普通生态学09.pptx

第一节第一节 能量分配与权衡能量分配与权衡生物不能使其生活史每一组分的能量都达生物不能使其生活史每一组分的能量都达到最大，必须在不同生活史组分间进行到最大，必须在不同生活史组分间进行权衡。如权衡。如生长和繁殖能量输出的权衡生长和繁殖能量输出的权衡。生长率与繁殖力之间呈明显负相关。这生长率与繁殖力之间呈明显负相关。这种生殖代价存在于众多生物中（图）。种生殖代价存在于众多生物中（图）。生物的繁殖能量分配方式：资源或许分配生物的繁殖能量分配方式：资源或许分配给一次大批繁殖给一次大批繁殖单次生殖，或更均单次生殖，或更均匀地随时间分开分配匀地随时间分开分配多次生殖。多次生殖。第二节第二节 体型效应体型效应 体型大小是生物体最明显的表面性状，是体型大小是生物体最明显的表面性状，是生物的遗传特征，它强烈影响到生物的生生物的遗传特征，它强烈影响到生物的生活史对策。活史对策。体型大小与寿命通常有很强的体型大小与寿命通常有很强的正相关关系，与内禀增长率有很强的负相正相关关系，与内禀增长率有很强的负相关关系（图）。关关系（图）。Southwood（1976）认为，生物体型变小，）认为，生物体型变小，单位重量的代谢率升高，能耗大，所以寿单位重量的代谢率升高，能耗大，所以寿命缩短。寿命缩短导致生殖期缩短，因而命缩短。寿命缩短导致生殖期缩短，因而靠提高内禀增长率来补偿。靠提高内禀增长率来补偿。第三节第三节 生殖对策生殖对策一一 r-选择和选择和K-选择选择生物繁殖面临两种对立的选择对策：高生育生物繁殖面临两种对立的选择对策：高生育力但无亲代抚育，低生育力但有亲代抚育。力但无亲代抚育，低生育力但有亲代抚育。前者属于前者属于r-选择，后者属于选择，后者属于K-选择。选择。r-选择种类是在不稳定环境中进化的，因而选择种类是在不稳定环境中进化的，因而使种群增长率使种群增长率r最大。特点：快速发育，小最大。特点：快速发育，小型成体，数量多而个体小的后代，高的繁型成体，数量多而个体小的后代，高的繁殖能量分配和短的世代周期。殖能量分配和短的世代周期。一年生植物一年生植物和昆虫。和昆虫。K-选择种类是在接近环境容纳量选择种类是在接近环境容纳量K的稳定的稳定环境中进化的，因而使个体适应力最大。环境中进化的，因而使个体适应力最大。特点：慢速发育，大型成体，数量少但特点：慢速发育，大型成体，数量少但体型大的后代，低繁殖能量分配和长的体型大的后代，低繁殖能量分配和长的世代周期。世代周期。森林树木和大型哺乳动物。森林树木和大型哺乳动物。r-对策和对策和K-对策各有其优缺点：对策各有其优缺点：K-对策种群竞争性强，数量稳定在对策种群竞争性强，数量稳定在K附近，附近，大量死亡或导致生境退化的可能性较小。大量死亡或导致生境退化的可能性较小。但一旦受危害造成种群但一旦受危害造成种群 数量下降，由于数量下降，由于其低其低r值，种群恢复会比较困难。值，种群恢复会比较困难。大熊猫大熊猫r-对策者死亡率甚高，但高对策者死亡率甚高，但高r值使其种群能值使其种群能迅速恢复，而且高扩散能力还可使其迅速迅速恢复，而且高扩散能力还可使其迅速离开恶化生境，在其他地方建立新的种群。离开恶化生境，在其他地方建立新的种群。r-对策者的高死亡率、高运动性和连续地对策者的高死亡率、高运动性和连续地面临新局面，有利于形成新物种。面临新局面，有利于形成新物种。r-选择和选择和K-选择相关特性的比较选择相关特性的比较两两种种繁繁殖殖策策略略者者繁繁衍衍数数量量的的波波动动性性与与稳稳定定性性 二二 生殖价和生殖效率生殖价和生殖效率x龄个体的龄个体的生殖价生殖价Vx是该个体马上要生产的是该个体马上要生产的后代数量（当前繁殖输出）加上预期要后代数量（当前繁殖输出）加上预期要生产的后代数量（未来繁殖输出）。生产的后代数量（未来繁殖输出）。如果未来生命期望低，分配给当前繁殖的如果未来生命期望低，分配给当前繁殖的能量应该高，如果剩下的寿命很长，分能量应该高，如果剩下的寿命很长，分配给当前繁殖的能量应该较低。（图）配给当前繁殖的能量应该较低。（图）生物通过提高后代的质量与投入能量的比生物通过提高后代的质量与投入能量的比值来达到提高生殖效率的目的。值来达到提高生殖效率的目的。蚊母草蚊母草 第四节第四节 生境分类生境分类Grime的的CSR三角形是对植物生活史的三三角形是对植物生活史的三途径划分。这种划分有两个轴，一轴代途径划分。这种划分有两个轴，一轴代表生境干扰（不稳定性），另一轴代表表生境干扰（不稳定性），另一轴代表生境对植物的平均严峻度。生境对植物的平均严峻度。植物的潜在生境有三种类型：植物的潜在生境有三种类型：低严峻度，低严峻度，低干扰；低干扰；低严峻度，高干扰；低严峻度，高干扰；高严高严峻度，低干扰。（图）峻度，低干扰。（图）生物在高严峻度和高干扰生境不能生活。生物在高严峻度和高干扰生境不能生活。