生態(tài)學(xué)課件 5種群生態(tài)學(xué)－種群生活史

種群生活史種群生活史第一節(jié)生活史概述第二節(jié)繁殖成效第三節(jié)繁殖格局第四節(jié)繁殖策略第五節(jié)性選擇第一節(jié)生活史概述1.生活史（lifehistory）：指一個生物從出生到死亡的所經(jīng)歷的全部過程（出生、生長、分化、繁殖、衰老、死亡）。2.生活史:1）由遺傳物質(zhì)決定；

2）受外界條件的影響，在一定范圍內(nèi)某些性狀具有可塑性，但是生活史格局保持穩(wěn)定。

3）生活史研究主要是比較不同生活史類群的生物學(xué)意義及其生態(tài)學(xué)解釋3.生活史的關(guān)鍵組分：

個體大小、生長與發(fā)育速度、繁殖、擴散一、個體大?。?）和遺傳相關(guān)。個體大小與生活周期長短有很好的相關(guān)性（2）與生物的不同發(fā)育階段有關(guān)，有較大的生態(tài)可塑性（3）個體大：壽命長，易保持內(nèi)穩(wěn)態(tài)，競爭力強，存活率高。危險也較多。（4）個體小：世代短，更新快，適應(yīng)幅廣，進化速度快。二、生長和發(fā)育1.生長：生物體生物物質(zhì)的增加；生物細胞數(shù)量的增加。2.發(fā)育：

指伴隨生長過程，生物體的結(jié)構(gòu)和功能從簡單到復(fù)雜，從幼體到與親代相似的性成熟個體，這個總的轉(zhuǎn)變叫發(fā)育3.“s”形生長曲線（生物單位時間內(nèi)生長量）

停滯期：生物體的準(zhǔn)備生長期，受幼株個體小、分裂細胞少、器官尚未完全形成、獲取營養(yǎng)的能力較小和生長的環(huán)境條件尚未達到最適時期等因素的影響。

指數(shù)期：生物的真正生長期，生長內(nèi)外因素都達到最有利狀態(tài)

靜止期：越來越多的細胞開始死亡，細胞分裂乃至組織和器官的形成越來越慢，最終達到平衡呈靜止?fàn)顟B(tài)。4.異速增長：

生物體各部分器官的不均勻和不成比例的生長。

圖1夜鷺雛鳥體重生長曲線

（“s”形生長曲線）異速生長三、繁殖1.繁殖和生殖：

繁殖≠生殖；繁殖是生物形成新個體的總稱，包括：營養(yǎng)繁殖、孢子生殖和有性生殖。2.繁殖方式的生態(tài)學(xué)意義：現(xiàn)存環(huán)境條件下的擴展性多變環(huán)境的適應(yīng)性

繁殖速度

繁殖潛力自然選擇下的進化速度四、擴散擴散：

1）定義：指生物個體或繁殖體從一個生境轉(zhuǎn)移到另一個生境中。

2）擴散方式：主動擴散和被動擴散2.擴散意義：

1）可以使種群內(nèi)和種群間的個體得以交換；

2）可以補充或維持在正常分布區(qū)以外的暫時分布區(qū)域的種群數(shù)量；

3）擴大種群的分布區(qū)。3.植物的擴散：

1）方式：繁殖體的傳播，多為被動性擴散；

2）傳播距離：可動性：繁殖體對擴散的適應(yīng)性，如繁殖體大小、特殊構(gòu)造傳播因子：傳播繁殖體的媒介和動力地形條件：間接因子孢子、種子、果實、塊莖、根莖、鱗莖等

4.動物的擴散：

1）方式：遷出、遷入、遷移三種；多為主動擴散；2）擴散的原因：食物資源不足、地位低被逐出、被親代驅(qū)逐、環(huán)境與氣候的季節(jié)變化、躲避天敵、追尋配偶、生境災(zāi)變、環(huán)境污染第二節(jié)繁殖成效繁殖成效：個體現(xiàn)時的繁殖輸出與未來繁殖輸出的總和稱為繁殖成效（reproductiveeffort）；

