第四章種群生活史

種群生態(tài)學學習種群的特征掌握種群的數(shù)量動態(tài)掌握種群內(nèi)部和不同種群間的相互關(guān)系目的要求第三章種群及其基本特征第四章種群生活史

第五章種內(nèi)與種間關(guān)系

主要內(nèi)容第四章種群生活史能活成百上千年——僅能活幾分鐘；個體巨大——個體微??；很多小的后代個體——后代數(shù)量較少，但個體較大共性：具有出生、生長、繁殖、衰老和死亡的過程。

——上述均是稍后要說的“生活史性狀”同種不同個體，不同種不同個體的共性第四章種群生活史第一節(jié)生活史概述第二節(jié)繁殖成效（自學）第三節(jié)繁殖格局（自學）第四節(jié)繁殖策略第五節(jié)性選擇（自學）

第一節(jié)生活史概述一、生活史1、定義：

生物從出生到死亡所經(jīng)歷的全部過程。第一節(jié)生活史概述2.生活史性狀

①生長形式——曲線②成熟年齡

③成熟時個體大?、芎蟠臄?shù)量、出生時個體大?、萏囟挲g的死亡規(guī)律⑥壽命生物從出生到死亡所經(jīng)歷的全部過程生活史對策

(或生態(tài)對策):

生物在生存斗爭中通過自然選擇所獲得的生活史性狀第一節(jié)生活史概述第一節(jié)生活史概述不同種類的物種在同一生活史性狀上存在巨大差異：能活成百上千年——僅能活幾分鐘；個體巨大——個體微??；很多小的后代個體——后代數(shù)量較少，但個體較大第一節(jié)生活史概述3.生活史性狀的影響因素（1）生物的遺傳特性——不能改變（2）外界環(huán)境的影響——生態(tài)可塑性（3）一些遺傳特性受另一些遺傳特性的制約第一節(jié)生活史概述

同一物種生活在不同環(huán)境中，由于不同生態(tài)因子影響，生物必須有一定的適應機制才能生存。這種機制將保存在物種的遺傳信息庫中。環(huán)境對物種的影響……加拿大——5個湖泊種群大小變化年齡結(jié)構(gòu)（依據(jù)體長判斷年齡）翻車魚：生活在淺水，保衛(wèi)巢穴例子：環(huán)境對物種的影響……不同生境魚群數(shù)量（2年內(nèi)）的變化不同地點成魚（3a）/幼魚存活率第一節(jié)生活史概述3.生活史性狀的影響因素（1）生物的遺傳特性——不能改變（2）外界環(huán)境的影響——生態(tài)可塑性（3）一些遺傳特性受另一些遺傳特性的制約第一節(jié)生活史概述壽命長的生物，其生殖期往往開始較遲個體小的生物，其壽命常常較短第一節(jié)生活史概述3.生活史性狀的影響因素（1）生物的遺傳特性——不能改變（2）外界環(huán)境的影響——生態(tài)可塑性（3）一些遺傳特性受另一些遺傳特性的制約第一節(jié)生活史概述生活史性狀

