个体生态学

个体生态学（Autecology）
㈠生态因子（ecological factor）
指对生物有影响的各种环境因子。

常直接作用于个体和群体，主要影响个体生存和繁殖、种群分布和数量、群落结构和功能等。

各个生态因子不仅本身起作用，而且相互发生作用，既受周围其它因子的影响，反过来又影响其它因子。

生态因子分为非生物因子和生物因子两大类。

非生物因子包括温度、湿度、风、日照等理化因素；生物因子包括同种和异种的生物个体。

生物在生长发育的不同阶段往往需要不同的生态因子或生态因子的不同强度。

例如低温对冬小麦的春化阶段是必不可少的，但在其后的生长阶段则是有害的。

那些对生物的生长、发育、繁殖、数量和分布起限制作用的关键性因子叫限制因子。

有关生态因子（量）的限制作用有以下两条定律。

李比希最小因子定律（Liebig’s law of minimum）：植物生长并非经常受到大量需要的自然界中丰富的营养物质如水和CO2的限制，而是受到一些需要量小的微量元素如硼的影响。

因此他提出“植物的生长取决于那些处于最少量因素的营养元素”，
谢尔福德耐受定理（Shelford’s law of tolerance）：,就是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.对同一生态因子,不同种类的生物耐受范围是很不相同的.例如:鲑鱼对温度的耐受范围是0～12℃,最适温是4℃;豹蛙对温度的耐受范围是0～30℃,最适温是22℃;南极鳕所能耐受的温度范围最窄,只有-2～2℃.
根据生物对生态因子耐受范围的宽窄,可将生物区分为广温性和狭温性,广湿性
和狭湿性,广盐性和狭盐性,广食性和狭食性,广光性和狭光性,广栖性和狭栖性等.一般说来,如果一种生物对所有生态因子的耐受范围都是广的,那么这种生物在自然界的分市也一定很广,反之亦然.
㈡光对生物的影响
1、光与动物体色：①光照强度的影响：例热带地区动物体色亮丽，越往高纬度体色变暗；
蛱蝶有光照体色深，暗中体色淡。

淡水中生物一般背灰黑色，腹白；深海动物蓝绿色（150米内），银白色（150~500米），红色（>150米）。

②日照长度的影响：美洲兔冬白夏褐（人为延长光照时间长度，毛不褪色）
动物褪毛也与日照长度有关。

2、光与动物迁移：鸟类迁徙与日照长度有关；浮游动物昼夜垂直迁徙（昼在水深层夜至水
面），这样代谢消耗少。

3、视觉器官与光的关系：深海鱼类视网膜中没有感光细胞，有些甚至眼睛蜕化消失。

按照动物对光照强度的适应分类：
Ⅰ.昼行性(Diural organisms)，大部分动物。

Ⅱ.夜行性(Noctural organisms)：夜视性好，眼大、球形、凸出眼眶(鮟鱇鱼眼睛在头外），视网膜任意部位皆可成像。

例鼹鼠：营掘土生活生物，视力弱，部分种类眼睛退化。

Ⅲ.晨昏性(Crepuscular organisms)：不适应强光照，适应弱光照条件，只在晨昏期间活动的动物。

如疟蚊、土壤中的无脊椎动物等属于此类。

紫外线的双重性：ⅰ.促进钙的吸收，杀菌作用；
ⅱ.使DNA变异，对高等生物细胞具有杀伤力
4、生物发光（bioluminescence）
发光机制(Light duration)：发光细菌，发光细胞。

有些动物的卵可以发光，深海2/3的鱼类可发光，例水母。

淡水中未发现发光动物，蜗牛，萤火虫，头足类章鱼等
发光的意义：1、同一种识别的信号，吸引配偶，便于寻找配偶。

（深海中生物密度小，意义更大）eg:鮟鱇鱼，雄性寄生于雌性
2、防御作用，警告。

3、对猎物的诱捕。

（根据生物趋光性）
㈢温度对生物的影响(Organism and temprature) 通常，温度↑，新陈代谢↑，繁殖↑。

1、低温生物停止捕食等活动，甚至休眠。

Eg：早晨抓毒蜥蜴。

2、温度对化学反应速率的影响（范霍夫热力学定律）：V2=V1*Q10.温度↑10°，反应速率↑2~3
倍（Q10：温度系数，约为2~3）。

生命活动由一系列的生物化学反应（酶促反应）构成，酶有最适宜温度。

温度↑，酶活性↓.
高温失活。

温度驯化：让生物适应更高或更低的温度。

通过实验诱导，使生物对某种生态因子的耐受性增强的过程叫驯化。

3、极端温度对生物的影响：动物、细菌耐高温65°左右→巴斯德（发现细菌）消毒法：以
60°~70°持续加热30分钟，消灭细菌。

有耐热芽孢的细菌很耐热，高温不死。

温泉中蓝藻耐70°左右。

陆生维管植物耐热在40°以下，火山中化能合成菌（紫硫菌、緑硫菌）250°左右。

人类25°~42°
高温致死原因：破坏酶活性，蛋白质凝固变性。

低温致死原因：细胞水结冰，膜系统被破坏，酶蛋白质失活变性等。

植物也有耐受限度，致死原因一般是酶活性降低，生理机能降低紊乱
藻类低温限度可达极低：-30°。

4、休眠：冬眠（寒冷缺食）：一般是变温动物。

少数寒温带恒温动物有假冬眠。

夏眠(高温缺水)：多为土壤中的无脊椎动物，例蜗牛。

5、受温度、植被状况影响，可将高等动物分为：
变温动物（冷血动物）：可忍受极端条件，食物匮乏等恶劣环境压力下，代谢慢，产热低，热传导高，呼吸、消化系统简单，反应迟钝。

