5 生活史对策
生态学-5-生活史对策
2.能量分配与权衡
➢进化与原则:自然选择必然有利于形成这样的生活史 对策:其能量分配合理,各个生命过程协调最佳,并使 物种的繁殖和存活效益或适合度达到最大。 ➢适合度:适合度是衡量遗传物质在进化过程中传递能 力的尺度,适合度包括繁殖和存活能力。各种生活史对 策的价值,就决定于这一生活史对策对于生存和繁衍后 代所作的贡献的大小,即适合度的值。 ➢能量的限制导致必须进行能量的权衡 ➢能量分配
个体大小与世代周期的关系(正相关)
个体大小与内禀增长率(负相关)
3.生殖对策
3.1两种相反的生殖进化对策 Lack(1954)研究鸟类生殖进化时发现:鸟类生殖时有 保证其幼鸟存活率最大为目标的倾向。成鸟大小相似的 物种,如果产大卵,其生育力就低;如果产小卵,其生 育力就高。即鸟类在生殖率的进化中,有两种相反方向 可供选择,一种是低生育力的,亲体有良好的保护下代 的育幼行为;另一种是高生育力的,没有亲代关怀的行 为。
✓单次生殖或多次生殖 ✓大量小型后代或少量大型后代
生长与繁殖的权衡:花旗松生长率与繁殖率负相关。
花旗松Pseudotsuga menziesii
不繁殖的雌鼠妇比繁殖的生长能高三倍。 繁殖与生存的权衡: 产奶雌马鹿死亡率明种个体体型大小与其寿命有很强的正相关 关系,并与内禀增长率有同样强的负相关关系。 解释: ➢Southwood(1976)认为随着生物个体体型变小,使 其单位重量的代谢率升高,能耗大,所以寿命缩短。反过来 生命周期的缩短,必将导致生殖时期的不足,从而只有提高 内禀增长率来加以补偿。 ➢从生存角度看,体型大、寿命长的个体在异质环境中更有 可能保持它的调节功能不变,种内和种间竞争力会更强。而 小个体物种由于寿命短,世代更新快,可产生更多的遗传异 质性后代,增大生态适应幅度,使进化速度更快。
生活史对策概述
生活史对策概述大气基地贺园园1111700026生活史与生活史对策:生活史(life history)意为生物从其出生到死亡所经历的全部过程,也叫生活周期(life cycle)。
生活史性状包括出生时个体大小;生长形式;成熟年龄;成熟时个体大小;后代的数量、大小、性比;特定年龄和大小的繁殖投入;特定年龄和大小的死亡规律;寿命等。
生活史对策(life history strategy)是指生物在生存斗争中获得的生存对策,也称生态对策(bionomic strategy )或进化对策,例如生殖对策、取食对策、迁移对策、体型大小对策等主要内容:任何生物做出的任何一种生活史对策,都意味着能量的合理分配,并通过这种能量使用的协调,来促进自身的有效生存和繁殖。
每个生物具有生长、维持生存和繁殖三大基本功能,生物必须采取一定的策略配置能够获得的有限资源,其核心主要强调在特定环境中提高生殖、生存和生长能力的组合方式.1)生长对策●生长速度早期演替种:早期迅速生长,具开拓对策(白桦)后期演替种:早期生长缓慢,具保守对策(红松)●生长方式以温带木本植物为例,其顶枝形成有两种主要方式:①有限生长类型:顶枝在冬季完全定型,冬芽形成时就决定了叶子数目。
②无限生长类型:冬芽只含有少量叶原基,在下一个生长季,顶枝尖端在生长季内还能产生新的叶子和节间。
●根冠比率—物质分配2)生殖对策生殖对策实际就包括两个方面的问题:第一是生殖者存活的问题,也即生殖的代价问题,生物生殖必然带来变化的生理压力和个体危险,因此,也就必然会影响到生物的生存;第二是生殖的效率问题,生物选择的对策,都旨在提高生殖的效率,这一点可从植物的生殖行为中证实。
1)体型效应物种个体的大小与其寿命有很强的正相关关系。
2)成体的存活与繁殖成熟个体存活率低,生物繁殖越早,投资于繁殖的能量越多;成熟个体存活率越高,生物的繁殖期越晚(个体较大),分配于繁殖的能量就越少。
3)当前繁殖与未来繁殖如果未来生命期望低,分配给当前繁殖的能量应该高,而如果剩下的预期寿命很长,分配给当前繁殖的能量应该较低。
生态学:第6章 生活史对策
Growth
Competition Reproduction
6.2 体型效应 ✓ 生物个体大小差异非常悬殊,主要是由其遗传特征决定的。 ✓ 生物个体大小与其生长发育、繁殖、行为、进化、生态适应性等密切相关。
生物个体大小示意图
✓ 个体大小与生活史周期(寿命)的长短有很好的正相关性,即随着物种个体的增 大,寿命有增长的趋势(左图);但个体大小与内禀增长率之间呈显著的负相关 关系(右图)。
