生态学原理与进展：6 种群生活史对策
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宜环境也不进行生长发育
6.5.3 潜生现象(隐生现象, cryptobiosis)、蛰伏 (torper)、冬眠 (hibernation)、夏眠 (aestivation)
21
6.6 迁移
6.6.1迁徙(migration) 6.6.2 扩散(dispersal) 6.6.3 迁移的模式
• 反复往返旅行 • 单次往返旅行 • 单程旅行
– 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 – 拮抗性多效模型：部分基因对早期繁殖有利对生命晚
期有害
24
本章结束，谢25 谢
6.1.3 能量分配 (energy allocation)
– 单次生殖或多次生殖 – 大量小型后代或少量大型后代
3
花旗松生长与繁殖能量分配之间的权衡 4
6.2 体型效应
6.2.1 体型大小与寿命 6.2.2 体型大小与内禀增长率
Southwood的解释
– 单位重量代谢率→寿命→生殖期→内禀增长率
– 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
11
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
• MacArthur和Wilson按栖息环境和进 化对策的生物分类
– r-对策者生物和K-对策者生物
• E. Pianka的r-选择和K-选择理论
– r-选择：种群增长率最大；K-选择：种群
竞争能力最大
10
6.3.1 r-选择和K-选择（续）
• r-选择种和K-选择种的特征 （？） • r-选择和K-选择的适应意义
6.5.1 休眠 (dormancy)：是由不良环境条件直接引
起的，当不良环境条件消除时，便可恢复生长发育
6.5.2 滞育 (diapause)：是昆虫长期适应不良环境
而形成的种的遗传性。在自然情况下，当不良环境到来 之前，生理上已经有所准备，即已进入滞育。一旦进入 滞育必需经过一定的物理或化学的刺激，否则恢复到适
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6.7 复杂的生活史周期
6.7.1 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)
– 世代间变化：包括形态转换
6.7.2 适应优势
– 扩散与生长间平衡 – 生境利用最优化
23
6.8 衰 老
6.8.1 衰老现象
– 生物体进入老年后，身体恶化，繁殖力、精力、存活 力下降
6.8.2 衰老的原因
环境多变
产生大量种 子，种子个 体小
环境稳定
产生少量种子，种子个 体大，可以很快萌发
种群死亡率高
临时性池塘 12
13
环境与物种进化
r
不稳定 环境 r-
稳定 K- 环境
生 物
不稳定环境 不可预测 灾变较多
不稳定
环境 r-
K-
生 物
？ 如何应对
两条道路
稳定环境 竞争较 为激烈
遭遇两种环境
稳定 环境
K
为稳定 – 单次生殖：幼体死亡率低于成体死亡率 6.4.3 CSR三角形
18
• CSR三角形
– 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
杂草对策
扰
水 平 竞争对策
胁迫忍耐对策
生境的严峻度
19
20
6.5 滞育和休眠
16
生殖价和生殖效率
• 能量分配权衡：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 • 不同环境的生活史对策 • 生殖效率：后代质量/投入能量
17
来自百度文库.4 生境分类
6.4.1 不同繁殖付出生境的物种
– 高-CR生境物种：推迟繁殖后代 – 低-CR生境物种：提前繁殖后代 6.4.2 “两面下注”理论 – 多次生殖：成体死亡率与幼体死亡率相比较
6 种群生活史对策
6.1 生活史 6.2 能量分配与权衡 6.3 体型效应 6.4 生殖对策 6.5 生境分类 6.6 滞育和休眠 6.7 迁移 6.8 复杂的生活史周期 6.9 衰老
1
相关概念
生活史的概念
– 生物从出生到死亡所经历的全部过程
生活史的关键组分
– 体型大小 (body size)、生长率 (growth rate)、繁殖 (reproduction)、寿命 (longevity)
以r-对策者模式应对
以K-对策者模式应对
r r-对策者 K K-对策者
化物 过种 程进
环境
生物进化方向
14
R选择与K选择比较
15
r-K连续体
• r-K连续体（ r-K continuum ）: 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。
生态对策(生活史对策, life history strategy)
– 生物在生存斗争中获得的生存对策(生殖/取食/迁移/ 体型)
2
6.1 能量分配与权衡 (trade-off)
6.1.1 不存在理想的高度适应性生物(达尔文魔鬼) 6.1.2 能量的限制导致必须进行能量的权衡(生长和繁殖)
- 生物必须在不同生活史组分中进行权衡
6.2.3 适应意义
– 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
体 型 效 应
7
8
6.3 生殖对策
6.3.1 r-选择和K-选择 6.3.2 生殖价和生殖效率
9
6.3.1 r-选择和K-选择
• Lack对鸟类的研究
– 幼鸟存活数：产卵数和亲体关怀能力关 系(两种进化对策)
6.5.3 潜生现象(隐生现象, cryptobiosis)、蛰伏 (torper)、冬眠 (hibernation)、夏眠 (aestivation)
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6.6 迁移
6.6.1迁徙(migration) 6.6.2 扩散(dispersal) 6.6.3 迁移的模式
• 反复往返旅行 • 单次往返旅行 • 单程旅行
