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。
5. 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：
繁 ①机遇对策：繁殖力低 殖 （繁殖的能量分配高）、 力
幼体成活率低和性成熟 早。
③ 周期性对策：繁 殖力高、幼体成活 率低和性成熟晚，
3.生殖对策
3.2.2 K-选择特点：在气候稳定，很少有难以预测的
天灾的环境，生物密度很高，竞争激烈，物种数量达到 或接近环境容纳量，称为K选择，这类适应对策称为K 对策，采用这类适应对策的生物称为K对策者。 ➢K对策生物通常命寿长,种群数量稳定,竞争能力强； ➢生物个体大但生殖力弱,亲代对子代提供很好的照顾和 保护。 ➢死亡主要是由与种群密度相关的因素引起; ➢对生境有极好的适应能力，能有效地利用生境中的各 种资源，种群数量通常稳定在环境负荷量的水平附近。 ➢K对策种群由于寿命长、成熟晚，再加上缺乏有效的 散布方式，所以在新生境中定居的能力较弱。
3.生殖对策
生殖次数 “两面下注”理论：如果成体死亡率低而幼体 死亡率高，则保卫成体赌注，选择多次生殖对 策，相反则单次生殖，一次性繁殖大量后代。
大型和小型小天蓝绣球 （Phlox drummondi） 生殖价随年龄的变化
4. 生境分类与植物Байду номын сангаас生活史对策
除了r-K二分法的生态对策外，Grime（1977,1979）对植物生境进行 了四分，提出了植物生活史对策的三分法(CSR三角形)。影响植物选择 压力最大的是生境的干扰强度和严峻度(胁迫度)，以此为坐标轴，可划 分为四种生境类型：
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。
2.能量分配与权衡
权衡(trade-off)：分配给生活史一个方面的能量不能 再用于另一方面。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分配。 能量分配原则(The principle of allocation):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，Cody（1966）提出的能量分配原则。
原因：能量的限制导致必须进行能量的权衡。 有机体在一定时间内所获得的能量是有限的，不可能 同时和等量地用于生长、生殖、维持消耗、存储、修 复、抵抗等各种生命过程。
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
干扰强度
②高干扰、低严峻度
①高干扰、高严峻度
如农田, 高繁殖率,杂草 对策（R－选择）
如火山等,植物无法生 存
③低干扰、低严峻度
如热带雨林, 成体竞争能 力强，生活史对策 （C－选择）
④低干扰、高严峻度
如沙漠, 胁迫－忍耐对 策
（S－选择）
严峻度 胁迫强度
Grime的 植物生活史对策的分类——Grime的 CSR三角形
✓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显高于不育雌马鹿
3.体型效应
体型效应：物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。
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。
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，很容易在新的 生境中定居。
r对策者：昆虫等无脊 椎动物及藻类等。 K对策者：大多数脊椎 动物和大型乔木等。
在进化过程中，r对策者是 以提高增殖能力和扩散能力 取得生存;而K对策者则是以 提高竞争能力获胜。即r对 策者在生存竞争中是以“量” 取胜，而K对策者则是以 “质”取胜。
K对策种群和r对策种群的增长曲线
（S为种群稳定平衡点，X为种群绝灭点）
第五章 生活史对策
1. 基本概念
生物的生活史:是指其从出生到死亡所经历的全部 过程称为生活史(life history)或生活周期(life cycle)。 生活史关键组分:身体大小(body size)、生长率 (growth rate)、繁殖(reproduction)和寿命(longevity) 生态对策(bionomic strategy)：生物在生存斗争中 获得的生存 对策。也称为生活史对策(life history strategy)。 生活史对策类型：生物在进化过程中形成了多种生 活史对策：能量分配与权衡、生殖对策、取食对策、 迁移对策、体形大小对策等。
如鲟等。
性成熟年龄
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。
6 滞育和休眠 7 迁移 8 复杂的生活周期 9 衰老 以上问题请自学