✓ 缓步动物也因此被认为是生命力最强的动物。在隐生的情况下,可以在高温 (151 ℃)、接近绝对零度(-272.8 ℃)、高辐射、真空或高压的环境下生存数 分钟至数日不等。曾经有缓步动物隐生超过120年的记录。
缓步动物门:是动物界的一个门,主要生活 在淡水的沉渣、潮湿土壤以及苔藓植物的水 膜中,少数种类生活在海水的潮间带。有记 录的大约有750余种。
stress
6.3.4 机遇、平衡、周期性生活史对策 Winemiller & Rose(1992)对鱼类生活史对策的研究表明,与种群动态相关的参数, 如:繁殖力(产生的后代数量)、幼体成活率和性成熟年龄之间存在权衡,在这三 维空间中,鱼类的生态对策被划分为三种。
Байду номын сангаас
繁 ①机遇对策:繁殖力低、 殖 幼体成活率低、性成熟 力
✓ 动物界的休眠大致有两种类型: ① 一类是严冬季节来临时(低温和缺少食物)进行的冬眠,如青蛙、刺猬; ② 一类是酷暑、干旱季节的夏眠,如非洲肺鱼、黄鼠。
✓ 休眠是动物界较为常见的现象,如:两栖动物、爬行动物、部分无脊椎动物、少 数的鸟类和哺乳动物。
滞育(diapause):
✓ 昆虫和其他节肢动物长期适应不良环境而形成的种的遗传性。自然情况下,个体 发育到一定阶段,在不良环境到来之前,其生理上已经有所准备,由某些季节信 号(如光周期变化)的诱导而引起的形态发生停顿、生理活动降低等静止现象。
第六章生活史对策解析
B. 在繁殖中,生物可以选择能量分配方式。 C. 资源或许分配给一次大批繁殖----单次生殖,或更均匀地随时间分
开分配----多次生殖。 D. 同样的能量分配,可产生或者许多小型后代,或者少量大型的后代。
6.2 能量分配与权衡
6.3 体型效应
目前世界上恐龙脊椎化石最高高度为1.5米,而亚洲至今已 发现的恐龙脊椎化石还没有超过1.1米的。宁夏灵武发掘出 亚洲最大个体恐龙部分骨架 。据专家凭借其中一根高达
1.1米的脊椎判断,这是世界级的恐龙化石。
6.4 生殖对策
6.4.1 r-选择和K-选择
r-选择(r-strategy):生活在条件 严酷和不稳定的环境中,种群内 的个体常把较多的能量用于生殖, 力争使种群增长率达到最大化的 选择。 r-选择( r-selection)者 :采取r对策的生物称r-选择者。
6.5
生境分类 不同繁殖付出生境的物种: 高繁殖付出(高CR)生境物种:推迟繁殖后代, 竞争激烈; 低-CR生境物种:提前繁殖后代,竞争弱.
“两面下注”理论:
多次生殖:成体死亡率与幼体死亡率相比较 为稳定(在很长时期内产生后代);
单次生殖:幼体死亡率低于成体死亡率(分 配给繁殖的能量高,后代一次全部产出)
竞争对策(C-选择):在资源丰富的可预测生 增中的选择,主要将资源分配给生长。
胁迫-忍耐对策(S-选择):在资源胁迫的生境 中的选择,主要将资源分配给维持。
6.6 滞育和休眠
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 延缓的休眠状态。休眠(dormancy)亦称“蛰伏”。为适应不利的环 境条件,动物的生命活动处于极度降低的状态。 昆虫的休眠称做滞育,是比较常见的现象。 如果环境条件不适宜,种子可能就会作为种子库的一部分而留在土中 一段时间。有些种子如睡莲的种子可在库中存活成百上千年。 另外,缓步类动物,在发育的任何阶段都可以发生一种叫做潜生现象 的休眠,动物可以在这种状态下存活许多年。 这种蛰伏可作为日周期的一部分发生,如发生在蜂鸟、蝙蝠和鼠中的 那样,也可能持续较长时间 。 响应冷环境的深度蛰伏叫冬眠(hibernation) ,冬眠通常特征是心率 和总代谢降低、核心体温降低于10°C。 一些种类的鸟和哺乳动物,可以通过类似于冬眠的夏季休眠来度过沙 漠长期的高温和类似的生境,这种休眠叫做夏眠(estivation) 。
生活史对策概述讲解学习
生活史对策概述大气基地贺园园1111700026生活史与生活史对策:生活史(life history)意为生物从其出生到死亡所经历的全部过程,也叫生活周期(life cycle)。
生活史性状包括出生时个体大小;生长形式;成熟年龄;成熟时个体大小;后代的数量、大小、性比;特定年龄和大小的繁殖投入;特定年龄和大小的死亡规律;寿命等。
生活史对策(life history strategy)是指生物在生存斗争中获得的生存对策,也称生态对策(bionomic strategy )或进化对策,例如生殖对策、取食对策、迁移对策、体型大小对策等主要内容:任何生物做出的任何一种生活史对策,都意味着能量的合理分配,并通过这种能量使用的协调,来促进自身的有效生存和繁殖。
