進(jìn)化生態(tài)學(xué)復(fù)習(xí)資料思考題

1、目錄1.為什么通常是雄性競(jìng)爭(zhēng)雌性，而非雌性競(jìng)爭(zhēng)雄性？22.何謂協(xié)同進(jìn)化？簡(jiǎn)述植物與食草動(dòng)物的協(xié)同進(jìn)化過(guò)程？說(shuō)明植物對(duì)食草動(dòng)物危害后的防御反應(yīng)的主要類(lèi)型，解釋為什么自然界仍然充滿綠色？23.簡(jiǎn)述兩個(gè)物種間相互作用關(guān)系的主要類(lèi)型及其作用特點(diǎn)，論述自然界生物（植物、動(dòng)物、微生物）間互利共生主要存在的方式？34.何謂外來(lái)入侵種（invasive species）（3分）35.簡(jiǎn)述生物入侵的一般過(guò)程（5分）。36、 目前在我國(guó)發(fā)現(xiàn)了一些外來(lái)入侵的植物（如紫莖澤蘭）、外來(lái)入侵的植食性動(dòng)物（如美國(guó)白蛾）暴發(fā)危害。試應(yīng)用你所學(xué)的知識(shí)，以某種外來(lái)入侵的植物（如紫莖澤蘭）或者外來(lái)入侵的植食性動(dòng)物（如美國(guó)白蛾）為例

2、（任選其中的一種），簡(jiǎn)明扼要回答以下問(wèn)題：47. 上行控制效應(yīng)（bottom-up effect）（自下而上）48. 下行控制效應(yīng)（top-down effect）（自上而下）49. 動(dòng)物對(duì)溫度的進(jìn)化適應(yīng)策略（高溫干旱，低溫冷害）410 瘦素的生理功能和進(jìn)化意義511. 食草動(dòng)物的消化策略（前腸發(fā)酵和后腸發(fā)酵）512. 褐色脂肪組織613. 植物對(duì)低溫的適應(yīng)614. 性激素通訊715. 體型（body size）的生態(tài)學(xué)意義 217716. 生態(tài)學(xué)定律817. 非顫抖性產(chǎn)熱和顫抖性產(chǎn)熱918. 動(dòng)物與植物種子的相互關(guān)系101. 為什么通常是雄性競(jìng)爭(zhēng)雌性，而非雌性競(jìng)爭(zhēng)雄性？答：性沖突：雌雄動(dòng)物在

3、求偶和交配上存在利益的沖突和矛盾；兩性結(jié)合是一種不穩(wěn)定的聯(lián)姻，其中每一性別都試圖最大限度地傳遞自己的基因；合作是為了借助共同的后代傳遞自身的基因；但在配偶選擇、合子的制備以及卵和幼體的哺育等需要雙方投入能量的方面，兩性的利益往往不是一致的；這種關(guān)系似乎是一性對(duì)另一性的利用，而不是和諧與合作。雌性與雄性的基本差異：1、 兩性特征有明顯的差異：第一性征，第二性征；基本的差別是配子大小的不同：雌配子大而不動(dòng)，含有豐富的營(yíng)養(yǎng)；雄配子小而積極活動(dòng)，只有極少量的遺傳物質(zhì)構(gòu)成。由此導(dǎo)致的后代投資大小的不同，對(duì)動(dòng)物的性行為產(chǎn)生深刻的影響。2、雌性動(dòng)物通常要比雄性投入更多的資源，只能靠用較快的速度把營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化

