第四：生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞

1、 一般將可以傳播的消息、情報(bào)、指令、數(shù)據(jù)與信號等稱作信息（information）1 1、物理信息、物理信息（physical information）生態(tài)系統(tǒng)中的光、聲、溫度、濕度、生態(tài)系統(tǒng)中的光、聲、溫度、濕度、磁力等，通過物理過程傳遞的信息磁力等，通過物理過程傳遞的信息。物理信息的來源可以是無機(jī)環(huán)境，物理信息的來源可以是無機(jī)環(huán)境，也可以是生物。也可以是生物。一、生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類一、生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類 螢火蟲發(fā)出的螢光是一種求偶信號，螢火蟲發(fā)出的螢光是一種求偶信號，以此與異性取得聯(lián)系。但這種信號往往以此與異性取得聯(lián)系。但這種信號往往被第三者被第三者狼蛛非法利用，結(jié)果雙雙狼蛛非法利用，

2、結(jié)果雙雙被捕，成了愛情的犧牲品。被捕，成了愛情的犧牲品。 以嘹亮的鳴聲呼喚配偶的動物較多，其中以嘹亮的鳴聲呼喚配偶的動物較多，其中有些只是簡單的鳴叫，如蟬類。有些鳥類則伴有有些只是簡單的鳴叫，如蟬類。有些鳥類則伴有炫耀歌喉或滔滔不絕地炫耀歌喉或滔滔不絕地“表白表白”。這種方式也容。這種方式也容易暴露目標(biāo)，往往釀成愛情悲劇。易暴露目標(biāo)，往往釀成愛情悲劇。 黃斑黑蟋蟀黃斑黑蟋蟀 回聲定位回聲定位l（依賴于聲音的作用）（依賴于聲音的作用）蛇的熱感受器與導(dǎo)彈（紅外線感受器）蛇的熱感受器與導(dǎo)彈（紅外線感受器）l（溫度的作用）（溫度的作用）有些植物，像萵苣、茄、煙草的種子必有些植物，像萵苣、茄、煙草的種子

3、必須接受某些波長的光信息，才能萌發(fā)生須接受某些波長的光信息，才能萌發(fā)生長。長。500600700800波長波長/nm/nm0255075100萌發(fā)率萌發(fā)率/%/%大約有大約有2700種蚊子還具有相當(dāng)靈種蚊子還具有相當(dāng)靈敏的視覺感受器和熱傳感器敏的視覺感受器和熱傳感器 鳥遷徙行為中對方向的判斷鳥遷徙行為中對方向的判斷 （依賴于自身磁場與地球磁場的作用）（依賴于自身磁場與地球磁場的作用）魚的側(cè)線魚的側(cè)線l（水的振動的作用）（水的振動的作用）蒼蠅的平衡棒和運(yùn)載火箭（振動蒼蠅的平衡棒和運(yùn)載火箭（振動陀螺儀陀螺儀）一只小小的蒼蠅可以一氣飛行好幾個小時，速度高達(dá)一只小小的蒼蠅可以一氣飛行好幾個小時，速度高

4、達(dá)20公里小時。它還有垂直升降、急速調(diào)頭、空中懸公里小時。它還有垂直升降、急速調(diào)頭、空中懸停、隱身潛伏和微波信息收發(fā)等絕招兒。停、隱身潛伏和微波信息收發(fā)等絕招兒。平衡棒可以調(diào)節(jié)翅膀的運(yùn)動力向，是身平衡棒可以調(diào)節(jié)翅膀的運(yùn)動力向，是身體平衡度的一個導(dǎo)航儀。蒼蠅飛行時，體平衡度的一個導(dǎo)航儀。蒼蠅飛行時，平衡棒以一定的頻率進(jìn)行機(jī)械振動。當(dāng)平衡棒以一定的頻率進(jìn)行機(jī)械振動。當(dāng)蒼蠅飛行出現(xiàn)傾斜或偏離航向時，平衡蒼蠅飛行出現(xiàn)傾斜或偏離航向時，平衡棒的振動就會隨之發(fā)生變化，并且把這棒的振動就會隨之發(fā)生變化，并且把這種變化信息及時傳遞給蠅腦。蒼蠅會按種變化信息及時傳遞給蠅腦。蒼蠅會按新的指令調(diào)整身體的姿態(tài)和航向。