每个生物具有生长、维持生存和繁殖三大基本功能,生物必须采取一定的策略配置能够获得的有限资源,其核心主要强调在特定环境中提高生殖、生存和生长能力的组合方式.1)生长对策●生长速度早期演替种:早期迅速生长,具开拓对策(白桦)后期演替种:早期生长缓慢,具保守对策(红松)●生长方式以温带木本植物为例,其顶枝形成有两种主要方式:①有限生长类型:顶枝在冬季完全定型,冬芽形成时就决定了叶子数目。
②无限生长类型:冬芽只含有少量叶原基,在下一个生长季,顶枝尖端在生长季内还能产生新的叶子和节间。
●根冠比率—物质分配2)生殖对策生殖对策实际就包括两个方面的问题:第一是生殖者存活的问题,也即生殖的代价问题,生物生殖必然带来变化的生理压力和个体危险,因此,也就必然会影响到生物的生存;第二是生殖的效率问题,生物选择的对策,都旨在提高生殖的效率,这一点可从植物的生殖行为中证实。
1)体型效应物种个体的大小与其寿命有很强的正相关关系。
2)成体的存活与繁殖成熟个体存活率低,生物繁殖越早,投资于繁殖的能量越多;成熟个体存活率越高,生物的繁殖期越晚(个体较大),分配于繁殖的能量就越少。
3)当前繁殖与未来繁殖如果未来生命期望低,分配给当前繁殖的能量应该高,而如果剩下的预期寿命很长,分配给当前繁殖的能量应该较低。
6.生活史对策汇总
(两种状态都符合r/K二分法 )
6.3 生殖对策
在进化过程中,动物可供选择的进化对策
6.3 生殖对策
r-对策者( r-选择)
MacArthur和Wilson(1967) 推进了Lack的思想
K-对策者( K-选择) Pianka(1970)详化了r/K对策思想 r—选择和K—选择理论
该理论认为: r—选择种类是在不稳定环境中进化的,因而使种群增长率最大。 K—选择种类是在接近环境容纳量K的稳定环境中进化的,因而适应竞争。
能动的大石块表面 不能动的岩石表面间的狭窄裂缝环境 (裂缝是高度掩蔽的环境,保护滨螺免遭波浪 (能动的大石块可以碾碎小个体螺, 使其成为有危险的环境) 和捕食者的危害,但空间有限,使竞争加剧)
裂缝种群具有薄壳、个体较小、 生殖型小,有高繁殖能量分配并 生产少量的大型后代。
大石块种群具有厚壳、个体大、 生殖型大、繁殖能量分配低并 生产许多小型后代。
第六章 生活史对策
重点:各种生活史对策
难点:r-选择和K-选择
生活史 life history
是指其从出生到死亡所经历的全部过程
身体大小(body size)
生活史的关键组分
生长率(growth rate) 繁殖(reproduction) 寿命( longevity)
生活史对策 life history strategy
6.3 生殖对策
图6-5 大型和小型小天蓝绣球(Phlox drummondi)生殖 价随年龄的变化(仿Mackenzie等,1998)
6.3 生殖对策
The reproductive value of sparrowhawk Accipiter nisus
6.3 生殖对策
第二部分种群生态学第三章生活史对策
多变,难以预测、不确定 常是灾难性的、无规律、非密度制约 存活曲线C型,幼体存活率低 时间上变动大,不稳定,通常低于环 境容纳量K值。 多变,通常不紧张
发育快;增长力高;提早生育;体型 小;单次生殖 短,通常小于1年 高繁殖力
r选择者和K选择者之间有r-K连续体。
第二部分
种群生态学
第三章 生活史对策
第二部分
种群生态学
第三章 生活史对策
3.3 生殖对策
3.3.4 机遇、平衡和周期性生活史对策 Winemiller & Rose (1992)对鱼类生活史对策的研究表明, 生物在繁殖力、幼体成活率和性成熟年龄之间存在权衡,在这 三维空间中,鱼类的生态对策被划分为三种: ①机遇对策:繁殖力低(繁殖的能量分配高)、幼体成活率 低和性成熟早。 ②平衡对策:繁殖力低、幼体成活率高和性成熟晚,如胎生 或卵胎生鲨鱼。 ③ 周期性对策:繁殖力高、幼体成活率低和性成熟晚,如 中华鲟等。 3.4 滞育和休眠(自学) 如果当前环境苛刻,而未来环境预期会更好,生物可能进入 发育暂时延缓的休眠状态。昆虫的休眠称为滞育。 3.5 迁移(自学) 生物通过迁移到另一地点来躲避当地恶劣的环境。
r-选择者:是在不稳定
的环境中进化的,高繁殖率, 快速发育、小型成体,后代 数量多而个体小,高的繁殖 能量分配和短的世代时间 (周期);
K-选择者:正好相反,