– 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 – 拮抗性多效模型：部分基因对早期繁殖有利对生命晚
期有害
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本章结束，谢25 谢
6.1.3 能量分配 (energy allocation)
– 单次生殖或多次生殖 – 大量小型后代或少量大型后代
3
花旗松生长与繁殖能量分配之间的权衡 4
6.2 体型效应
6.2.1 体型大小与寿命 6.2.2 体型大小与内禀增长率
Southwood的解释
– 单位重量代谢率→寿命→生殖期→内禀增长率
– 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
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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
• MacArthur和Wilson按栖息环境和进 化对策的生物分类
– r-对策者生物和K-对策者生物
• E. Pianka的r-选择和K-选择理论
– r-选择：种群增长率最大；K-选择：种群
竞争能力最大
10
6.3.1 r-选择和K-选择（续）
• r-选择种和K-选择种的特征 （？） • r-选择和K-选择的适应意义
6.5.1 休眠 (dormancy)：是由不良环境条件直接引
起的，当不良环境条件消除时，便可恢复生长发育
6.5.2 滞育 (diapause)：是昆虫长期适应不良环境
而形成的种的遗传性。在自然情况下，当不良环境到来 之前，生理上已经有所准备，即已进入滞育。一旦进入 滞育必需经过一定的物理或化学的刺激，否则恢复到适
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6.7 复杂的生活史周期
6.7.1 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)
– 世代间变化：包括形态转换
6.7.2 适应优势
– 扩散与生长间平衡 – 生境利用最优化
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6.8 衰 老
6.8.1 衰老现象
– 生物体进入老年后，身体恶化，繁殖力、精力、存活 力下降
6.8.2 衰老的原因
环境多变
产生大量种 子，种子个 体小
环境稳定
产生少量种子，种子个 体大，可以很快萌发
种群死亡率高
临时性池塘 12
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环境与物种进化
r
不稳定 环境 r-
稳定 K- 环境
生 物
不稳定环境 不可预测 灾变较多
不稳定
环境 r-
K-
生 物
？ 如何应对
两条道路
稳定环境 竞争较 为激烈
遭遇两种环境
稳定 环境
K
为稳定 – 单次生殖：幼体死亡率低于成体死亡率 6.4.3 CSR三角形
18
• CSR三角形
– 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
杂草对策
扰
水 平 竞争对策
胁迫忍耐对策
生境的严峻度
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6.5 滞育和休眠
16
生殖价和生殖效率
• 能量分配权衡：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 • 不同环境的生活史对策 • 生殖效率：后代质量/投入能量
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来自百度文库.4 生境分类
6.4.1 不同繁殖付出生境的物种
– 高-CR生境物种：推迟繁殖后代 – 低-CR生境物种：提前繁殖后代 6.4.2 “两面下注”理论 – 多次生殖：成体死亡率与幼体死亡率相比较
6 种群生活史对策
6.1 生活史 6.2 能量分配与权衡 6.3 体型效应 6.4 生殖对策 6.5 生境分类 6.6 滞育和休眠 6.7 迁移 6.8 复杂的生活史周期 6.9 衰老
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相关概念
生活史的概念
– 生物从出生到死亡所经历的全部过程
生活史的关键组分
– 体型大小 (body size)、生长率 (growth rate)、繁殖 (reproduction)、寿命 (longevity)
以r-对策者模式应对
以K-对策者模式应对
r r-对策者 K K-对策者
化物 过种 程进
环境
生物进化方向
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R选择与K选择比较
15
r-K连续体
• r-K连续体（ r-K continuum ）: 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。
生态对策(生活史对策, life history strategy)
– 生物在生存斗争中获得的生存对策(生殖/取食/迁移/ 体型)
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6.1 能量分配与权衡 (trade-off)
6.1.1 不存在理想的高度适应性生物(达尔文魔鬼) 6.1.2 能量的限制导致必须进行能量的权衡(生长和繁殖)
- 生物必须在不同生活史组分中进行权衡
6.2.3 适应意义
– 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
体 型 效 应
7
8
6.3 生殖对策
6.3.1 r-选择和K-选择 6.3.2 生殖价和生殖效率
9
6.3.1 r-选择和K-选择
• Lack对鸟类的研究
– 幼鸟存活数：产卵数和亲体关怀能力关 系(两种进化对策)