①出生時個體大小②生長形式——曲線③成熟年齡

④成熟時個體大小⑤后代的數(shù)量、性比⑥特定年齡和大小的死亡規(guī)律⑦壽命生活史研究的主要內(nèi)容及意義

（1）研究生活史的相似性與相異性及其與特定生境或形成背景的聯(lián)系。（2）比較不同生活史類群的生活史性狀的生物學意義及其生態(tài)學解釋。第一節(jié)生活史概述二、個體大小有機體最明顯的表面形狀。不同種群個體大小各異。FrequencydistributionsofnumberofspecieswithrespecttologbodymassforNorthAmericanmammals(a),birds(b),andfreshwaterfish第一節(jié)生活史概述1.生物遺傳物質(zhì)的特征，與生活周期長短有關(guān)。（1）從生存角度講，大個體占優(yōu)勢（2）從發(fā)展角度講，小個體占優(yōu)勢2.與生物不同的生長階段有關(guān)，有較大的生態(tài)可塑性生活史性狀的影響因素（1）生物的遺傳特性——不能改變（2）外界環(huán)境的影響——生態(tài)可塑性（3）一些遺傳特性受另一些遺傳特性的制約第一節(jié)生活史概述個體大小與壽命之間具有強的正相關(guān)關(guān)系世代周期與壽命之間又有很強的關(guān)系第一節(jié)生活史概述1.生物遺傳物質(zhì)的特征，與生活周期長短有關(guān)。（1）從生存角度講，大個體占優(yōu)勢（2）從發(fā)展角度講，小個體占優(yōu)勢2.與生物不同的生長階段有關(guān)，有較大的生態(tài)可塑性第一節(jié)生活史概述個體大小與內(nèi)稟增長率有很強的負相關(guān)關(guān)系病毒、細菌、原生動物、變溫動物、恒溫動物第一節(jié)生活史概述1.是生物遺傳物質(zhì)的特征，與生活周期的長短有關(guān)。（1）從生存角度講，大個體占優(yōu)勢（2）從發(fā)展角度講，小個體具有優(yōu)勢2.與生物不同的生長階段有關(guān)，有較大的生態(tài)可塑性三、生長與發(fā)育速度生長生物物質(zhì)、細胞數(shù)量的增加。發(fā)育伴隨著生長過程,生物體的結(jié)構(gòu)和功能由簡單到復雜,從幼體形成一個與親代相似的性成熟的個體,這個總的轉(zhuǎn)變過程稱發(fā)育。第一節(jié)生活史概述第一節(jié)生活史概述生物在不同時刻的生長狀況繪制成圖，幾乎所有的生物都有相同的生長曲線－S形生長曲線數(shù)學關(guān)系式稱為邏輯斯諦方程

第一節(jié)生活史概述生物在不同時刻的生長狀況繪制成圖，幾乎所有的生物都有相同的生長曲線－S形生長曲線數(shù)學關(guān)系式稱為邏輯斯諦方程

第一節(jié)生活史概述S型(sigmoid)①停滯期②指數(shù)期③靜止期第一節(jié)生活史概述S型(sigmoid)①停滯期準備生長期;

幼株個體小、分裂細胞少、器官尚未完全形成、獲取營養(yǎng)能力小、生長環(huán)境條件尚未達到最適時期等因素影響。第一節(jié)生活史概述S型(sigmoid)①停滯期②指數(shù)期真正生長期；生長的內(nèi)外因素均達到最有利狀態(tài)。第一節(jié)生活史概述S型(sigmoid)①停滯期②指數(shù)期③靜止期細胞分裂、組織和器官的形成速度相對細胞死亡來說越來越慢，二者最終達到平衡，呈靜止狀態(tài)。第一節(jié)生活史概述生物生長過程中各器官不是按同一比率生長（異速生長現(xiàn)象），而是按照自己特有的生長率生長，各器官生長的總和構(gòu)成整體的生長。各器官均呈S型增長！異速生長：生物體各器官不均勻和不成比例的生長。

采用整體與部分、部分與部分之間作對應研究。第一節(jié)生活史概述異速生長的定量關(guān)系可用冪函數(shù)反映。四、繁殖方式有機體生產(chǎn)出與自己相似的后代的現(xiàn)象。生物形成新個體的所有方式的總稱。包括:第一節(jié)生活史概述“繁殖”和“生殖”經(jīng)常通用，繁殖含義比較廣第一節(jié)生活史概述無性繁殖①營養(yǎng)繁殖:從生物體的一部分生長發(fā)育為新個體的繁殖方式；②孢子生殖:孢子不經(jīng)過有性過程而直接發(fā)育成新個體的繁殖方式。有性生殖兩性細胞核的結(jié)合形成新個體的繁殖方式第一節(jié)生活史概述無性繁殖的優(yōu)點無性繁殖不經(jīng)過復雜的有性過程和胚胎發(fā)育階段，子代來自同一基因型的親體，因而在擴展性、繁殖速度與繁殖潛力上比有性生殖更具優(yōu)勢。第一節(jié)生活史概述有性生殖的優(yōu)點來自父本和母本的染色體重新配對，使子代更具變異性和對環(huán)境的適應性。五、擴散

有機體擴展種群空間行為的過程。

1.定義：生物個體或繁殖體從一個生境轉(zhuǎn)移到另一個生境中的過程。生物進化來的一種方法，用來躲避種內(nèi)競爭，避免近親繁殖。第一節(jié)生活史概述第一節(jié)生活史概述2.擴散方式