5、新的指令調(diào)整身體的姿態(tài)和航向。2 2、化學(xué)信息、化學(xué)信息（chemical information）生物在生命活動過程中，產(chǎn)生的一生物在生命活動過程中，產(chǎn)生的一些可以傳遞信息的化學(xué)物質(zhì)。些可以傳遞信息的化學(xué)物質(zhì)。昆蟲、魚類以及哺乳類等生物體中昆蟲、魚類以及哺乳類等生物體中都存在能傳遞信息的化學(xué)物質(zhì)都存在能傳遞信息的化學(xué)物質(zhì)信息素信息素（pheromone）。蚊觸須上的（二氧化碳和劇烈運(yùn)動時蚊觸須上的（二氧化碳和劇烈運(yùn)動時產(chǎn)生的乳酸產(chǎn)生的乳酸 ）化學(xué)探測器）化學(xué)探測器 這是最安全的求偶密碼，多見于昆蟲。如雌蝗這是最安全的求偶密碼，多見于昆蟲。如雌蝗在遠(yuǎn)處的草叢中分泌一種特殊的激素，雄蝗頭上的一對

6、觸角在遠(yuǎn)處的草叢中分泌一種特殊的激素，雄蝗頭上的一對觸角像電視接收天線一樣，能準(zhǔn)確無誤地接收到這種信號，及時像電視接收天線一樣，能準(zhǔn)確無誤地接收到這種信號，及時飛來，喜從天降，巧結(jié)良緣。飛來，喜從天降，巧結(jié)良緣。 昆蟲性信息素 防治病蟲害 信息素主要有性信息素、聚集素、告警素、追信息素主要有性信息素、聚集素、告警素、追蹤素等蹤素等 這是蜂群中有個體發(fā)現(xiàn)采蜜地點(diǎn)后發(fā)出的一種外激這是蜂群中有個體發(fā)現(xiàn)采蜜地點(diǎn)后發(fā)出的一種外激素，招集同種群個體前來。素，招集同種群個體前來。 3 3、行為信息、行為信息（behavior information）動物的特殊行為，對于同種或異種動物的特殊行為，對于同種或異

7、種生物也能傳遞某種信息。生物也能傳遞某種信息。 求偶行為求偶行為 這種行為多見于水鳥。如雄鴨子這種行為多見于水鳥。如雄鴨子經(jīng)常在雌鴨面前脈脈含情，不時用喙梳經(jīng)常在雌鴨面前脈脈含情，不時用喙梳理羽毛，并涂擦脂肪，使羽毛平伏光潔，理羽毛，并涂擦脂肪，使羽毛平伏光潔，以炫耀自己的美麗姿態(tài)。有些鳥則只梳以炫耀自己的美麗姿態(tài)。有些鳥則只梳理色彩鮮明或者色彩別致的地方。最進(jìn)理色彩鮮明或者色彩別致的地方。最進(jìn)步的是鴛鴦，它只象征性地用喙觸碰一步的是鴛鴦，它只象征性地用喙觸碰一下翅翼上一根特別大的橙色羽毛。鶉雞下翅翼上一根特別大的橙色羽毛。鶉雞類雄性憑著花麗的外表、雄健的氣魄，類雄性憑著花麗的外表、雄健的氣魄

8、，常在雌性面前展翅、度步、開屏等，以常在雌性面前展翅、度步、開屏等，以炫耀自己的健美。有些鳴禽則以歌舞的炫耀自己的健美。有些鳴禽則以歌舞的方式進(jìn)行炫耀，從而取得配偶。方式進(jìn)行炫耀，從而取得配偶。 這是一種奇特而溫柔的求偶方式。如一些蠅類，這是一種奇特而溫柔的求偶方式。如一些蠅類，雄性在求偶前先建造一個細(xì)軟的和自身大小相當(dāng)?shù)慕z雄性在求偶前先建造一個細(xì)軟的和自身大小相當(dāng)?shù)慕z質(zhì)球，然后帶球飛到蠅群中，并在那里繞圈飛行以吸質(zhì)球，然后帶球飛到蠅群中，并在那里繞圈飛行以吸引雌蠅。雌蠅相中之后，接受禮品，結(jié)成配偶雙雙離引雌蠅。雌蠅相中之后，接受禮品，結(jié)成配偶雙雙離開蠅群，完成交配。有些則事先捕獲獵物；如蚊子

