被選擇。反對。
選擇性育種（人工選擇）
這不是一種自然選擇，因為它是由人類完成的。在這種型別的選擇中，人類選擇植物和動物中最理想的性狀，或反對這些性狀。例如，他們可能會繁殖攻擊性最小的狗，以在下一代中產生更少的攻擊性狗。