不同生物，擴散方式不同，可分為主動擴散被動擴散

第一節(jié)生活史概述植物的擴散動物的擴散可動性傳播因子地形條件植物的擴散：（1）被動擴散，繁殖體的傳播。（2）傳播距離決定于：第一節(jié)生活史概述第一節(jié)生活史概述可動性是繁殖體對擴散的適應性，決定于繁殖體的重量、體積、有無特殊的構(gòu)造(例如，翅、刺鉤、氣囊、氣室等)體積大、重量小或具有特殊構(gòu)造的果實可傳播到較遠距離既重又沒有特殊構(gòu)造的果實垂直落到母體周圍可動性傳播因子地形條件植物的擴散：（1）被動擴散，繁殖體的傳播。（2）傳播距離決定于：第一節(jié)生活史概述第一節(jié)生活史概述傳播因子是指傳播繁殖體的媒介和動力?？匡L傳播：小、輕或具有翅、毛等構(gòu)造如，菊科果實具有冠毛，能惜助風力傳播到較遠地方?？克畟鞑ィ壕哂惺怪h浮的氣囊、氣室第一節(jié)生活史概述借助于動物和人的活動：表面常具粘液，或具有鉤、刺、芒等;

具有堅硬種皮的種子或漿果，經(jīng)過消化道仍具高生活力，靠動物吞食后攜帶到另外地方，傳播距離因動物活動范圍而異?？蓜有詡鞑ヒ蜃拥匦螚l件植物的擴散：（1）被動擴散，繁殖體的傳播。（2）傳播距離決定于：第一節(jié)生活史概述第一節(jié)生活史概述地形條件間接影響傳播，主要作用于傳播因子如，平原、丘陵、高山、河流、湖泊、海洋等，有的有利于繁殖體的傳播，有的障礙傳播。地形影響傳播方向和傳播速度。第一節(jié)生活史概述植物的擴散動物的擴散第一節(jié)生活史概述動物擴散為主動擴散。動物擴散形式遷出遷入遷移第一節(jié)生活史概述動物擴散為主動擴散。動物擴散形式遷出分離出去而不再歸來的單方向移動第一節(jié)生活史概述動物擴散大為主動擴散。動物擴散形式遷出遷入引入的單方向移動第一節(jié)生活史概述動物擴散為主動擴散。動物擴散形式遷出遷入遷移周期性的離開和返回3.擴散的生物學和生態(tài)學意義①可以使種群內(nèi)和種群間個體得以交換，防止近親繁殖；②可以補充或維持正常分布區(qū)以外的暫時性分布區(qū)域的種群數(shù)量；③擴大種群分布區(qū)，降低暴露給捕食者和染上疾病的機會，增加遇到資源和配偶的機會；④增加由于雜種優(yōu)勢而產(chǎn)生更多合適后代的機會第一節(jié)生活史概述第四章種群生活史第一節(jié)生活史概述第二節(jié)繁殖成效（自學）第三節(jié)繁殖格局（自學）第四節(jié)繁殖策略第五節(jié)性選擇（自學）第四節(jié)繁殖策略生活史性狀①個體大?、谏L與發(fā)育速度③繁殖(指的是繁殖方式)④擴散⑤后代的數(shù)量、大小、性比⑥特定年齡和大小的死亡規(guī)律⑦成熟年齡和壽命第四節(jié)繁殖策略生活史性狀①個體大?、谏L與發(fā)育速度③繁殖(指的是繁殖方式)④擴散⑤后代的數(shù)量、性比⑥特定年齡和大小的死亡規(guī)律⑦成熟年齡和壽命生物在生存斗爭中通過自然選擇所獲得的生活史性狀稱為生活史對策繁殖策略-生活史對策綜合第四節(jié)繁殖策略邏輯斯諦方程的重要意義①生態(tài)學的基礎(chǔ)模型

②模型參數(shù)r、K，成為生物進化對策理論中的重要概念③確定資源生物的最大可持續(xù)收獲量的主要模型。第四節(jié)繁殖策略一、r-對策和K-對策

r-對策和K-對策是由MacArthur和Wilson（1967）提出的，后經(jīng)Pianka（1970）進一步發(fā)展和細化。

第四節(jié)繁殖策略1.r-對策和K-對策(1)r-對策在不穩(wěn)定環(huán)境中進化的物種中，只有具有較高繁殖能力的物種才能補償災害所造成的損失，故誰有較高的繁殖能力，自然選擇將對誰更有利，即不穩(wěn)定環(huán)境對具有較大rm的物種是有利的。

