生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞的形式及實(shí)例

1、I 物敦學(xué)資料卡片2004.7 82O(X7 8資料卡片生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞的形式及實(shí)例浙江省金華市第六中學(xué)(321000) 錢樹人I 物敦學(xué)資料卡片2004.7 8I 物敦學(xué)資料卡片2004.7 8扭宿收-L接收胡85© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.入 11 rights reserved.生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的基本功能Z-o在生 態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)足生態(tài)系統(tǒng)的加礎(chǔ)能竝流動(dòng)圧空態(tài)系統(tǒng) 的動(dòng)力信息傳遞則決定著能址沆動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的方向和狀 念。任生態(tài)系統(tǒng)屮.種橢和神IffZMJ、種ffT內(nèi)部

2、個(gè)體H】個(gè)體Z 間共至生物和環(huán)境之間都有信息傳遞。I生態(tài)系統(tǒng)的值息信息(iiifonnalion)-詞起源于通訊匸程科學(xué) 19口年.美 國數(shù)學(xué)家香農(nóng)(C E Shannon)最早從通訊角度把信息定義為 “兩次不確定件之差j姑不確定件的減少的#r 在11常生活 中，信息通當(dāng)是折包含任情報(bào)、消息、信號(hào)、指令、數(shù)捌、圖像等 傳播形式中的新的知識(shí)內(nèi)容對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中的信息到目窮為 止還沒仃一個(gè)統(tǒng)-的定義。何學(xué)者認(rèn)為，生態(tài)系統(tǒng)中的信息是 折生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)和能駅在時(shí)空I:分布的不均勻性還冇學(xué) 者認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)中的信息是實(shí)現(xiàn)世界物質(zhì)客體間相4聯(lián)系的 形式.2生態(tài)系統(tǒng)肘信息傳遞佇息的竹遞(informal ion

3、tramfcr )包松信息的發(fā)送處理、傳 輸處理利接收處理等過程。生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞過程-般包扌占 5個(gè)基本環(huán)節(jié)(如下圖)。圖I(I)信源:即信息(sourer).足信息的產(chǎn)生者.(21發(fā)送器它：_ r I MUxkTl耍把傳遞的消息變換介干信道I：傳輸?shù)男盘?hào).一傲耍經(jīng)過編碼器的編碼.(3) 信道:位迪血nn"是連接發(fā)送端與接收端的仁息媒 介.足信息的傳輸者。發(fā)送器官發(fā)送的信號(hào)通過信道從一個(gè)冇 機(jī)體傳遞到另一個(gè)燈機(jī)體;從這一種群傳遞到另一個(gè)種群；從 i個(gè)群落進(jìn)入另一個(gè)群落.空氣、水域、土壤、伐物等圧生態(tài)系 統(tǒng)中典型的信道.(4) 接收器官:接收器官(r«cker)執(zhí)行與發(fā)送器

4、官相反的 功能把通過信道苗的信兮接收.并進(jìn)行解碼.變換成為能夠 被接收者理斛的消息。(5) (h Tfi: ffi Tfi I m ipKvni of information)是 f；息的接收昔. 是信息傳遞能II的地。信息傳遞的M的就是要使接收端獲得 i個(gè)吋發(fā)送堆相同的復(fù)現(xiàn)消息.包括全部?jī)?nèi)容和特征然而. 在實(shí)際中不可避免地會(huì)受到噪聲(no2) f擾.從而使接收信息 和發(fā)送信息之間總是存莊差別。喋聲是生態(tài)系統(tǒng)中所有信息 傳遞中的限制因素。3生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞的形式及實(shí)例生態(tài)系統(tǒng)依息傳遞的形犬主嬰仃物理(H息、化7侑息、粒 養(yǎng)信息利行為信息。3 1 hiHt 息生態(tài)系統(tǒng)中以物理過程為傳遞形式的信息