三种生境每一种都支持特定的生活史对策：三种生境每一种都支持特定的生活史对策：低严峻度、低干扰生境支持成体间竞争能低严峻度、低干扰生境支持成体间竞争能力最大化的生活史对策（力最大化的生活史对策（C-选择）；选择）；低严峻度、高干扰生境支持高繁殖率，这低严峻度、高干扰生境支持高繁殖率，这是杂草特有的杂草对策（是杂草特有的杂草对策（R选择）；选择）；高严峻度、低干扰生境，如沙漠，支持了高严峻度、低干扰生境，如沙漠，支持了胁迫胁迫忍耐对策（忍耐对策（S-选择）。选择）。第五节第五节 滞育和休眠滞育和休眠如果当前环境苛刻而未来环境预期会更好，如果当前环境苛刻而未来环境预期会更好，生物可能进入发育暂时延缓的生物可能进入发育暂时延缓的休眠休眠状态。状态。通常植物种子休眠仅发生一次。温带和通常植物种子休眠仅发生一次。温带和极地哺乳动物常有极地哺乳动物常有冬眠冬眠现象。一些种类现象。一些种类的鸟和哺乳动物在夏季休眠度过沙漠长的鸟和哺乳动物在夏季休眠度过沙漠长期的高温，这种休眠叫做期的高温，这种休眠叫做夏眠夏眠。昆虫的。昆虫的定期休眠称做定期休眠称做滞育滞育。土壤内的缓步类动。土壤内的缓步类动物在环境干旱时发生一种叫做物在环境干旱时发生一种叫做潜生现象潜生现象的休眠，可以在这种状态下存活许多年。的休眠，可以在这种状态下存活许多年。缓步动物门是动物界的一个门，是俗称缓步动物门是动物界的一个门，是俗称水熊虫（水熊虫（Water Bear）的一类小型动物）的一类小型动物.第六节第六节 迁移迁移生物也可通过生物也可通过迁移迁移到另一地点来躲避当地到另一地点来躲避当地恶劣的环境，使生物在空间上移到更适恶劣的环境，使生物在空间上移到更适宜的地点。宜的地点。迁徙迁徙是方向性运动，如家燕从欧洲到非洲是方向性运动，如家燕从欧洲到非洲的秋季飞行。的秋季飞行。扩散扩散是离开出生或繁殖地的非方向性运动。是离开出生或繁殖地的非方向性运动。可认为扩散是生物进化来的一种用来躲可认为扩散是生物进化来的一种用来躲避种内竞争以及避免近亲繁殖的方法。避种内竞争以及避免近亲繁殖的方法。迁移（定向性）可在各种时间尺度上发生，迁移（定向性）可在各种时间尺度上发生，从日和潮汐周期的往返旅行到年周期或从日和潮汐周期的往返旅行到年周期或更长周期的都有。更长周期的都有迁移（定向性）可依据个体是否做迁移（定向性）可依据个体是否做反复反复的往返旅行、的往返旅行、单次往返旅行或单次往返旅行或单程单程旅行而分成旅行而分成3种（表）。种（表）。反复的往返旅行是最普通的迁移形式，作反复的往返旅行是最普通的迁移形式，作为许多种类日或季节行为模式的一部分为许多种类日或季节行为模式的一部分而发生。而发生。第七节第七节 复杂的生活周期复杂的生活周期许多种生物具有复杂的生活周期。许多种生物具有复杂的生活周期。个体生活史中的形态学变化叫做个体生活史中的形态学变化叫做变态变态，如，如大部分昆虫和无尾两栖类。大部分昆虫和无尾两栖类。不同世代间如有性繁殖世代与无性世代的不同世代间如有性繁殖世代与无性世代的变化叫作变化叫作世代交替世代交替，在蕨类植物和苔藓，在蕨类植物和苔藓类植物最明显，这种世代间变化包括染类植物最明显，这种世代间变化包括染色体组成从单倍体到二倍体的变化。色体组成从单倍体到二倍体的变化。复杂的生活周期能够使生境利用最优化。复杂的生活周期能够使生境利用最优化。第八节第八节 衰老衰老衰老生物体变老后身体恶化，结果繁殖力、衰老生物体变老后身体恶化，结果繁殖力、精力和存活力降低。为什么衰老后身体精力和存活力降低。为什么衰老后身体会恶化呢？机械水平上，由于化学毒物，会恶化呢？机械水平上，由于化学毒物，如高反应性自由基和自然辐射的影响，如高反应性自由基和自然辐射的影响，使细胞器崩溃，从而引起衰老。使细胞器崩溃，从而引起衰老。但衰老的发生随生物种类不同变化很大，但衰老的发生随生物种类不同变化很大，表明进化影响可能决定衰老。有两种竞表明进化影响可能决定衰老。有两种竞争性的衰老进化模型：争性的衰老进化模型：突变积累和突变积累和拮抗性多效。拮抗性多效。突变积累模型所描述的是：任何突变基因突变积累模型所描述的是：任何突变基因的选择压力都随年龄增加而下降，早期的选择压力都随年龄增加而下降，早期表达的表达的“坏基因坏基因”会显著降低个体的存会显著降低个体的存活或繁殖输出，种群会通过选择有效地活或繁殖输出，种群会通过选择有效地去除早期表达的去除早期表达的“坏基因坏基因”。但晚期表。但晚期表达的有害基因可能会在种群中更持久地达的有害基因可能会在种群中更持久地保持。保持。拮抗性多效模型描述的是那些对早期繁殖拮抗性多效模型描述的是那些对早期繁殖有利，却对生命晚期有恶劣影响的基因。有利，却对生命晚期有恶劣影响的基因。如马鹿的一个与提早繁殖和高繁殖力相如马鹿的一个与提早繁殖和高繁殖力相关的基因就与低存活力相关。关的基因就与低存活力相关。