进化、生态与行为原理
这门课学什么
这门课以进化论为主线入门生物学。内容包括自然选择、遗传漂变、物种形成、生活史进化、有性生殖、种群与群落生态,以及合作与配偶系统这类行为生态问题。课程附加拉帕戈斯群岛影像网站和 2 次期中考试。
内容摘要
这门课是耶鲁生物学入门的三合一课程:进化、生态、行为。Stearns 把进化放在中心,生态和行为都当作进化逻辑的应用来讲。全课 36 讲,每讲约 50 分钟,以 2 次期中考试为界分成 2 大段。
第 1 段(第 1–21 讲)讲进化。课程先讲遗传传递、自然选择、遗传漂变和群体遗传学,说明基因频率怎样变化、变异怎样产生和维持。接着讲发育和反应规范,再讲性的进化、基因组冲突、生活史、性别分配和性选择。之后转向宏观进化:物种形成、系统发育树、比较方法、生命史上的关键转变、地质事件和化石记录。这一段以协同进化和进化医学收尾。
第 2 段(第 22–36 讲)先用 2 讲讨论进化思想对社会科学的影响和科学方法的逻辑,再进入生态学:气候与生物群系、生物对物理环境的适应、种群增长、种间竞争、群落、岛屿生物地理学、生态系统的能量与物质循环、生物多样性。最后 5 讲是行为生态学:觅食决策、进化博弈论、交配制度与亲代抚育、替代繁殖策略、利他行为。
原课考核由 2 次期中考试和 1 篇论文组成,各占一半。讨论课是写作强化课,学生要读原始文献,最后写一篇 15–20 页的综述或研究计划。课程配有加拉帕戈斯群岛的影像网站,鼓励学生自己提出研究问题。学完后,学生能用进化逻辑解释生物性状和行为,也能读懂生态学和进化生物学的入门文献。
Stearns 讲课条理清楚,每讲开头列出要点,结尾做小结。例子覆盖细菌、植物、鱼类到人类,很少用数学推导。课程对没有生物背景的学生也友好。
为什么值得学
讲师斯特恩斯是生活史进化研究的代表学者。课程用同一套进化逻辑串起基因、个体、生态系统和行为。
课程信息
- 学校
- 耶鲁(Yale)
- 课程号
- EEB 122
- 讲师
- 斯蒂芬·斯特恩斯(Stephen C. Stearns)
- 学期
- Spring 2009
- 平台
- Open Yale Courses
- 费用
- 免费
- 难度
- 入门
- 学时
- 36 讲 × 约 50 分钟
- 先修
- 无
- 材料
- 视频、讲义、考试
- 许可证
- CC BY-NC-SA 3.0
课程大纲 · 共 20 节
大纲依据:Spring 2009 Open Yale Courses 讲次列表(36 讲按主题合并为 20 条)(查看原始页面 ↗)
- 1进化的本质:选择、遗传与历史The Nature of Evolution: Selection, Inheritance, and History
概述微观进化和宏观进化。说明自然选择需要的条件,以及漂变和生命史的作用。
- 2遗传传递基础Basic Transmission Genetics
讲 DNA 结构、复制、孟德尔定律和突变,为后面的进化机制打底。
- 3–4适应性进化与中性进化Adaptive Evolution: Natural Selection; Neutral Evolution: Genetic Drift
比较自然选择的强度和类型,以及不受选择的中性突变。介绍漂变和分子钟。
- 5–6选择怎样改变种群遗传组成;遗传变异的来源与维持How Selection Changes the Genetic Composition of Population; The Origin and Maintenance of Genetic Variation
比较不同遗传系统下基因频率的变化速度。讲突变率、重组和变异的维持机制。
- 7–8发育在进化中的作用;反应规范The Importance of Development in Evolution; The Expression of Variation: Reaction Norms
讲发育怎样把基因型映射成表型,以及调控基因的保守性。用反应规范描述同一基因型在不同环境下的表现。
- 9–10性的进化;基因组冲突The Evolution of Sex; Genomic Conflict
比较有性生殖的代价和好处,例如对抗病原体。讲基因组内部各单元利益不一致时产生的冲突。
- 11–12生活史进化;性别分配Life History Evolution; Sex Allocation
讲成熟年龄、后代数量和寿命之间的权衡。分析性比和顺序雌雄同体。
- 13性选择Sexual Selection
区分同性竞争和异性选择。讲诚实而昂贵的信号和性二态。
- 14物种与物种形成Species and Speciation
比较不同的物种定义。讲地理隔离和生态分化怎样造成物种形成。
- 15–16系统发育与分类;比较方法Phylogeny and Systematics; Comparative Methods: Trees, Maps, and Traits
讲怎样按共同祖先构建生命之树。用人类迁徙的遗传痕迹说明系统发育和地理的结合。
- 17–19进化关键事件、地质大事件与化石记录Key Events in Evolution; Major Events in the Geological Theatre; The Fossil Record and Life's History
讲从非生命到真核细胞的关键转变、大气氧化和大灭绝。用化石记录讲寒武纪辐射和生物登陆。
- 20–21协同进化;进化医学Coevolution; Evolutionary Medicine
讲共生、寄生和拟态中的协同进化。用进化思路分析自身免疫病和病原体毒力。
- 22–23进化思想对社会科学的影响;科学的逻辑The Impact of Evolutionary Thought on the Social Sciences; The Logic of Science
讨论人类是否正处在从个体到群体的进化转变中。介绍可证伪性和科学革命的思想。
- 24–25气候与生物分布;生物与物理环境的相互作用Climate and the Distribution of Life on Earth; Interactions with the Physical Environment
讲气候怎样决定生物群系分布。讲动植物调节体温和水分的适应。
- 26–27种群增长;种间竞争Population Growth: Density Effects; Interspecific Competition
用数学模型讲种群增长和密度制约。用实验证据讲物种之间的竞争。
- 28–29生态群落;岛屿生物地理学与入侵物种Ecological Communities; Island Biogeography and Invasive Species
讲营养级联和群落组装。比较岛屿生物地理学和集合种群理论。
- 30–31生态系统的能量与物质;生物多样性Energy and Matter in Ecosystems; Why So Many Species? The Factors Affecting Biodiversity
讲能量流动和生物地球化学循环。从生态、经济、进化和个人 4 个角度讨论生物多样性的价值。
- 32–33觅食的经济决策;进化博弈论Economic Decisions for the Foraging Individual; Evolutionary Game Theory: Fighting and Contests
用边际值定理分析觅食。用鹰鸽博弈和囚徒困境分析动物争斗。
- 34–35交配制度与亲代抚育;替代繁殖策略Mating Systems and Parental Care; Alternative Breeding Strategies
讲交配制度和亲代投资的关系。用牛蛙、榕小蜂和隆头鱼的例子讲频率依赖的繁殖策略。
- 36自私与利他Selfishness and Altruism
讲亲缘选择、生态约束、惩罚和互惠利他,解释利他行为怎样进化出来。