5、稱為物理信息。 生態(tài)系統(tǒng)中的齊沖光、聲、熱、電超等都是物理仃息;動(dòng)物的視 覺、聽覺、冷覺、熱覺和觸覺是典熨的物理信息感受的過程.這 叫物理仃息仃的衣示識(shí)別.仃的農(nóng)爪威脅、挑戰(zhàn)，仃的向?qū)澐届?啣n己的優(yōu)勢(shì)冇的農(nóng)示從屬冇的則為了配對(duì)等a 1.1光借息。蛍火蟲的閃光.蝴蝶的總昇.花朵艷血的色彩 等都屬于光信總.螢火蟲在夜晚足依擁發(fā)光器官所發(fā)出的閃 光來尋找配偶的。有一種螢火蟲(photin us pyraH 到處E 來E去，但嚴(yán)恪地每IK5.8 1發(fā)光次，雄就則停歇竹沖葉I: 以發(fā)光村向答.毎次發(fā)光間隔時(shí)間與堆螢相同，但總是在維量 發(fā)光2”后才發(fā)光擁研九毎種董火蟲的發(fā)光頻率都不相 同這極好地避免了種

6、間信兮混淆和種間雜交。A 1. 2出亦信息.人們址熟悉的聲音英過勺類宛轉(zhuǎn)序變的 叫聲了.嗚炎和昆蟲的鳴叫聲啖似于皺火蟲的閃光.祁貝 有物種各自的特異性.澳人利亞紳可發(fā)出800 Hz的低頻聲, 其聲音強(qiáng)度ZtSOdB以I：.由TftffW的感受器對(duì)800 Hz的低 頻聲址為坡空和具何址人的折向性.所以號(hào)常彼吸引到鳴叫著 的雄艸群體中來.1 1. 3熱倍息。生活在南吳洲的響用蛇頭部有個(gè)煩空能夠 感知0. coi v溫差的變化:響用蛇能夠準(zhǔn)確地捕fr動(dòng)物主耍 就是罷煩駕對(duì)溫差的墩感性。A 1. 4觸覺信息.冇空動(dòng)物交配行為的完成冇賴觸覺信 息.堆岡蛛在生殖李節(jié)走近蛛網(wǎng).在網(wǎng)邊用詢足按一定的力度 和V

7、律牽動(dòng)雌蛛所結(jié)網(wǎng)的蛛辿,雌蛛立即作出反應(yīng),也像有美 食一樣神了過來.這時(shí).雄蛛會(huì)秤時(shí)退到蛛網(wǎng)的外浙雄蛛等 到如蛛回到網(wǎng)中央辰它會(huì)又-次州尼蛛網(wǎng)。半址蛛確認(rèn)楚唯 蛛的求偶信兮時(shí).就會(huì)做好交配準(zhǔn)備.安靜地等在網(wǎng)的中央。 唯蛛価不停地?fù)軇?dòng)蛛網(wǎng)，面爬向雌竦.完成打雌姝的交配。 S I. 5我信息由于生物生活在人陽和地球的磁場(chǎng)內(nèi)少不 了翌受到磁力的影響 物対磁場(chǎng)仃不同的感受能力，常常檢 稱為尼住物的第六感覺.候島在天空中成群結(jié)隊(duì)、南北K途往 返E行能夠準(zhǔn)確到達(dá)目的地特別是信鴿千里傳書而不謀莊 這些行為中，動(dòng)物就足通過感知電檢場(chǎng)的變化，從而呦定1己 所處方位利運(yùn)動(dòng)方向的。A 2 化學(xué)信息生態(tài)系統(tǒng)的齊個(gè)層次

8、都冇生物代謝產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)參9 信息傳遞這沖傳遞信息的化學(xué)物質(zhì)通稱為化學(xué)信息。如胡、 維生素、生氏素、抗生素、性外激素.體至尿和先便鴿都厲r傳 遞信息的化學(xué)物質(zhì).化學(xué)信息深深地影響著牛物種間和種內(nèi) 的關(guān)系.有的相互制約，有的相互促進(jìn)，有的相互吸引，有的相 互排斥.化學(xué)信總在牛態(tài)系統(tǒng)中廣泛存花.對(duì)它的研究近兒年 發(fā)展迅速.并逐步形成一個(gè)分支學(xué)科一化學(xué)生態(tài)學(xué)。動(dòng)物的咬覺、味覺圧典P的化學(xué)信息感空過程.動(dòng)物根據(jù) 味覺信息嬰劉斷代物町吆還是不盯吃，好吆還是不好吃.從向 作出吃還足不吃、多吃還址少吃的決定而這些對(duì)丁維持它的 生命是至關(guān)求要的.我們知道.狗具有非常發(fā)達(dá)的收覺.能夠 感爻空氣屮 些化學(xué)物質(zhì)所

