生态学复习资料
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动物生态学
(任晓丹)
1.生态因子:环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有着直接或间接影响的环境要素。
生态因子是环境中对生物起作用的因子,而环境因子则是指生物体外部的全部要素.
2.限制因子:在众多生态因子中,任何接近或超过某种生物的耐受性极限而阻止其生存、生长、繁殖或扩散的因子称限制因子。
驯化:生物在实验/自然条件下,诱发的生理补偿变化,前者需要较短的时间,后者需要较长的时间。
3.内稳态: 生物系统通过内在的调节机制使内环境保持相对稳定。
4.适应:生物对环境压力的调整过程,分基因型适应和表型适应两类,后者又包括可逆适应和不可逆适应,如桦尺蠖在污染地区的色型变化。
5.有效积温法则:植物在生长发育过程中必须从环境摄取一定的热量才能完成某一发育阶段的发育过程,而且各个发育阶段所需的总热量是一个常数,称总积温或有效积温。
6.光周期现象:Garner等人(1920)发现明相暗相的交替与长短对植物的开花结实有很大的影响,这种植物对自然界昼夜长短规律性变化的反应,称光周期现象.
7.协同进化:一个物种的某一特性由于回应另一物种的某一特性而进化,而后者的特性也同样由于回应前者的特性而进化。
8.遗传漂变:基因频率在小的种群里随机增减的现象。
9.生态适应:生物在与环境长期相互作用的过程中,逐渐形成了一些具有生存意义的特征,依靠这些特征,生物能免受各种环境因素的不利影响和伤害,同时还能有效地从其生境获得所需的物质、能量,以确保个体发育的正常进行。
10.生态型:是一个物种内,通过形态的和生理的特征可以相互区别的不同种群。
11.生态对策或生活史对策:生物在进化过程中形成的适应性响应。
12.性选择:在自然界生物的生殖过程中,异性个体之间是有选择性的,包括对异性的体形、颜色、行为等方面的选择。
13.利他行为:动物个体以牺牲自己的生存和繁殖机会为代价,去帮助其他个体繁殖更多的后代。
14.社会行为(social behaviour):是指同一种群的动物相互作用所表现的各种行为方式,包括求偶行为、交配行为、繁殖行为、双亲行为等与性别有关的行为,以及领域行为、社会
等级等与性别无直接关系的行为。
15.生物群落:相同时间聚集在一定地域或生境中各种生物种群通过相互作用而有机结合的复合体。
16.演替顶极:任何一类演替都经过迁移、定居、群聚、竞争、反应、稳定6个阶段,当群落达到与周围环境取得平衡时(物种组合稳定),群落演替渐渐变得缓慢,最后的演替系列阶段称演替顶极。
17.顶极群落:演替最后阶段的群落称顶极群落。
在同一个气候区内,只能有一个顶极群落,而这个顶极群落的特征完全是由当地的气候决定的,因此又叫气候顶极。
18.生态系统:指在一定时间和一定范围内,由生物成分和非生物成分(无生命的环境)组成的一个有一定大小、执行着一定功能,并能自我维持的自然实体。
19.生态效率(ecological efficiencies):是指各种能流参数中的任何一个参数在营养级之间或营养级内部的比值关系
20.似然竞争:一物种个体数量的增加将会导致捕食者种群个体数量增加,从而加重了对另一物种的捕食作用,反之亦然,故称似然竞争。
21.寄生:一种从另一种生物的体液、组织或已消化物质中获取营养,并对宿主造成危害。
22.稀释效应:指随着群体的增大,每一个体被捕食的概率就会减小。
23.优势种:在群落中,并非所有种类对群落的特性都起相同的决定作用,其中必有体大、数量多、活动性强的种类起控制群落的作用,这些都是优势种。
24.最小因子:植物的生长取决于那些处于最低量的营养元素,这些处于最低量的营养元素称最小因子.
25.生态幅:生物对每一种生态因子都有其耐受的上限和下限,上下限之间就是生物对这种生态因子的耐受范围.