9、成開蠅群，完成交配。有些則事先捕獲獵物；如蚊子成昆蟲翅片，有些還用絲縷裹在所獲獵物上，使其顯大，昆蟲翅片，有些還用絲縷裹在所獲獵物上，使其顯大，也許有更大的引誘作用；有些動物已經(jīng)把也許有更大的引誘作用；有些動物已經(jīng)把“送禮送禮”發(fā)發(fā)展為展為“請客請客”的形式，如公雞找到食物之后，常常邀的形式，如公雞找到食物之后，常常邀請母雞共享美餐，居心便是交配，有時甚至不等母雞請母雞共享美餐，居心便是交配，有時甚至不等母雞食完，便色相畢露。食完，便色相畢露。 求偶行為求偶行為 這是一種激烈的求偶方式。例如，雄性鱷魚為爭奪這是一種激烈的求偶方式。例如，雄性鱷魚為爭奪雌體而叫囂繞轉(zhuǎn)；雄的鮭魚常常整天地相互爭斗；

10、雄鍬形雌體而叫囂繞轉(zhuǎn)；雄的鮭魚常常整天地相互爭斗；雄鍬形蟲的巨型大顎常被其他雄蟲咬傷。又如流蘇鷸的雄性二者蟲的巨型大顎常被其他雄蟲咬傷。又如流蘇鷸的雄性二者拼命爭斗，雌性卻歇在一旁觀戰(zhàn)，最后則和戰(zhàn)勝者同去。拼命爭斗，雌性卻歇在一旁觀戰(zhàn)，最后則和戰(zhàn)勝者同去。這種方式在哺乳類中最為普遍。在激烈的爭斗中，雄的常這種方式在哺乳類中最為普遍。在激烈的爭斗中，雄的常有特別的武器，如雄鹿的角、公雞的距；有的還有特別的有特別的武器，如雄鹿的角、公雞的距；有的還有特別的防御工具，如雄獅的鬣、雄鮭的鉤形上顎等。防御工具，如雄獅的鬣、雄鮭的鉤形上顎等。 求偶行為求偶行為 警戒與防衛(wèi)警戒與防衛(wèi)（1）哺乳動物的體溫）哺

11、乳動物的體溫;（2）鳥類鳴叫；）鳥類鳴叫；（3）孔雀開屏；）孔雀開屏；（4）螢火蟲發(fā)光；）螢火蟲發(fā)光；（5）植物分泌的化學(xué)物質(zhì)；）植物分泌的化學(xué)物質(zhì)；（6）電磁波；）電磁波；（7）昆蟲發(fā)出的聲音；）昆蟲發(fā)出的聲音；（8）昆蟲的外信息素；）昆蟲的外信息素；（9）紫外線；）紫外線；（10）蜜蜂跳舞；）蜜蜂跳舞；練習(xí)：練習(xí)：請將下列信息進(jìn)行分類請將下列信息進(jìn)行分類植物間信息傳遞植物間信息傳遞 指植物產(chǎn)生的次生代謝物質(zhì)在植物生長過程中，通過信息抑制其他植物的生長、發(fā)育并加以排除的現(xiàn)象，常稱為異株克生異株克生現(xiàn)象現(xiàn)象。 1 1、中某些品系在化學(xué)物質(zhì)的信息中某些品系在化學(xué)物質(zhì)的信息作用下，可以阻止作用下，

12、可以阻止8787左右的雜草生長，左右的雜草生長，維持其在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的優(yōu)勢。維持其在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的優(yōu)勢。 2、有時發(fā)生在同一個物種之內(nèi)。在這、有時發(fā)生在同一個物種之內(nèi)。在這些植物的早期生長中，這種毒素可能降低些植物的早期生長中，這種毒素可能降低同一物種幼小個體的成活力。然而，當(dāng)這同一物種幼小個體的成活力。然而，當(dāng)這種毒素在土壤中積累時，它們就能使植物種毒素在土壤中積累時，它們就能使植物自身死亡，減少生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部空間的擁擠。自身死亡，減少生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部空間的擁擠。例如例如。 3、在寄生植物和寄主植物之間，還表現(xiàn)有另一種在寄生植物和寄主植物之間，還表現(xiàn)有另一種不同的情況。黃獨(dú)腳金（不同的情況。黃