它们在稳定的环境中进 化,高竞争力,生长缓 慢、大型成体,后代数 量少但体型大,低繁殖 能量分配和长的世代时 间。
第二部分
种群生态学
第三章 生活史对策
第二部分
种群生态学
第三章 生活史对策
3.1 能量分配与权衡
(1) 生长与繁殖的权衡:花旗松生长率与繁殖率负相关
基础生态学第六章-生活史对策
此,种群在数量较低时,可以迅速恢复到较高的 水平;后代数量多,通常具有较大的扩散迁移能 力,可迅速离开恶化的环境,在其他地方建立新 种群,因此,常常出现在群落演替的早期阶段; 由于高死亡率、高运动性和连续面临新环境,可 能使其成为物种形成的新源泉。
缺点:死亡率高、竞争力弱、缺乏对后代关怀,
(一)r-对策(或r-选择)
r-对策(或r-选择)种类是在不稳定环境中进化的, 是适应于不可预测的多变环境中生存的种类(如干旱地区和 寒带),因而使种群增长率r最大。其生物学特性表现为:高 生育力、快速发育、早熟、成年个体小、寿命短、单次生殖 多而小的后代。一旦环境条件好转,就能以其高增长率r,迅 速恢复种群,使物种能得以生存。也就是说r-对策(或r- 选择)者发展利用的是机会;尽管该种对策者后代的存活能 力差,但是生物的繁殖对环境的变化反应迅速。一旦机会出 现,种群的数量将会迅速的增长,因而不易灭绝,如蝗虫、 蚊子等。
可使繁殖力达到最大。
但事实是:所有生物都不得不在分配给当前繁殖的 能量和分配给存活的能量之间进行权衡,后者与未 来的繁殖相关联。如果未来生命期望低,分配给当 前繁殖的能量应该高,而如果剩下的预期寿命很长, 分配给当前繁殖的能量应该较低。
能量分配方式:
单次生殖或多次生殖: 大量小型后代或少量大型后代:
产卵多:耗自己 的资源,减少寿 命
一只雌豆象 发现了一株
;
豇豆并开始 产卵
豆象的幼虫不能 在豇豆植株间移动
成年豆象也 无喂幼行为
18
6.3.3 生境分类与植物生活史
不同繁殖付出(CR)生境的物种
– 高-CR生境物种:生物推迟繁殖后代 – 低-CR生境物种:生物提前繁殖后代
生活史对策概述
生活史对策概述大气基地贺园园1111700026生活史与生活史对策:生活史(life history)意为生物从其出生到死亡所经历的全部过程,也叫生活周期(life cycle)。
生活史性状包括出生时个体大小;生长形式;成熟年龄;成熟时个体大小;后代的数量、大小、性比;特定年龄和大小的繁殖投入;特定年龄和大小的死亡规律;寿命等。
生活史对策(life history strategy)是指生物在生存斗争中获得的生存对策,也称生态对策(bionomic strategy )或进化对策,例如生殖对策、取食对策、迁移对策、体型大小对策等主要内容:任何生物做出的任何一种生活史对策,都意味着能量的合理分配,并通过这种能量使用的协调,来促进自身的有效生存和繁殖。
每个生物具有生长、维持生存和繁殖三大基本功能,生物必须采取一定的策略配置能够获得的有限资源,其核心主要强调在特定环境中提高生殖、生存和生长能力的组合方式.1)生长对策●生长速度早期演替种:早期迅速生长,具开拓对策(白桦)后期演替种:早期生长缓慢,具保守对策(红松)●生长方式以温带木本植物为例,其顶枝形成有两种主要方式:①有限生长类型:顶枝在冬季完全定型,冬芽形成时就决定了叶子数目。
②无限生长类型:冬芽只含有少量叶原基,在下一个生长季,顶枝尖端在生长季内还能产生新的叶子和节间。
●根冠比率—物质分配2)生殖对策生殖对策实际就包括两个方面的问题:第一是生殖者存活的问题,也即生殖的代价问题,生物生殖必然带来变化的生理压力和个体危险,因此,也就必然会影响到生物的生存;第二是生殖的效率问题,生物选择的对策,都旨在提高生殖的效率,这一点可从植物的生殖行为中证实。
1)体型效应物种个体的大小与其寿命有很强的正相关关系。
2)成体的存活与繁殖成熟个体存活率低,生物繁殖越早,投资于繁殖的能量越多;成熟个体存活率越高,生物的繁殖期越晚(个体较大),分配于繁殖的能量就越少。
3)当前繁殖与未来繁殖如果未来生命期望低,分配给当前繁殖的能量应该高,而如果剩下的预期寿命很长,分配给当前繁殖的能量应该较低。
生活史对策名词解释
生活史对策名词解释生活史对策是指从个人、组织或社会角度出发,通过对过往经验和实践的总结,以及对现实情况和未来趋势的分析,制定出一套具体的、可操作性的方案和策略,以应对生活中可能遇到的各种问题和挑战。
生活史对策起源于对历史经验的总结和应用。
通过对过去的经验教训进行梳理和总结,可以帮助人们更好地理解过去所发生的事情,找到其中的规律和因果关系,从而能够更好地预测未来的发展趋势。