景观:由若干生态系统组成的异质区域, 这些生态系统构成景观中明显的斑块, 这些斑块称景观要素。
生物圈:地球上全部生物和一切适合于生物栖息的场所。
它包括岩圈的上层、全部水圈和大气圈的下层。
环境:指某一特定生物体或生物群体以外的空间,以及直接、间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和,由许多环境要素构成,这些环境要素称环境因子。
种群生态学:研究种群的数量变动、空间分布及其栖息环境中非生物因素和其他生物种群间相互作用的科学。
内禀增长率:指当环境(空间、食物和其他有机体)在理想条件下,稳定年龄结构的种群所能达到的最大增长率.
种间竞争:两种或更多种生物共同利用同一资源而产生的相互竞争作用。
基因:是带有可产生特定蛋白质遗传密码的DNA片段,在二倍体生物,由两个等位基因构成,
每一等位基因来自一条同源染色体。
变异:是指个体或群体之间的形态、生理、行为和生态特征上的差别和区别。
渐变群:自然界中经常存跨大范围的、渐次的、连续的性状变化倾向,这种性状梯度称为渐变群。
密度效应:种群增加到一定时期达到饱和状态,种群增长受到抑制。
趋同:是指不同物种生活在相同的环境中,经过长期的进化,在外部形态上表现出的相似结构。
趋异:是指同一物种,长期生活在不同的环境条件下,形成了不同的形态结构、生理特征、适应方式和途径等。
适合度:是衡量遗传物质在进化过程中传递能力的尺度,包括繁殖能力和存活能力。
权衡:在某一生命过程中,获得的能量和物质是以牺牲对另一生命过程投入为代价的。
r-对策种群:生活在条件严酷和不可预测环境中,种群死亡率通常与密度无关,种群内的个体常把较多的能量用于生殖,而把较少的能量用于生长、代谢和增强自身的竞争能力。
K-对策种群:生活在条件优越和可预测环境中,其死亡率大都取决于密度相关的因素,生物之间存在着激烈的竞争,因此种群内的个体常把更多的能量用于除生殖以外的其他各种活动。
r-K连续体: r-选择和K-选择是两个进化方向的不同类型,从极端的r-选择到极端的K-选择之间有许多过渡类型,有的更接近于r-选择,有的更接近于K-选择,两者间有一个连续的谱系,称r-K连续体
婚配制度:种群内婚配的各种类型,包括配偶如何获得,配偶的数目,配对联系的特征,配偶的持续时间,以及每一性别对后代的抚育等,它是异性个体通过竞争以期达到它们最大繁殖成功的结果。
单配偶制:指每个动物在每个生殖周期中只同一个异体动物交配,雌雄个体之间常常建立一种稳定的配对关系。
亲代抚育行为:指亲代对子代的保护、照顾和喂养,包括一切有利于子代生存的活动。
动物行为:指动物在生活过程中表现出来的具有规律可循的生物学现象。
动物行为学:研究动物行为的发生原因、发育、进化和功能的一门学科。
行为生态学:主要研究生态学中的行为机制和动物行为的生态学意义及进化意义,即研究动物的行为功能、存活值、适合度和进化过程的一门学科。
行为功能:指行为对动物生存和生殖的影响,行为功能是以行为的存活值和适合度来度量的。
种群中的大多数个体多采取某种行为对策,而这种对策的好处又为其他对策所不及,这种对策就称为ESS
觅食行为:包括全部与获得食物和处理食物有关的活动、不同的动物常采取不同的取食方法。
最适食谱:在捕食者的食谱中应该包括有利性大的食物也应该在一定程度上包含有有利性小的食物,这中间存在着一种最适权衡。
放弃时间就是指捕食者从一次捕食到下一次捕食所能等待的最长时间。
限制搜寻区就是把搜寻区域限制在一定的范围之内,在这个范围内不仅有食物而且食物密度较大。