4、為卵子或幼體來(lái)提高自己的生殖成功率；雄性動(dòng)物具有使極多受精的潛力，靠為很多動(dòng)物受精來(lái)提高自己的生殖成功率。雌性動(dòng)物常被看成雄性動(dòng)物為之競(jìng)爭(zhēng)的稀缺資源。性選擇：由于在大多數(shù)的種類(lèi)中，雌性在對(duì)后代的投入要比雄性高，她們?cè)谶x擇配偶時(shí)常常是選擇者；雌性通常選擇雄性的標(biāo)準(zhǔn)有非遺傳的利益和遺傳的利益。雌性選擇有優(yōu)質(zhì)領(lǐng)地的雄性個(gè)體做配偶；選擇占有食物資源的雄性個(gè)體做配偶；選擇具有優(yōu)質(zhì)基因（指能增加后代的生存、競(jìng)爭(zhēng)、繁殖能力的基因）的雄性個(gè)體做配偶。1、 性選擇的強(qiáng)度依賴于配偶競(jìng)爭(zhēng)的強(qiáng)度，而配偶競(jìng)爭(zhēng)的強(qiáng)度又依賴于兩個(gè)因素： 雙親在生殖投入上的差異 在任一時(shí)間可得到交配的性比2、 性選擇的強(qiáng)度：當(dāng)雙親對(duì)子代的投

5、入是大體相等的，比如在一雌一雄的鳥(niǎo)類(lèi)中，雌雄親代共同哺育他們的幼子，性選擇相對(duì)的強(qiáng)度較低。3、 如果雌性進(jìn)入繁育的狀態(tài)不是同步的，這樣就為少量的雄性一個(gè)個(gè)控制雌性提供的機(jī)會(huì)，在這種具有高的潛在回報(bào)的情況下，性選擇可能是強(qiáng)烈的。4、 Bateman在1948預(yù)測(cè)，性選擇通常在雄性演化中更具有壓力。對(duì)于雄性來(lái)說(shuō)，配偶獲得是有限的資源，而對(duì)于雌性則不是。雄性性選擇強(qiáng)度要大于雌性，性比失衡，往往雄性比雌性多，雄性的交配機(jī)會(huì)有限，這樣雌性就變成了被選擇的對(duì)象。但也不是與生俱來(lái)的，當(dāng)雌性而不是雄性進(jìn)行交配的機(jī)會(huì)變得有限，我們預(yù)測(cè)雌性也將相互間競(jìng)爭(zhēng)，而雄性則成為被選擇對(duì)象。2. 何謂協(xié)同進(jìn)化？簡(jiǎn)述植物與食草

6、動(dòng)物的協(xié)同進(jìn)化過(guò)程？說(shuō)明植物對(duì)食草動(dòng)物危害后的防御反應(yīng)的主要類(lèi)型，解釋為什么自然界仍然充滿綠色？答：協(xié)同進(jìn)化（coevolution）是一個(gè)物種的性狀作為對(duì)另一個(gè)物種性狀的反應(yīng)而進(jìn)化，而后一個(gè)物種的這一性狀本身又是對(duì)前一物種的反應(yīng)而進(jìn)化。植物與食草動(dòng)物的協(xié)同進(jìn)化過(guò)程：種子擴(kuò)散是最主要的機(jī)制逃避種子捕食者。植物的防御：忍耐食草動(dòng)物（便宜的植物部分，快速的生長(zhǎng)速率：特變?cè)谫Y源豐富的環(huán)境中），某些植物可能受到食草動(dòng)物的刺激，獲得大的生產(chǎn)量和繁殖。 構(gòu)成防御（物理）：被植物固定的部分通常是植物非常重要的，例如包括莖和葉上的毛，刺或者那些沒(méi)有被誘導(dǎo)的化學(xué)物質(zhì)。l 可誘導(dǎo)的防御：可誘導(dǎo)的化學(xué)防御物質(zhì)被儲(chǔ)存

7、在植物中但是不被運(yùn)輸，當(dāng)植物受到攻擊時(shí)成為非?；钴S的。食草動(dòng)物啃食具有誘導(dǎo)性防御化學(xué)物質(zhì)的植物時(shí)選擇合適的部位，特別是化學(xué)防御物質(zhì)含量少部位。食草動(dòng)物對(duì)植物反應(yīng)的適應(yīng)：發(fā)展特殊的酶進(jìn)行解毒；調(diào)整取食時(shí)間以避開(kāi)植物的有毒化合物或者生態(tài)適應(yīng)。植物與食草動(dòng)物的協(xié)同進(jìn)化過(guò)程：植物祖先aa食草動(dòng)物造成嚴(yán)重的取食壓力植物祖先的基因產(chǎn)生突變AaA植物對(duì)食草動(dòng)物產(chǎn)生抵抗作用A植物和A基因的強(qiáng)大選擇作用通過(guò)種群傳播食草動(dòng)物數(shù)量下降食草動(dòng)物祖先中的突變可對(duì)A植物產(chǎn)生抗性障礙食草動(dòng)物又造成巨大的取食壓力降低食草動(dòng)物壓力的任何防御機(jī)制的強(qiáng)大選擇壓力對(duì)食草動(dòng)物產(chǎn)生更強(qiáng)抵抗作用的植物變異型（循環(huán)）1）、補(bǔ)償作用 ：植物因