例：两栖类、爬行类。

恒温动物（暖血动物）：高耗能，营养要求高，代谢高，产热高，热传导低。

体力好，反应快，利于种间竞争。

例鸟类，哺乳类。

昼夜变温意义（温度的周期性波动对植物的积极作用）：白天光合作用强，夜里呼吸速率慢→利于有机物的积累。

6、温度对动物形态的影响：
贝格曼定律(Bergman’rule)：恒温动物在寒冷、温热地区的体形差异：寒冷地区体形更大，温暖的气候条件下，体形趋向于小。

因为个体大的动物，其相对表面积小，单位体重散热量相对较少。

阿伦定律(Allen’ rule)：恒温动物身体的突出部分（如四肢、尾巴、外耳等）在低温环境中有变小变短的趋势，在温暖地区有变大变长的趋势。

这是在寒冷地区减少散热，温暖地区增加散热的一种形态适应。

水温与钙质沉淀的关系：热带中甲壳动物的甲壳又大又厚。

最大的甲壳类：砗磲。

7、温度影响生物的分布
狭温性生物（stenotherm）是指只在较窄温度范围地带分布的生物。

如低温环境中的植物有雪球藻、雪衣藻；高温地带的植物热带椰子、可可；高温温泉中某些蓝藻分布等。

喜热的狭温性动物有珊瑚虫、两栖和爬行类的大部分品种，昆虫类的直翅目等。

喜冷的狭温动物有珠蚌、高山蜗牛、鳟、白鲑、深海鱼类、企鹅、北极海雀等。

广温性生物（eurytherm）又称“温度不定生物”。

指能忍受较大温度范围的生物，如腕足类（例酸浆贝、海豆芽）、紫菜、棉蚜等。

紫菜从大连一直向南至海南岛均可生长；棉蚜生活在北纬60°至南纬40°之间。

温度对植物分布的影响：①高温干扰正常生理活动，限制植物分布。

T高，呼吸消耗大。

例：苹果、某些品种的梨等不能在热带地区栽培
②低温对植物的限制比高温更明显，决定生长发育的限制点。

例橡胶、椰子、可可等只在
热带分布。

另外某地区温度下限过高，一些植物缺少必要的低温刺激，无法正常发育。

低温意义：有些植物必须经历一个低温阶段，才能诱导进入生殖期，例牡丹、芍药、油菜、冬小麦等。

——低温的春化作用。

有效积温法则(law of effective temperature)
每种植物都需要温度达到一定值时才能够开始发育和生长，这个温度在生态学中称为发育阈温度或生态学零度，是植物生长的下限温度（低于此温度生物不生长，麦子5°，玉米10°）。

高出这个温度的温度值，称作有效温度。

仅达到有效温度还不足以完成发育和生长，因为还需要一定的时间，即需要一定的总热量，称为总积温或者有效积温（植物在整个生育期内的有效温度逐日相加）。

这就是有效积温法则，它的表达式为：K = N（T - C）
K：植物完成某阶段发育所需要的总热量，用“日度”表示
N：发育历期，即完成某阶段发育所需要的天数
T：发育期间的平均温度C：该植物的发育阈温度
例：马铃薯需1000~1600℃，玉米2000~4000℃，椰子4000~5000℃。

植物的分布状况决定动物的分布：狭温动物：珊瑚虫等；广温动物
㈣水对生物的影响(Water and organism)
水是生物体的重要组分、代谢原料。

生物都需要保持体内水分平衡。

水对植物的影响：①水是种子萌发的条件
②水对植物分布有影响。

植物分布的影响因素：水热条件(降水、温度)
③土壤中水的含量影响到根系的生长
水对动物的影响：①无脊椎动物只会在湿润条件下生存
②陆生动物体内含水量影响其生命维持。

一般动物失水20%死亡，即使骆驼只能耐受27%。

葛洛格定律（葛洛格规则Gioger's rule）：寒冷干燥的地区动物体色较淡；温暖潮湿地区动物体色较深（较高的温度和湿度能使产生色素的酶的活性增强，产生较多色素）。

个体生态学
1.生态因子，限制因子，李比希最小因子定律，谢尔福德耐受定理
2.光对生物的影响：动物体色，生物发光。

3.温度对生物的影响：贝格曼定律，阿伦定律，休眠，有效积温法则
4.水对生物的影响：生物分布，葛洛格定律。