领域性:指动物在一段时间内占领一定地区的一种特性。
领域行为:又称为护域行为,是指保卫领域地的有关行为。
家域:为保证个体或家族的生活需要,而积极保护的日常活动的区域。
巢域:家域中受到严格保护,不允许同种其他个体侵入的核心部分。
最适领域:指个体存活的机会及繁殖的成功达到最高点的生境。
社群组织(social organization):指同种动物个体共同生活在一起,通过相互作用形成的群体组织。
遗传相似性:个体间由于分享等位基因而获得的在遗传上相似的外在表现型特征。
亲缘偏向:有亲缘关系的个体之间更易发生利他行为。
亲缘识别:指外部无法觉察到的区分不同亲缘程度个体的内部神经过程。
亲缘辨别:是与亲缘关系相关的偏向反应。
合作行为:有亲缘关系个体间合作的可能性最大,因为这种合作间接地提高了广义适合度。
防御行为:在许多种类中,近亲间的交往行为更为密切,就可能产生共同防御天敌的亲缘偏向行为。
觅食行为:亲缘个体间能够广泛地分享食物,而陌生的非亲缘关系个体间很少发生分享食物的现象。
生殖合作行为:在通常情况下,自己生殖可以更好地传递基因,因此,充当帮手往往是在环境条件压力下不得不这样做。
互惠:两个或更多个体实行合作对其中每个个体都会带来好处.
蒙混:指给予者被接受者所欺骗,而表现出的利他行为。
通讯:由一个个体释放出一种或几种信号,如视觉、听觉和化学信号等,并引起接收个体产生行为反应的过程。
群落演替:自然群落中,一种群落被另一群落所取代的过程。
演替系列:按顺序发生的一系列群落。
群落稳定:种群和群落忍受环境干扰补偿变化的能力。
抵抗力:亦即抗变能力,表示群落抵抗扰动和维持系统的结构以及保持其原状的能力。
恢复力:表示神态系统在遭受到扰动以后恢复到原状的能力
生活型:是生物对综合环境条件长期适应的外部表现形式,是植物对相同环境条件进行趋同适应的结果。
非生物环境:生物生活的场所,物质和能量的源泉,也是物质交换的地方。
生产者:自养生物,主要是各种绿色植物,也包括蓝绿藻和一些能进行光合作用的细菌。
生产者主要功能:是固定能量,把简单的无机物通过光合作用合成复杂的有机物质,使生产者的生物量增加,所以称为初级生产(primary production)或第一性生产。
消费者:异养生物,主要指以其他生物为食的各种动物,包括植食动物、肉食动物、杂食动物和寄生动物等。
还原者(reducers):异养生物,把复杂的有机物分解成简单无机物,包括细菌、真菌、放线菌等,又称分解者。
食物网 (food web):生态系统中的食物链很少是单条、孤立出现的,它往往是交叉链索,形成复杂的网络结构,此即食物网。
生物量(biomass):某一特定观察时刻,某一空间范围内,现有有机体的数量(N)、重量(狭义的生物量)或含能量,是一种现存量(standing crop,B)。
生产量(production,P):是在一定时间阶段中,某个种群或生态系统所新生产出的有机体的数量、重量或能量。
周转率(turnover rate):在特定时间内,新加入的生物量占总生物量的比率。
初级生产量(primary production):植物所固定的太阳能或所制造的有机物质,又称第一性生产量。
生态系统的稳定性(stability)或生态平衡:生态系统通过发育和调节达到一种稳定的状态,表现为结构上、功能上、能量输入和输出上的稳定,当受到外来干扰时,平衡将受到破坏,但只要这种干扰没有超过一定限度,生态系统仍能通过自我调节恢复原来状态。
生态系统稳定性机制:生态系统具有自我调节的能力,维持自身的稳定性;负反馈(negative feedback)调节在维持生态系统的稳定性方面具有重要的作用。