在不同的领域中,生活史对策可以有不同的形式和内容,但其核心思想都是通过对生活史的观察和研究,为未来的决策提供参考。
生活史对策的重要性体现在以下几个方面:1. 预测未来趋势:通过对生活史的研究和总结,可以了解过去事件的发展规律和趋势,从而能够预测未来可能的情况和变化。
这对于个人、组织和社会都具有重要价值。
例如,在个人生活中,我们可以通过观察市场的历史发展趋势,预测出未来可能的投资机会;在组织层面,可以通过对竞争对手的生活史研究,预测其未来的策略和动向,从而制定出更加有效的竞争对策。
2. 借鉴经验教训:生活史对策可以帮助人们学习和借鉴过去的经验教训,避免重蹈覆辙。
通过对过去的错误和失败进行深入分析,可以找到其根本原因和规律,为未来的决策提供参考。
例如,对于企业来说,通过对行业内其他企业的生活史进行研究,可以了解到行业竞争的规律和成功的原因,从而为自身的发展制定相应的对策。
3. 优化决策过程:通过生活史对策,我们可以对自己、组织或社会的决策过程进行优化和改进。
通过对过去的决策进行回顾和评估,可以找到其优点和不足之处,从而进行针对性的改进。
例如,在个人生活中,通过对自己过去某些错误决策的回顾和评估,可以在未来遇到类似情况时,做出更加明智和理性的决策。
生活史对策可以运用于各个领域和层面。
个人可以通过对自身生活史的研究,了解自己的优点和不足之处,制定出个人成长和发展的对策;组织可以通过对行业或竞争对手的生活史研究,了解行业的发展规律和竞争对手的策略,制定出更加有效的发展战略;社会可以通过对历史事件的研究和总结,了解社会变革的规律和原因,为未来的社会发展提供参考。
第六章 生活史对策
r 对策者由于低密度下可以快速增长,所以只 有一个平衡点,种群易在平衡点做剧烈波动,但没 有灭绝点。
为什么很多有害生物很难灭绝?
(二)生殖价和生殖效率
进化预期使个体 传递给下一世代 的总后代数最大,换 句话说,使个体出生 时的生殖价最大。如 果未来生命期望低, 分配给当前繁殖的能 量应该高,而如果剩 下的预期寿命很长, 分配给当前繁殖的能 量应该较低。
三、生殖对策
(一)r-选择和K-选择 英国鸟类学家Lack(1954)在研究鸟类生殖率进化问题时提出: 每一种鸟的产卵数,有以保证其幼鸟存活率最大为目标的倾 向。 MacArthur和Wilson(1967)推进了Lack的思想,将生物按栖息 环境和进化对策分为r—对策者和K—对策者两大类,前者属 于r—选择,后者属于K—选择。E.Pianka(1970)又把r/K 对策思想进行了更详细、深入的表达,统称为r—选择和K— 选择理论。 r—选择和K—选择理论认为r—选择种类是在不稳定环境中进化 的,因而使种群增长率r最大。K—选择种类是在接近环境容 纳量度的稳定环境中进化的,因而适应竞争。
(2)K选择的这类生物可称K对策者,其种群密度比较稳 定,经常处于环境负载量值上下。因为其生境是长期稳 定的,环境负载量也相当稳定,种群超过K值反而会由于 资源的破坏而导致K值变小,从而对后代不利。
从进化论的观点讲,生态对策是生物适应于不同 栖息生境,朝这两个不同方向进化的“对策”。r对策 者和K对策者是两个进化方向不同的类型,K对策者把 较多的能量用于逃避死亡和提高竞争能力,r对策者把 较多能量用于繁殖。
突变积累模型:任何突变基因的选择压力都随年龄增加而下
降,因为早期表达的“坏基因”对表型产生影响,可能会显 著降低个体的存活或繁殖输出、从而影响其适合度。这样, 种群会通过选择,有效地去除早期表达的“坏基因”。但晚 期表达的有害基因可能会在种群中更持久地保持,因为年龄 较大时才对表型产生影响的突变基因对个体适合度贡献已经 很小。
生态学课后习题答案
生态学课后习题答案1.说明生态学的定义研究有机体及其周围环境相互关系的科学。
2.研究生态学采用的方法:野外的/ 实验的、理论的第一部分有机体与环境一.生物与环境1.概念与术语环境:指某一特定生物体或生物群体周围一切的总和,包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因素。
生态因子:指环境要素中对生物起作用的因子,如光照、温度、水分、氧气、二氧化碳。
食物和其他生物等。
生态幅(生态价) :每一种生物对每一种生态因子都有一个耐受范围,即有一个生态上的最低点和最高点。
在最低点和最高点之间的范围,称为生态幅。
大环境:指地区环境、地球环境和宇宙环境。
小环境:指对生物有直接影响的邻接环境,即指小范围内的特定栖息地。