9、攜帶的氣味侑息這対于狗任尋找 和選抒仗物.發(fā)現(xiàn)敵害.穌避不良環(huán)境的行為中起杵朿要作用. 32 1動(dòng)物與植協(xié)Z間的化學(xué)仃息植物給人們的印線似卩 只能呆在那屮等待被動(dòng)物吃抻.然而.K實(shí)并非如此.如植物的 苦味是個(gè)重嬰的化學(xué)信息，對(duì)許多植食動(dòng)物來說，可以起到 拒仃作用.不過這種苦味對(duì)仃些杭仕動(dòng)物來說可能又是引誘的 信號(hào)。A 2 2動(dòng)物9動(dòng)協(xié)Z間的化學(xué)侑息昆蟲性外激素是生態(tài)系 統(tǒng)中廣泛存點(diǎn)的一種化學(xué)信息例如雌僉蛾釋放的性外激 素，可以把3 km以外的址娥吸引過來。蟲燃?xì)爸淮贫晁尫?的性外激索的數(shù)址不到Q 01 mg.但雄蛾仍然能夠作出反應(yīng). 小盤屮在發(fā)現(xiàn)榆、松等寄生植物后.會(huì)釋放聚集化學(xué)侑息.以U

10、喚同類來共屁取ft.棉蝸蟲受到七星飆蟲攻擊時(shí)被捕仕的蝸 蟲會(huì)立u卩祥放吿善外激素，通知同類個(gè)體逃避.于是周M3的媽 蟲紛紛跌落.螞蚊群體中的偵察蟻分泌的追蹤外激素能引亍 同類覓代、去般運(yùn)僅物等。哺乳動(dòng)物能發(fā)ill很第氣味.即便是動(dòng)物的尿和炎便也包介 著許多的信息.皮脂腺被廣泛認(rèn)為是哺乳動(dòng)物的取要的信息 源。3 23植物丐杭物/何的化學(xué)信息。在生態(tài)系統(tǒng)中.牛產(chǎn)者之 何同樣發(fā)生檔逐雜的信息聯(lián)系。為人們熟知的是伙悔的他感n: 用（alldoptlhy）.他感作用是折杭物在物質(zhì)代謝過秤中產(chǎn)牛的化 學(xué)物質(zhì).對(duì)其他植物的生怏發(fā)什產(chǎn)生榮種影響的相互作川。植 物的他感作用冇的足互利的。例如農(nóng)民在種m朮稼時(shí)發(fā)現(xiàn)

11、:件 物中的洋蔥和甜菜.馬鈴料和菜豆.小麥籾琬衛(wèi)混種或間種能夠 相互促遂比取獨(dú)種植產(chǎn)址高.有的是相互帝抗、相互排斥的, 這種現(xiàn)彖常稱片井株克生現(xiàn)飲如某種黃瓜（Cilmis譏w） 能產(chǎn)生一種化學(xué)物質(zhì)，可以B1止絕人參數(shù)的雜Q生長(zhǎng).維持其任 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的優(yōu)対.黑核桃樹下兒乎沒冇G木杭物.這是 岡為黑孩桃樹皮和果實(shí)含仃?duì)谆蚁鬟@種物廣被用水沖到 上壞也后再被氧化成胡桃甌從而抑制其他植物的生長(zhǎng)。片株 克生現(xiàn)線是梆物控制其他植物生長(zhǎng)的奇妙辦法。3 3營(yíng)泰信息杵養(yǎng)信息是折通過背養(yǎng)交換所傳遞的信息。仃物鏈（網(wǎng)） 可以看作是一個(gè)背養(yǎng)信息系統(tǒng)通過甘養(yǎng)交換能夠把背養(yǎng)信 息從一個(gè)種群（或個(gè)體）傳到另一個(gè)種群（