全球生态学:以人类栖居的地球这个生命维持系统的基本性质为研究对象,把生命与行星环境相结合的高层次的研究。
资源利用性竞争:两种生物之间没有直接干涉,只有因资源总量减少而产生的对竞争对手的存活、生殖和生长的间接影响。
相互干扰性竞争:一种动物使其得不到资源,两种动物种群间存在直接干扰。
最适觅食理论:动物应在投资最小和收益最大的情况下进行觅食或改变觅食行为。
衡量食物有利性的尺度——食物净值(即食物总值减去搜寻消化食物所消耗的能量)与处理时间(指从捕获猎物到吃下猎物所花费的时间)之间的比值。
Begon等将非生物因子分为条件和资源两类
Simith等将生态因子分成密度制约因子和非密度制约因子
稳定因子:地心引力、地磁、太阳辐射常数等长年恒定的因子
变动因子:周期性变动:春夏秋冬、潮夕涨落;非周期性变动:风、降水、捕食
生物对低温的适应:保暖、抗冻——形态、生理、行为的适应
光周期现象影响动物的体色、繁殖、生长发育、迁徙、换羽和换毛。
土壤是由固体、液体和气体组成的三相系统
自然种群具有三个特征:数量特征空间特征遗传特征
S 型增长曲线常被划分为5个时期:开始期加速期转折期减速期饱和期
广义的捕食包括四种类型:
①典型的捕食
②食草动物的植食现象
③昆虫中的拟寄生
④同种相残
寄生物可分为微型和大型两类,前者如疟原虫、植物病毒等,后者如蛔虫等。
寄生在寄主的体表为体外寄生,寄生在寄主的体内为体内寄生。
对于变动环境中的资源种群进行猎取时,有两种对策:
①平均对策
②追踪对策
动物对资源的竞争可分为纯利用竞争和排他性的资源保卫。
利他行为的四种假说:
亲缘选择假说
互惠假说
操纵假说
互相依赖假说
陆生植物大体可分为以下6种主要生长型:树木藤本植物灌木附生植物藻菌植物草本植物
非生物成分:气候因素有机物质无机物质
根据食物链的起点不同,可将其分为:
③寄生食物链
②腐食食物链
①牧食食物链
三大功能群:自养生物异养生物食物分解者
信息传递:包括营养信息、化学信息、物理信息和行为信息等,构成信息网。
非亲缘个体之间的利他行为:互惠蒙混通讯
资源分解的过程:分碎裂过程、异化过程和淋溶过程等三个过程
1.什么是生态因子,试说明生态因子作用特征和原理
2.什么是似昼夜节律,如何理解?
3.动物种群的基本特征有哪些?
4.举例说明什么是互利共生和协同进化?有哪些类型?
5.自然选择的类型有哪些?自然选择对物种的形成有何意义?
6.性选择的意义及概念?
7.利他行为的条件是什么?
8.什么是生物群落和群落特征?
低温对生物的影响:当温度低于临界(下限) 温度,生物便会因低温而寒害和冻害。
冻害原因:冰结晶使原生质破裂损坏胞内和胞间的微细结构;溶剂水结冰,电解质浓度改变,引起细胞渗透压变化,导致蛋白质变性;脱水使蛋白质沉淀;代谢失调。
高温对生物的影响:当温度超过临界(上限)温度,对生物产生有害作用,如蛋白质变性、酶失活、破坏水份平衡、氧供应不足、神经系统麻痹等。
失水的主要途径:
皮肤蒸发、呼吸失水、排泄失水
补充水的主要途径:
食物、代谢水、饮水
保水机制:
减小皮肤的透水性;减少身体的表面蒸发;减少呼吸失水;减少排泄失水;利用代谢水
生态类型
喜湿、耐旱
绿色植物没有被动物吃尽之因:
①食草动物在进化中发展了自我调节机制,防止作为其食物的植物都会灭掉。
②植物在进化过程中发展了防卫机制。
食草动物的还能引起植物的防卫反应,如产生更多的剌(机械防御)或化学物(化学防御)。
如金豆顶枝在受到美洲兔的严重危害后,其枝条中会积累更多的毒素,变成兔所不可食的,这种化学保护可延续2~3年