大气候:大环境中的气候,是指离地面1.5m以上的气候,是由大范围因素所决定小气候:小环境中的气候,指近地面大气层中1.5m以内的气候。
生境:所有生态因子构成生物的生态环境,特定生物体或群体的栖息地的生态环境。
密度制约因子:如食物、天敌等生物因子,其对动物种群数量影响的强度随其种群密度而变化,从而调节了种群数量。
非密度制约因子:指温度、降水等气候因子,它们的影响强度不随种群密度而变化。
限制因子:任何生态因子,当接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散时,这个因素称为限制因子。
2.什么是最小因子定律?什么是耐受性定律?最小因子定律:低于某种生物需要的最小量的任何特定因子,是决定该种生物生存和分布的根本因素。
耐受性定律:任何一个生态因子在数量上或质量上的不足或过多,级当其接近或达到某种生物的耐受限度时会使该种生物衰退或不能生存。
3.生态因子相互联系表现哪些方面?1)综合作用:环境中的每个生态因子不是孤立的、单独的存在,总是与其他因子相互联系、相互影响、相互制约的。
2)主导因子作用:对生物起作用的众多因子并非等价的,其中有一个是起决定作用的,它的改变会引起其他生态因子发生变化,使生物的生长发育发生变化,这个因子称主导因子。
生活史对策
理想的高度适应性生物(达尔文魔鬼) 一个理想的具高度适应性的假定生物体应该具备 可使繁殖力达到最大的一切特征:在出生后短期内达 到大型的成体大小,生产许多大个体后代并长寿。
能量的限制导致必须进行能量的权衡(生长和繁殖)
生物不可能使其生活史的每一组分都达到最大,而 必须在不同生活史组分间进行“权衡”
2
节
体型效应
2018/11/17
6.2 体型效应
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活史对策
一般来说,物种个体体型大小与其寿命有很强的 正相关关系。
体型效应
体型大小与内禀增长率
物种个体体型大小与内禀增长率有很强的负相关 关系。 按Andrewartha和Brich的定义(1954),内禀增 长率是指具有稳定年龄结构的种群,在食物与空 间不受限制、同种其它个体的密度维持在最适水 平、环境中没有天敌、并在某一特定的温度、湿 度、光照和食物性质的环境条件组配下,种群的 最大瞬时增长率。反映了种群在理想状态下,生 物种群的扩繁能力。
动物种群的生殖适应对策
温带地区鸟类的窝卵数比热带地区多;高纬度地区 的哺乳动物每胎产仔数多于低纬度地区的;低纬度 地区的蜥蜴窝卵数较少,但成活率较高;某些温带 地区的昆虫产卵量要比热带地区的高。
有些动物在生殖季节对食物供应量的反应相当果断。 如鹩哥一窝产5个卵,当出现食物短缺时,亲鸟总 是优先喂食早孵幼雏。 动物的生殖一般都有明显的时间节律,它们总是在 环境条件最适宜、食物最丰富时进行生殖。
6.3.1 r选择和K选择
Lack(1954)指出,动物在进化过程中面临着两种相反的 可供选择的进化对策。一种是低生育力的,亲体有良好的 育幼行为;另一种是高生育能力的,没有亲体关怀 (parental care)的行为。
名词解释-生态
名词解释绪论1.生态学:就是研究有机体及其周围环境相互关系得科学。
2、种群:就是栖息在同一地域中同种个体组成得复合体3、群落:就是栖息在同一地域中得动物、植物与微生物组成得复合体。
4、生态系统:就是一定空间中生物群落与非生物环境得复合体。
5、生物圈:指地球上得全部生物与一切适合于生物栖息得场所,它包括岩石圈上层、全部水圈与大气圈得下层。
6、分子生态学:就是应用分子生物学方法研究生态学问题所产生得新得分支学科。
7、尺度:就是指某一现象或过程在空间与时间上所涉及得范围与发生得频率。
1、生物与环境1、环境:指某一特定生物体或生物群体周围一切得总与,包括空间及直接或间接影响该生物体或生物群体生存得各种因素。
2、大环境:就是指地区环境、地球环境与宇宙环境。
3、大气候:大环境中得气候称为大气候,就是指离地面1、5米以上得气候,就是由大范围因素决定得,如大气环流、地理纬度、据海洋距离、大面积地形等。
4、小环境:就是指对生物有直接影响得邻接环境,即指小范围内得特定栖息地。
5、小气候:就是指近地面大气层中1、5米以内得气候。
受局部地形、植被与土壤类型得调节。
6、生态因子:就是指环境要素中对生物起作用得因子,如光温度、水、氧气、二氧化碳、食物与其她生物等。
7、生境:指所有生态因子构成生物得生态环境,特定生物体或群体得栖息地得生态环境。