12、或個(gè)體）.由于食物 鏈屮并昔菲級(jí)的生物要保持一定的比例即符合生態(tài)金字塔規(guī) 律因此.生態(tài)系統(tǒng)中某一廿養(yǎng)級(jí)生物的數(shù)就和質(zhì)雖的變化. 就會(huì)引起仕物鏈中其他生物數(shù)謚和質(zhì)駅的變化。例如松對(duì)歉收這就預(yù)示若松鼠數(shù)址的減少以松就為fr 的貂、鼬等動(dòng)物的數(shù)城也會(huì)閥之城少。在尊原I-.為羊多時(shí).草 就相對(duì)少了；隼少了反過來乂會(huì)便羊減少。I月此，從草的姜少 可以得到羊的飼料足否豐富.以及羊祥數(shù)彊變化趨勢(shì)的信總.達(dá);.艮BL三川門傳粉耍依靠丸花蜂.山此推斷.三葉即的緊茂是由于英國丸花蜂多.而丸花蜂比其他地方 姜的廉因.是因?yàn)槟抢锵彩撤浞亢头鋐幼蟲的田就特別少，而 那里II很少的原因.足因?yàn)榇遄x中冇許篡貓。那么.不妨照

13、此推衍卜去:三葉草是英國牛群的主要僅物. 而英國海軍的主要仃品足牛肉攜頭干眉三葉在生態(tài)學(xué)上 英國海軍大有關(guān)聯(lián);這樣看來，英國Z所以能夠擁有一支強(qiáng)丿、 的海軍，從而成為世界軍歲強(qiáng)國，最終應(yīng)該歸功J貓著名生 物學(xué)家赭育黎更進(jìn)一步陷默地說:“人所共知英國的貓是老姑 娘心啖養(yǎng)的，所以英國能夠禰*jpq海，無論從邏輯上，還楚從生 態(tài)學(xué)角度上來看，歸根結(jié)底.都應(yīng)歸功于英田那些愛貓的老姑 娘j達(dá)爾文的貓與三葉蹴的故事加上這一冊(cè) 演義”,當(dāng)然 是言過其實(shí).詼諧他U但就某種意義上來說，這個(gè)故事卻顯 示出琶養(yǎng)信息的傳遞侑況.i 4行為信息行為信息足折某氣動(dòng)物通過特殊的fr為方A向同種的其 他個(gè)體或其他生物發(fā)出的信

14、息。在這空信息中有的表不威 脅挑戰(zhàn)有的向?qū)Ψ届臝I自己的優(yōu)勢(shì)有的表示從屬,有的則 為了配對(duì).還有則是欺轉(zhuǎn).等等.例如.蜜蜂發(fā)現(xiàn)蜜源時(shí).就用那蹈動(dòng)作來農(nóng)示，以“告沖其 他蜜蜂花源的方向、距離議蜂中匸要的舞蹈有兩種：一種是 関鵝鄭.憫鵝娜是采集r花蜜的蜜蜂向同fi傳込在蜂祈近距離 內(nèi)采家的信號(hào)；-種是抿盡薛.擺尼舞足招呼同伴到百米以外 去采蚩的信號(hào)。其擺尾速度與蜜源距離有關(guān).地也鳥是草廉 中的-種叫.半發(fā)現(xiàn)敵怙時(shí)椎島就會(huì)急速起飛扇動(dòng)兩翼給 在卿卵的雌鳥發(fā)出送泄的信息。仃些鳥通過總行姿勢(shì)和跳舞 動(dòng)作來傳遞求偶信總叢豬遭遇敵害時(shí).將其休刺豎亢形成 可怕的姿態(tài)從而赴跑敵人.參考文獻(xiàn)1蘇釣先.王仁卿.生態(tài)學(xué)概論（修訂版）.北京：高尊教自出版比 1993： 13A2文峰.觀代生態(tài)學(xué)北京：科學(xué)出版比2002： 3込353.3蔡曉期卞態(tài)系統(tǒng)牛態(tài)學(xué)北屁科學(xué)出版補(bǔ).2001:163- 182.4冊(cè)生態(tài)學(xué)北京：倚尊教仔岀版禮.2001:236239.5希