在进化过程中,植物发展了防御机制,以对付食草动物的进攻;
另一方面,食草动物亦在进化过程中产生了相应的适应性,如形成解毒酶等,或调整食草时间避开的有毒化学物。
自然选择类型
1、稳定化选择:如果种群与其所处的环境建立了相对稳定的适应关系,那么种群中最普通、
最常见的表型的适应度显著大于那些稀少的、极端的表型适应度。
2、前进性选择:
单向性选择
分歧性选择
3、平衡性选择
又称为保留不同等位基因的选择,是指能使两个或更多不同质量性状在群体若干世代中的比例保持平衡的现象。
这种选择常常导致群体中存在两种或两种以上不同类型的个体,这种现象称为多态现象
性选择的特征:
①性选择仅发生在同性别个体之间,通常是雄性为获得配偶所发生的斗争;
②选择不是生存斗争而是繁殖竞争,竞争的结果是失败方生殖较少或不生殖;
③性选择同样遵循优胜劣汰,一般地说,最强状的雄性最适于它们在自然界中的位置,它们留下的后代也最多。
性选择的方式
1、性内选择:指种群内同性成员之间的配偶竞争,雄性动物之间进行异常激烈的争斗以获得配偶,有利于使雄性个体变得更加强壮并使战斗器官得到进化。
2、性间选择:指通过偏爱异性的某个独特特征来选择配偶,很多都是凭借雄性的颜色、色彩和鸣叫等特征。
性选择产生的原因
对于大多数鸟类和哺乳动物,雌性要选择能带来直接利益的配偶,这种利益可以提高其生殖力、存活率或其后代的存活率。
雌性个体选择叫声响亮或色彩鲜艳的个体交配。
雌家燕喜欢同有着细长尾羽的雄家燕交配。
性选择的意义
它能使适应性较强的个体得到更多的繁殖机会,有利于提高后代的遗传素质。
可导致第二性征发达,使精力充沛、营养良好的亲体可以繁育数量更多、精力充沛的后代,并且能够对这些后代给予更多的抚育。
可降低子代的死亡率。
正如选择最有利食物那样,捕食者也会寻找最有利的环境斑块觅食。
因为:
1)一个动物如果每天不能从食物中获得最低量的能量,它就会死于饥饿;
2)如果动物能够在一个能稳定提供食物的地点找到足够数量的食物,那么它就没有必要到一个食物供应不稳定的地点去冒险;
3)如果这个稳定地点所提供的食物不足而使其挨饿,那最好的方法就是冒险到食物供应不稳定的地点去寻找充足的食物。
保卫领域是有三道防线:
1)靠鸣叫对可能入侵者发出信号和警告;
2)当来犯者不顾警告非法侵犯到领域边界时便采取各种特定的行为炫耀来维护自己的领域;3)如果入侵者仍然坚持侵犯领域的话,领域主人便采取驱赶和攻击行动。
一般说来,领域的占有者会在同类入侵的竞争中获胜,原因是(三个假说):
①占有者比入侵者的竞争能力强。
②占有者经营自己的领域已经付出了不少的代价(时间和能量),如果竞争失败,其损失远远大于入侵者。
③占有者熟悉领域情况及其价值,并已经同邻近的生物建立了一种稳定的相互关系,因而战斗意志较强。
群落的基本特征:
群落中物种的多样性:物种数和丰盛度。
生长形式及其结构:分层。
优势种:在群落中,并非所有种类对群落的特性都起相同的决定作用,其中必有体大、数量多、活动性强的种类起控制群落的作用,这些都是优势种。
相对丰富度:不同物种的相对比例。
营养结构:能量转化。
资源分解的意义:
(1)理论意义:
通过死亡物质的分解,使营养物质再循环,给生产者提供营养物质;
维持大气中二氧化碳的浓度;
稳定和提高土壤有机质含量,为碎屑食物链以后各级生物生产食物;
改善土壤物理性状,改造地球表面惰性物质;
(2)实践意义:粪便处理;污水处理
能量流动特点:
“越流越细”,能量在流动过程中逐渐耗散。
单向流动,不可逆。
能量在流动过程中,质量逐渐提高。