不穩(wěn)定環(huán)境——短期內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定第四節(jié)繁殖策略自然選擇角度

有利于增大內(nèi)稟增長率的選擇稱為r-選擇物種適應性角度

r-選擇的物種稱為r-策略者耗子-大象白樺-紅松第四節(jié)繁殖策略(2)K-對策在穩(wěn)定環(huán)境中進化的物種中，誰能更好的利用環(huán)境承載力，穩(wěn)定環(huán)境對誰越有利。例如：白樺和紅松穩(wěn)定環(huán)境——環(huán)境長時間穩(wěn)定競爭能力強，取勝!第四節(jié)繁殖策略自然選擇角度有利于競爭能力增加的選擇稱為K-選擇。物種適應性

k-選擇的物種稱為K-策略者。例如：白樺和紅松第四節(jié)繁殖策略2.r-對策、K-對策生物的特點r

快速發(fā)育，小型成體，數(shù)量多而個體小的后代，高的繁殖能量分配和短的世代周期。K

慢速發(fā)育，大型成體，數(shù)量少而個體大的后代，低的繁殖能量分配和長的世代周期。第四節(jié)繁殖策略3.r-對策和K-對策生物的優(yōu)缺點（1）r-策略者（機會主義者）高r值可以使種群迅速恢復；高擴散力，可以使其迅速離開惡化環(huán)境，并在其他地方建立起新的種群；是新生境的開拓者。第四節(jié)繁殖策略（2）K-策略者（保守主義者）種群數(shù)量比較穩(wěn)定，保持在K值附近，導致生境退化的可能性小，是穩(wěn)定環(huán)境的維護者；當生存環(huán)境發(fā)生災變時很難迅速恢復，如果再有競爭者抑制，就可能趨向滅絕。在物種資源面臨威脅時，對K-對策者的保護要比r-對策者更困難、更緊迫、更重要。第四節(jié)繁殖策略二、C-S-R對策（Grime的植物生活史對策）

r-k選擇只考慮了生境是否穩(wěn)定，如果在此基礎(chǔ)上考慮更多的生態(tài)維度（如土地生產(chǎn)力），那么可以對生活史做出更準確、更合理的描述，可構(gòu)造出一個更全面的生活史分類體系。第四節(jié)繁殖策略

Grime從擾動和環(huán)境脅迫方面對生活史對策進行了分類，把生活史對策從r-k的二分法發(fā)展到了C-S-R的三分法。

Grime的植物生活史對策與r-K理論的不同之處在于增加了新的適應性維度

——對環(huán)境脅迫的忍耐第四節(jié)繁殖策略在脅迫生境中，由于可利用資源非常有限或者存在嚴重的生理脅迫，植物要想成功生存就必須把大量的資源分配給維持功能。成功的脅迫忍耐者生長速度慢、組織器官耐久。第四節(jié)繁殖策略脅迫忍耐對策競爭對策雜草對策植物不能生存生產(chǎn)力環(huán)境脅迫擾動強度環(huán)境持久度Grime的C-S-R生境和生活史對策三角分類法植物能夠生存環(huán)境生產(chǎn)力低（脅迫嚴重）、干擾水平高（持久性差）的條件下，植物不能生存，只需考慮能允許植物生存的上三角.第四節(jié)繁殖策略擾動強度環(huán)境持久度生產(chǎn)力環(huán)境脅迫有較豐富資源的臨時性生境將選擇能夠快速拓殖的物種(R-對策者，干擾對策，雜草對策)

資源既豐富又穩(wěn)定的生境最適宜于那些能充分利用資源的物種（C-對策者，競爭對策）資源匱乏的生境將會選擇那些最能忍耐資源虧缺的物種（S-對策者，脅迫忍耐對策）脅迫忍耐對策競爭對策雜草對策植物不能生存植物能夠生存C(competition);S(stress);R(ruderal)

第四節(jié)繁殖策略擾動強度環(huán)境持久度生產(chǎn)力環(huán)境脅迫從資源分配的角度上看，三種生活史對策的資源分配模式分別為：脅迫