是物種固有的遺傳特性，用來衡量個體在生產(chǎn)子代方面對未來世代生存與發(fā)展的貢獻；一、繁殖價值繁殖價值：在相同的時間內(nèi)特定年齡個體相對于新生個體的潛在繁殖貢獻。包括現(xiàn)時繁殖價值（presentreproductivevalue）和剩余繁殖價值（residualreproductivevalue）

RV=M+RRVM表示當(dāng)年生育率；RRV表示余生中繁殖的期望值；RV表示繁殖價值大多數(shù)生物的繁殖價值在開始繁殖是較低，隨著年齡的增長而升高，然后再隨著衰老而下降個體間的繁殖價值差異提供了一個強有力的生活史對策預(yù)報器。裂縫：種群薄殼、體型小、高繁殖能量分配并生產(chǎn)少量大型后代r特征。裂縫環(huán)境決定了成體體型，但由于競爭激烈，大型幼體則有利。能動大石塊：厚殼、個體大、繁殖能量分配低并產(chǎn)生許多小型后代K特征。大石塊能動，厚殼的大型成體不易于被壓死，而多的幼體則有利于保證后代。二、親本投資1.親本投資：有機體在生產(chǎn)子代以及撫育和管理時所消耗的能量、時間和資源量稱為親本投資（parentalinvestment）。

1）雌雄個體之間的親本投資差異很大；

2）不同物種的親本投資差異很大；

3）植物的親本投資與生境有關(guān)。2.將有限的總繁殖投資再做分配，可以出現(xiàn)多種多樣的投資方式有撫育習(xí)性的生物:較少子代，較多撫育較多子代，較少撫育無撫育習(xí)性的生物:子代個體較大，數(shù)量較少子代個體較小，數(shù)量較多哪一種親本投資有效？三、繁殖成本1.Cody“分配原理”：生活史的各個環(huán)節(jié)（維持生命、生長、繁殖和各種競爭等）都需要分享有限資源，如果增加某一生命環(huán)節(jié)的能量分配就必然要減少其他環(huán)節(jié)能量分配為代價。2.有機體在繁殖后代時對能量或資源的所有消費稱為繁殖成本。3.成功的生活史是能量協(xié)調(diào)作用的結(jié)果。繁殖與生長：樹木產(chǎn)種量與年輪寬度成反比；繁殖與存活：第三節(jié)繁殖格局一、一次繁殖和多次繁殖二、生活年限和繁殖一、一次繁殖和多次繁殖1.一次繁殖生物：生活史中一次繁殖即死亡的生物。在個體發(fā)育中，每個階段只出現(xiàn)一次。如：一年生植物、二年生植物、竹類和多數(shù)昆蟲等。2.多次繁殖生物：一生中能夠繁殖多次的生物。在性成熟以前，各階段只出現(xiàn)一次，繁殖階段多次重復(fù)繁殖過程。如：多年生草本、喬木和灌木樹種、高等動物。

3.繁殖格局是自然選擇的結(jié)果，不同的生境類型下常有不同繁殖格局類型的植物。

1）不利于生物生長和生存的環(huán)境，多以一次結(jié)實的草本植物占優(yōu)勢。

2）利于生物生長和生存的良好環(huán)境，以多次結(jié)實的草本植物或木本植物占優(yōu)勢。二、生活年限和繁殖1.植物：一年生植物；二年生植物；多年生植物；2.動物：短命型；中等壽命型；長壽型；3.動植物的生活年限有遺傳性，也有較大的生態(tài)可塑性。動植物的繁殖類型與環(huán)境條件有密切關(guān)系；空間無限條件不利情況下,一次繁殖比多次繁殖更成功空間有限條件有利情況下，一次繁殖趨于延遲繁殖，多次繁殖優(yōu)于一次繁殖，主要關(guān)系到競爭力、生存力。空間有限競爭激烈情況下,多次繁殖優(yōu)于一次繁殖第四節(jié)繁殖策略D.Lack法則：動物繁殖的生態(tài)趨勢，提出了動物總是面對兩種對立的進化選擇：一種是高生育力但無親代撫育；一種是低生育力但有親代撫育。MacArthur和Wilson推進了Lack的思想，將生物按棲息環(huán)境和進化對策分為r對策者和K對策者一、r-選擇和K-選擇