8、主导因子:对生物起作用得众多因子并非等价得,其中一个就是起决定性作用得,它得改变会引起其她生态因子发生变化,使生物得生长发育发生变化,这个因子称为主导因子。
9、作用:环境得非生物因子对生物得影响,一般称为作用。
10、反作用:生物对环境得影响,一般称为反作用。
11、利比希最小因子定律:低于某种生物需要得最小量得任何特定因子,就是决定该种生物生存与分布得根本因素。
也称短板理论。
12、限制因子:任何生态因子,当接近或超过某种生物得耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散时,这个因子称为限制因子。
生态学-5-生活史对策
3.生殖对策
3.2 r-选择和K-选择 MacArthur & Wilson (1967)把这两种进化对策 定义为r对策者和K对策者。Pianka (1970)提出了 r/K选择理论: r选择者是在不稳定的环境中进化的,高r的特征表 现为: 快速发育、小型成体、数量多而个体小的后 代,高的繁殖能量分配和短的世代时间; K选择者在稳定的环境中进化,高竞争力的特征表 现为: 生长缓慢、大型成体、数量少但体型大的后 代、低繁殖能量分配和长的世代时间。
3.生殖对策
3.2.1 r-选择特点: 在气候不稳定,难以预测多变的 环境中,生物密度很低,基本没有竞争,种群经常 处于增长状态,是高增殖率的,称为r选择,这类 适应对策称为r对策,采用这类适应对策的生物称 为r对策者。 r对策生物通常寿命短,发育快,一般不足一年, 生殖率高,但后代存活率低。 r对策种群善于利用小的和暂时的生境,种群的死 亡率主要是由环境变化引起的,而与种群密度无关。 对r对策种群来说,环境资源常常是无限的,它们 善于在缺乏竞争的场合下,开拓和利用资源。 r对策种群有较强的迁移和散布能力,很容易在新
r选择者和K选择者之间有r-K连续体
3.生殖对策
3.2.3 生殖价和生殖效率 生殖价(reproductive value):是x龄个体马上要生产的 后代数量(当前繁殖输出),加上那些预期的以后的生命过 程中要生产的后代数量(未来繁殖输出)。 特点: 如果未来生命期望低,分配给当前繁殖的能量应该高,而 如果剩下的预期寿命很长,分配给当前繁殖的能量应该较 低。 个体生殖价必然会在出生后升高,并随年龄老化降低。 生殖效率: 生物是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的。稳定环境中产少量高质 量后代,不稳定环境中产大量小型后代。
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环境
稳定环境 竞争较 为激烈
以r-对策者模式应对
以K-对策者模式应对
r K
r-对策者 K-对策者
化 物 过 种 程 进
生物进化方向
12
r-选择和K-选择的适应意义
r-选择:死亡率高,但r高能使种群迅速恢复,高扩
散能力使其迅速离开不利环境,有利于建立新的种 群和形成新的物种 K-选择:竞争能力强、数量稳定、大量死亡或导致 生境退化的可能性小;由于r低,种群数量下降后恢 复困难
成的遗传特性。
3. 潜生现象(隐生现象, cryptobiosis)、蛰伏 (torper)、冬眠 (hibernation)、夏眠 (aestivation)
20
5.5 迁移
1. 迁徙(migration) 2. 扩散(dispersal) 3. 迁移的模式 • 反复往返旅行 • 单次往返旅行 • 单程旅行
5 生活史对策
5.0 生活史 (Life history)
1. 生活史的概念
– 生物从出生到死亡所经理的全部过程
2. 生活史的关键组分
– 身体大小 (body size)、生长率 (growth rate)、繁殖 (reproduction)、寿命 (longevity)
3. 生态对策(生活史对策, life history strategy)
– 高-CR生境(竞争剧烈,或对小型成体捕食严重):物种 推迟繁殖后代 – 低-CR生境(竞争弱,大型个体处于较强的捕食压力下, 或死亡率很高而且是随机的) :物种提前繁殖后代 2、 “两面下注”理论 – 多次生殖:成体死亡率与幼体死亡率相比较为稳定,幼 体死亡率高
– 单次生殖:幼体死亡率低于成体死亡率
15
生殖效率:后代质量/投入能量
豆象产
产卵少—资源 浪费 产较多的卵会 耗尽自己的资 源和减少自己 的寿命
多少卵
合适?