13、獨(dú)腳金（Striga hermonthica）是玄參）是玄參科植物，寄生于甘蔗、玉米或棉花上。向日葵列當(dāng)科植物，寄生于甘蔗、玉米或棉花上。向日葵列當(dāng)（Orobanche cumana）是列當(dāng)科植物，寄生于向日）是列當(dāng)科植物，寄生于向日葵、蠶豆、煙草等植物上。這些寄生植物的種子細(xì)小如葵、蠶豆、煙草等植物上。這些寄生植物的種子細(xì)小如塵埃，隨風(fēng)擴(kuò)散，它們并非在任何地方都可以發(fā)芽。而塵埃，隨風(fēng)擴(kuò)散，它們并非在任何地方都可以發(fā)芽。而只有在接收到寄主植物根部分泌物的信號后，才萌動、只有在接收到寄主植物根部分泌物的信號后，才萌動、發(fā)芽；若接收不到寄主植物的這種信息，寄生植物種子發(fā)芽；若接收不到寄主植物的這種

14、信息，寄生植物種子在土壤中呆上在土壤中呆上10年也不喪失其發(fā)芽的能力。后來分析年也不喪失其發(fā)芽的能力。后來分析出這種信息物是一種具有兩個內(nèi)酯的萜類化合物出這種信息物是一種具有兩個內(nèi)酯的萜類化合物獨(dú)獨(dú)腳金酚（腳金酚（strigol）。在合適的條件下，）。在合適的條件下，110-6moll-1的濃度就能促使的濃度就能促使50的黃獨(dú)腳金種子發(fā)芽。的黃獨(dú)腳金種子發(fā)芽。 資料分析：資料分析：1 1、蝙蝠對周圍環(huán)境的識別、取食與飛行，、蝙蝠對周圍環(huán)境的識別、取食與飛行，幾乎完全依賴聲波。蝙蝠通過自身發(fā)出幾乎完全依賴聲波。蝙蝠通過自身發(fā)出聲波，對目標(biāo)進(jìn)行聲波，對目標(biāo)進(jìn)行“回聲定位回聲定位”。二、信息傳遞在生

15、態(tài)系統(tǒng)中的作用二、信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用資料分析：資料分析：3 3、（、（1 1）自然界中，植物開花需要光信）自然界中，植物開花需要光信息刺激，當(dāng)日照時間達(dá)到一定長度時，息刺激，當(dāng)日照時間達(dá)到一定長度時，植物才能開花；植物才能開花； （2 2）許多動物都能在特定時期釋放）許多動物都能在特定時期釋放用于吸引異性的信息素；目前科學(xué)家已用于吸引異性的信息素；目前科學(xué)家已經(jīng)確定了其化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的經(jīng)確定了其化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的200200多種多種昆蟲信息素中，大部分用來傳遞性信息昆蟲信息素中，大部分用來傳遞性信息。資料分析：資料分析：4 4、當(dāng)煙草植物受到蛾、當(dāng)煙草植物受到蛾幼蟲的攻擊后，能產(chǎn)幼蟲的攻

16、擊后，能產(chǎn)生和釋放一種信息素，生和釋放一種信息素，該化學(xué)物質(zhì)在白天可該化學(xué)物質(zhì)在白天可以吸引蛾幼蟲的天以吸引蛾幼蟲的天敵敵捕食者，夜間捕食者，夜間又能夠驅(qū)趕雌蛾，使又能夠驅(qū)趕雌蛾，使它們不能停留在葉片它們不能停留在葉片上產(chǎn)卵。上產(chǎn)卵。1.生物個體生命活動的正常進(jìn)行，離不開生物個體生命活動的正常進(jìn)行，離不開信息的作用；信息的作用；2.生物種群的繁衍，也離不開信息的傳遞；生物種群的繁衍，也離不開信息的傳遞；3.生態(tài)系統(tǒng)中，各種群之間關(guān)系的調(diào)節(jié)，生態(tài)系統(tǒng)中，各種群之間關(guān)系的調(diào)節(jié)，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的維持，依然離不開信息生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的維持，依然離不開信息的傳遞。的傳遞。u 相關(guān)資料：相關(guān)資料：在蘋果園里放置一個電子儀器，產(chǎn)生與蜜在蘋果園里放置一個電子儀器，產(chǎn)生與蜜蜂跳圓圈舞或擺尾舞相同的頻率或聲音。蜂跳圓圈舞或擺尾舞相同的頻率或聲音。當(dāng)蜜蜂感受到電子儀器發(fā)出的信息后