1.在穩(wěn)定的環(huán)境中，有利于那些能更好的利用環(huán)境承載力，達到更大的環(huán)境容納量（K）的生物；在不穩(wěn)定的環(huán)境中，有利于那些具有較大的內(nèi)稟增長力（rm）的生物。

2.有利于增加內(nèi)稟增長力的選擇稱為r-選擇。r-選擇的物種稱為r-策略者。

3.有利于競爭能力增加的選擇成為K-選擇。K-選擇的物種稱為K-策略者。4.r-選擇具有使種群增長率達到最大化的特征：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期；5.K-選擇具有使競爭力達到最大化的特征：慢速發(fā)育，大型成體數(shù)量少但個大的后代，低繁殖能量分配和長的時代期。r-選擇和K-選擇6.r-、k-選擇只是有機體自然選擇的兩個基本類型。實際上大多數(shù)物種是以一個、幾個或大部分特征居于這兩個類型之間7.“r-k策略連續(xù)統(tǒng)”

r-選擇和K-選擇是兩個進化方向的不同類型，從極端的r-選擇到極端的K-選擇之間有許多過渡類型，有的更接近于r-選擇，有的更接近于K-選擇，兩者間有一個連續(xù)的譜系，稱r-K連續(xù)體。體型大小與內(nèi)稟增長率的關(guān)系二、R-、C-和S-選擇的生活史式樣1.70年代后期，J.P.Grime等在r-、k-選擇基礎(chǔ)上提出了R-、C-、S-選擇的生活史式樣C-選擇主要分配給生長；R-選擇主要分配給生殖；S-選擇主要分配給維持。植物在高干擾高嚴峻度生境中是不能生存的，如活躍的火山，高移動的沙丘。R-、C-和S-選擇物種的特征比較1不同生活史式樣的差異繁殖體的數(shù)目和大小平均壽命存活曲線形式開始生殖的年齡特定年齡生育力或結(jié)實率（即一次生殖還是多次生殖）生活史式樣具有鮮明的適應(yīng)性，是生物進化的結(jié)果。根據(jù)環(huán)境選擇的確切意義闡明生活史式樣的起源及其適應(yīng)性叫做生活史對策。1.K-策略者曲線和紅線有兩個交叉點，X為不穩(wěn)定的平衡點，即滅絕點;S是穩(wěn)定點，可視為最大環(huán)境容納量2.r-策略者曲線只有一個平衡點（s’）3.K對策者種群競爭性強，數(shù)量較穩(wěn)定，一般穩(wěn)定在K附近，大量死亡或?qū)е律惩嘶目赡苄暂^小，但一旦受到危害造成種群數(shù)量下降，由于其低r值種群恢復(fù)比較困難。動物保護中應(yīng)特別注意。4.r對策者死亡率高，但高r值使種群能迅速恢復(fù)，而且高擴散能力還可使其迅速離開惡化環(huán)境，在其他地方建立新種群。R對策者的高死亡率、高運動性和連續(xù)地面臨新局面，更有利于形成新物種。三、波動與穩(wěn)定s第五節(jié)性選擇一、植物的選擇受精二、動物的性選擇一、植物的選擇受精1.選擇受精：指具有特定遺傳基礎(chǔ)的精核和卵細胞優(yōu)先受精的現(xiàn)象。包括自交不親和、遠緣雜交不親和、多個花粉精核間競爭等2.選擇受精的意義：

1）在同種群中可以保證最適應(yīng)的兩性細胞的高度融合，增強后代的生存能力；

2）限制了異種間的自由交配，保證了種的相對穩(wěn)定性。二、動物的性選擇選擇主要通過兩條途徑產(chǎn)生：異性外表和行為

1.同性成員間的配偶競爭（性內(nèi)選擇）例：打斗武器的產(chǎn)生