化学生态学.pptx

化学生态学演讲人：任苏瑜制作人：宋云龙材料收集：孙硕 石君2014-6-9六组六组目录现状常用技术应用意义应用与意义简介12概念研究领域历史与发展简介概念化学生态学属于生态学和化学的交叉学科，是研究生物间的化学联系及其机制，是当前生态学领域最活跃的分支学科之一。化学生态学自20世纪50年代末诞生以来，以它对农药污染、病虫害抗药性和其他生态环境问题的反思，以它对生物间相互关系的根本原因的探讨，以它对病虫治理、生物多样性保护和生物资源合理利用（如生物农药开发）的指导作用的研究，为神经生物学和进化论等提供了研究模式和理论依据，这对基础科学的意义是无法估量的。研究领域进化论生态学行为学毒理学分析化学细胞生物学生物化学分子生物学.历史与发展2）社会需要和技术成熟催生了这门学科 20世纪五十年代末，气相色谱和液相色谱的出现，才有可能极其微量的化学信号物质做精确的分析。同时生态学家认识到化学物质，尤其生物碱、类黄酮、类萜等次生物质在生物间相互关系中的作用。除了糖类、脂肪、核酸和蛋白质等基本有机物之外，植物体中还有许多其他有机物，如萜类、酚类和生物碱等，它们是由糖类、脂肪和氨基酸等有机物代谢衍生出来的物质，称为次生植物物质。为了缓解人类与自然界的矛盾，解决环境问题，应当对生物间的化学联系及其规律进行研究，如面临林地地力衰退、生产力下降、生物多样性下降、群落结构简单化、地下水位下降等生态问题1，,化学生态学产生的社会和技术背景 20世纪40年代，随着DDT等农药的广泛应用，人们已认识到农业上施用大量化学药剂所带来的严重副作用。DDT又叫滴滴涕，二二三，化学名为双对氯苯基三氯乙烷，白色晶体，不溶于水，溶于煤油，可制成乳剂，是有效的杀虫剂。20世纪上半叶防止农业病虫害，减轻疟疾伤寒等蚊蝇传播的疾病危害起到了不小的作用。但在上个世纪60年代科学家们发现滴滴涕在环境中非常难降解，并可在动物脂肪内蓄积，甚至在南极企鹅的血液中也检测出滴滴涕，鸟类体内含滴滴涕会导致产软壳蛋而不能孵化，尤其是处于食物链顶极的食肉鸟如美国国鸟白头海雕（白头鹰）几乎因此而灭绝。从70年代后滴滴涕逐渐被世界各国明令禁止生产和使用。DDT应用与意义国外国内经过40多年的发展，化学生态学已经成为生态学中非常重要的领域，并逐步凸显出了其学科框架、理论体系和实际意义。在国际上，化学生态学的一些研究成果如昆虫性信息素已经进入开发应用阶段。我国的化学生态学发展历史较短，起步较晚，研究水平较低。但目前，政府部门已经认识到化学生态学的重要性，国家自然基金委明确支持化学生态学的研究，中国生态学会专门成立了化学生态学委员会，在一些大专院校和科研部门也纷纷开展了化学生态学的研究，也培养了一大批高层次人才。现状电生理学方法生物测定法化学分析法常用技术风洞嗅觉仪液碟法触角电位仪气相色谱触角电位连用仪气相色谱GC-MSHPLC应用昆虫信息素昆虫信息素是由昆虫特殊腺体分泌的极微量的化学物质，是昆虫种内只有同种个体或同种异性个体才能破译的信号物质，是昆虫内部联系的主要手段。a：柑橘长卷蛾信息素 b：向日葵同斑蛾信息素c：棉铃虫信息素 d：灰色蛾属信息素e和f：鳞翅目雄虫的信息素应用以蚂蚁为例：蚂蚁们总是一边行进，一边从身体内释放外激素，同时用触角嗅着外激素气味进行活动。同个巢穴里的蚂蚁，都有着与其它巢穴蚂蚁不一样的外激素那样的气味物质。同一种类的蚂蚁在路上相遇时，要区别对方是不是自己巢穴里的同伴，就是靠这种气味物质。应用蚂蚁在行进的过程中，会分泌一种信息素，这种信息素会引导后面的蚂蚁走相同的路线。如果我们用手划过蚂蚁的行进队伍，干扰了蚂蚁的信息素，蚂蚁就会失去方向感，到处乱爬。当蚂蚁找到食物时，会在食物上撒布信息素，别的蚂蚁就会本能地把有信息素的东西拖回洞里去。当蚂蚁死掉后，它身上的信息素依然存在，当有别的蚂蚁路过时，会被信息素吸引，但是死蚂蚁不会像活的蚂蚁那样跟对方交流信息（互相触碰触角），于是它带有信息素的尸体就会被同伴当成食物搬运回去。通常情况下，那样的尸体不会被当成食物吃掉，因为除了信息素以外，每一窝的蚂蚁都有自己特定的识别气味，有相同气味的东西不会受到攻击，这就是同窝的蚂蚁可以很好协作的基础。应用植物的他感作用一种植物产生的化学物质，释放到环境中，对另一种植物产生直接或间接的有害或有利的影响，这种现象称之为“植物的他感作用”。如胡桃树之所以可以毒害其树冠下的植物，是由于胡桃醌的缘故。应用桃树会分泌出一种化学物质羟基胡桃苷，并附着在胡桃树的叶子上，这种物质不稳定，可水解和氧化成胡桃醌。胡桃醌对禾本科植物、西红柿、苹果树等植物有毒性，也可抑制真菌和细菌的生长。但对产生这种化合物的植物则没有毒性。羟羟基基胡胡桃桃苷苷胡胡桃桃醌醌松树与台湾赤杨混生植物的他感作用也有利于一些植物之间的相互促进，共同生长。在自然界中，常可以发现，有些植物种植在一起时，彼此间相互促进，共同生长。如玫瑰和百合，菜豆和马铃薯，洋葱和胡萝卜，松树和赤杨等都能相得益彰。应用意义 2.应用方面的意义化学生态学是植物保护的新途径。如植物抗性化学机制的研究生物活性物质，将成为生物农药开发的目标。生物农药的应用将减少化学农药的使用，保护生态环境和保证自然资源的持续利用。1理论方面的意义化学生态学研究发现化学关系是生物间的联系的重要方式。化学生态学研究生物间的化学联系及其机制，强调生物之间竞争与协调的关系，影响整个生态系统的功能，为保护生物多样性提供了理论依据。生物对信息化学物质的感受机制、次生物质、植物化感作用、植物矿质养分等研究，为农林、医牧、病虫害防治提供理论依据。谢谢观看2014-6-9六组