AP 生物/进化
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
在生物学中，进化可以定义为“带有修饰的后裔”。这意味着进化不能在个体层面上发生。相反，进化是基因库随着时间的推移而发生的变化。
所有生物（细菌、动物、植物等）都是为了繁殖而设计的。这是因为它们的所有祖先都成功地繁殖了。那些无法繁殖的物种将会灭绝，或者灭绝。
地球上所有生物都彼此相关，并且拥有大约 40 亿年前的共同祖先。
进化机制
a) 自然选择 - 自然选择是进化的一种机制，当自然环境选择或反对特定性状时就会发生。这种选择压力（或选择力量）会导致某些等位基因在种群中变得更加普遍。
当生物周围的环境发生变化时，自然选择就会发生。最适合新环境的个体生存并繁殖（更频繁），并将它们的特征遗传给下一代。那些不太适合新环境的个体死去或无法繁殖（或者它们繁殖的频率较低）；这些“不良”特征会被从种群中淘汰。它们的等位基因频率降低。
适应是指由于自然选择而产生的特征，它使生物体能够更好地在新环境中生存、生存和繁殖。（先适应是指生物体进化出的特征，该特征在无意中变得有用，可以做其他事情。）
物种形成
a) 物种形成（新物种的产生）通常发生在当一小群个体在地理上与主要种群隔离并发生近亲繁殖时。
示例:
几只雀鸟（一种鸟类）被风暴从南美洲海岸吹到加拉帕戈斯群岛。它们以前的食物，种子和坚果，不再对它们可用，但有大量昆虫。这些鸟类的喙适应了新的环境，变得更能捕捉昆虫（可能是长而/或细长的喙）。这种新的长而细长的喙雀鸟将是一个不同的物种。
b) 更详细一点
如果两个给定物种的种群被分离足够长的时间（通常这意味着数百万年），这两个独立的基因库将逐渐积累它们彼此之间没有的突变，因为这两个种群不会彼此杂交。突变不仅改变 DNA（基因）中氮碱基的顺序，而且还改变那些基因编码的多肽中的氨基酸顺序，进而改变那些多肽所包含的蛋白质的形状。蛋白质必须形状正确才能正常工作，因为所有蛋白质都会抓住某些东西。
如果生物体的蛋白质形状不正确，并且在应该抓住特定分子时无法抓住它们，那么胚胎细胞内将出现各种结构和化学问题，它可能会死亡。如果这两个种群在生殖上隔离足够长的时间，它们将进化成不同的物种，因为它们的蛋白质不再彼此兼容。这一系列事件被称为物种形成。
通过连续几代繁殖而传播到每个基因库中的突变通常不是随机的；自然选择有利于那些更好地使个体生物繁殖并留下更多后代的突变；这些突变在几代人的时间内迅速传播到基因库中。由于分离的种群通常暴露于不同的环境条件（栖息地），因此它们也暴露于不同的选择压力，而自然选择将以不同的方式作用于每个种群。这会促进遗传分化和物种形成。
c) 异域物种形成 - 发生在种群在地理上被分割时。
d) 同域物种形成 - 发生在亲本物种和新物种所占据的地理范围内。这通常发生在动物身上，因为发生了生态位迁移：一个物种中的一些成员开始利用新的栖息地或资源，或者在一天中的不同时间活跃（即，成为夜行性而不是昼行性）。
示例:
在上面列出的加拉帕戈斯雀鸟的前 100 代过去之后，接下来的 100 代见证了众多不同的加拉帕戈斯雀鸟物种的辐射和多样化：一些雀鸟进化出了吃仙人掌的喙，一些进化出了用以抓住仙人掌刺的喙，它们用它像啄木鸟一样凿开树皮寻找蚂蚁，另一些进化出了吃水果的喙，另一些进化出了吃昆虫的喙，还有一些进化出了吃种子和坚果的喙。
e) 一个物种可以分为两个或多个亚种。这些种群正在成为两个不同的物种。但是，目前，这两个种群的成员仍然可以一起产生可育的后代 - 尽管由于某种生殖障碍，它们通常不会彼此交配。两个不同的亚种在体型上通常看起来相似，但它们的大小和颜色通常不同。两个亚种倾向于生活在两个不同的地理范围内，这些范围可能重叠，也可能不重叠。
生殖隔离
生殖障碍的两个类别
合子前障碍
a) 行为隔离 - 两个亚种不再彼此有性吸引，因此几乎不再彼此交配。
b) 机械隔离 - 两个亚种的生殖器形状发生了足够的变化，以至于它们不再物理地适合在一起。
c) 栖息地隔离 - 例如，这发生在当鸟类的一个亚种开始在地面上觅食，而另一个亚种继续在树梢觅食时。
d) 配子隔离 - 两个亚种的精子和卵子不再能融合在一起，因为它们的表面蛋白形状发生了足够的变化，以至于它们不再能结合在一起；精子细胞不能“抓住”卵子细胞。
e) 时间隔离 - 一个亚种在白天更活跃，另一个在晚上更活跃；由于它们在一天中的同一时间不活跃，因此它们从未交配（当两个交配伴侣中有一个睡着时，很难交配）。
f) 地理隔离 - 两个亚种不住在同一个地理区域；它们从未相遇，因此从未交配。
合子后障碍
a) 杂种变异性降低 - 杂种具有有害的物理特征，使它们更容易受到捕食者、寄生虫或疾病的影响，或使它们在寻找食物或住所方面能力下降。
b) 杂种生育力降低 - 两个物种/亚种之间的杂种不育或对任何物种/亚种的成员完全没有性吸引力。
示例:
青蛙叫声以错误的音调唱；鸟类歌声唱错；鸟类羽毛颜色或图案错误
a) 协同进化是指一个物种的进化会影响另一个物种的进化。
示例:
狮子变得更快，所以瞪羚也变得更快。
b) 趋同进化是指当两个相似（但独立）的环境在两个无关的物种中选择相似的特征时发生的进化。
示例:
属于不同植物物种的仙人掌物种
性选择
a) 当雄性不需要帮助抚养孩子时，该物种的雄性是多配偶的。例如：狗、大多数昆虫等。
b) 当雄性需要帮助抚养孩子时，该物种的雄性是一夫一妻制的。例如：人类、海马、鸣禽等。
性选择 - 一个物种的雄性和雌性会独立于彼此进化。选择力量有利于两性的个体，它们留下最多的后代。通常，这意味着两性将有不同的繁殖策略。
稳定选择
在这种类型的自然选择中，具有极端或异常特征的个体被选择。例如，在人类中，极高或极矮的身高等位基因被选择反对。
定向选择
在这种类型的自然选择中，范围一端的个体被选择。例如，深色蛾被选择支持，因为它们更容易伪装，存活时间更长，并留下更多后代。
颠覆选择
在这种类型的自然选择中，极端或异常特征被选择。共同特征被选择。反对。
选择性育种（人工选择）
这不是一种自然选择，因为它是由人类完成的。在这种类型的选择中，人类选择植物和动物中最理想的性状，或反对这些性状。例如，他们可能会繁殖攻击性最小的狗，以在下一代中产生更少的攻击性狗。