产卵多—幼虫 竞争
一只雌豆象 发现了一株 豇豆并开始 产卵
;
豆象的幼虫不能
在豇豆植株间移动
成年豆象也 无喂幼行为
16
5.3.3 生境分类与植物的生活史对策
1、 不同繁殖付出(CR)生境
– 机械水平:化学毒物的影响使细胞器崩溃,引起衰老 – 突变积累模型:早期表达的坏基因早期被去除,晚期表 达的则不能被去除而持久地保持在种群中 – 颉颃(xié háng)性多效模型:部分基因对早期繁殖有利对 生命晚期有害
23
本章小结
• 生活史的相关概念 • 生物的能量分配与权衡 • r-选择和K-选择 • C-S-R对策 • 生物抵御不良环境的方式: 滞育、休眠、迁徙 等的概念
24
Southwood的解释 – (体型小)单位重量代谢率高→寿命短→生殖期短→ 内禀增长率提高
3. 适应
– 体型大、寿命长→ 调节功能强→竞争能力强 – 体型小、寿命短→ 遗传变异大→生态幅广
5
体型大小与内禀增长率的关系
6
图片:体型效应
体 型 效 应
7
5.3 生殖对策
5.4.1 r-选择和K-选择
5.4.2 生殖价和生殖效率
8
下几颗蛋合适?
图片:鸟类窝寄生
9
5.4.1 r-选择和K-选择
• r-选择种和K-选择种的特征 (?)
10
R选择与K选择比较
11
环境与物种进化
r
不稳定 环境 r生 物
K-
稳定 环境
不稳定 环境
r生 物
K-
稳定 环境
不稳定环境 不可预测 灾变较多
如何应对
K
两条道路 遭遇两种环境
– 生物在生存斗争中获得的生存对策
2
5.1 能量配置与权衡 (trade-off)
1.能量的限制导致必须进行能量的权衡(生存和
繁殖) 2.能量分配
– 单次生殖或多次生殖 – 大量小型后代或少量大型后代
3
图片:花旗松生长与繁殖资源分配之间 的权衡
4
5.2 体型效应
1. 体型大小与寿命:正相关
2. 体型大小与内禀增长率:负相关
21
5.6 复杂的生活史周期
1. 复杂的生活史周期
– 变态:个体生活史中形态学的变化(昆虫、两栖类)
– 世代异型:如蕨类的世代交替
2. 适应优势
– 扩散与生长间权衡(蝴蝶/毛虫)
– 生境利用最优化
22
5.7 衰 老
1. 衰老现象
– 生物体进入老年后,身体恶化,繁殖力、精力、存 Winemiller & K. Rose (1992)针对鱼类的生活史对 策理论。(见教材第115页之图6—8)
5.4 滞育和休眠
当不良环境条件消除时,便可恢复生长发育
1. 休眠 (dormancy):是由不良环境条件直接引起的,
2. 滞育 (diapause):是昆虫长期适应不良环境而形
既是r-对策者又是K-对策者?
Linhart(1974)年曾研究过水苦荬的两个种群
环境多变 环境稳定 产生少量种子,种子个 体大,可以很快萌发
产生大量种 子,种子个 体小
种群死亡率高
临时性池塘
14
5.3.2生殖价和生殖效率
• 资源配置与权衡:当前繁殖与未来繁殖 • 生殖价 (reproductive value):当前繁殖输出+ 未来繁殖输出 • 生殖效率:后代质量(生物量)/投入能量
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5.3.3 生境分类与植物的生活史对策
3、CSR三角形(Grime, 1977,1979)
– 低严峻度、低干扰:竞争对策(C-选择) – 低严峻度、高干扰:杂草对策(R-选择) – 高严峻度、低干扰:胁迫-忍耐对策(S-选择)
生 境 干 扰 水 平
杂草对策
竞争对策
胁迫忍耐对策
生境的严峻度
18
5.3.4 机遇、平衡和周期性对策