8、食草動(dòng)物“捕食”而受損害，但植物不是完全被動(dòng)的，植物有各種補(bǔ)償機(jī)制。 (1)在植物的一些枝葉受損害后，自然落葉（其光合作用弱而呼吸作用正常）減少，整株的光合率可能加強(qiáng)。 (2)受害植物可能利用貯存于各組織和器官中的糖類(lèi)得到補(bǔ)償，或改變光合產(chǎn)物的分布，以維持根枝比的平衡。 (3)植物的受傷枝可能掉落，也可能將其糖類(lèi)運(yùn)輸?shù)轿词軅χθ~而得到補(bǔ)償。 (4)如果在繁殖期受害，例如大豆，能以增加種子粒重來(lái)補(bǔ)償豆莢的損失。 (5)動(dòng)物啃食也可能刺激單位葉面積光合率的提高。例如冰草在實(shí)驗(yàn)“打葉”后的10天內(nèi)，其單位葉面光合率提高10。）植物的防衛(wèi)反應(yīng)誘導(dǎo)抗性：食草動(dòng)物的“捕食”還可能引起植物的防衛(wèi)反應(yīng)，如產(chǎn)

9、生更多的棘（機(jī)械防御）或化學(xué)物（化學(xué)防御）。直接防御（局部防御和系統(tǒng)防御）和間接防御。植物防衛(wèi)用的這些化學(xué)物，均屬植物次生物質(zhì)（Plant secondary substance），是植物代謝過(guò)程的副產(chǎn)品，如尼古丁、咖啡因都是植物的生物堿，薄荷油和貓薄荷屬萜類(lèi)，丁香和肉桂香屬苯丙烷。§ 世界大部分是綠色的，植物沒(méi)有被動(dòng)物吃盡，其解釋有二： 食草動(dòng)物在進(jìn)化中發(fā)展了自我調(diào)節(jié)機(jī)制，如發(fā)展特殊的酶進(jìn)行解毒、調(diào)整取食時(shí)間以避開(kāi)植物的有毒化合物或者生態(tài)適應(yīng)，以防止作為其食物的植物都?xì)绲簦?植物在進(jìn)化過(guò)程中發(fā)展了防衛(wèi)機(jī)制。1、植物對(duì)動(dòng)物的為害表現(xiàn)出：（1）避害性（2）無(wú)偏嗜性（3）抗性2、植物對(duì)

10、危害后的反應(yīng)：1）、補(bǔ)償作用 ）植物的防衛(wèi)反應(yīng)誘導(dǎo)抗性：直接防御（局部防御和系統(tǒng)防御）和間接防御3、世界為什么仍然是綠色的。限制取食：Topdown下行控制（捕食者控制食草動(dòng)物）上行控制Bottomup（植物營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)不佳）植物蛋白不同于動(dòng)物的蛋白，植物蛋白必須被動(dòng)物消化，重新被食草動(dòng)物合成。植物的蛋白質(zhì)含量低。碳水化合物含量高，但是大多數(shù)都形成了難消化的形式（木質(zhì)素和纖維素）。氮經(jīng)常被束縛以相對(duì)不可取的形式，例如次生代謝物的形式。3. 簡(jiǎn)述兩個(gè)物種間相互作用關(guān)系的主要類(lèi)型及其作用特點(diǎn)，論述自然界生物（植物、動(dòng)物、微生物）間互利共生主要存在的方式？答：競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系；捕食者與獵物；植物與食草動(dòng)物；寄主

11、與寄生物；互利共生；答：種間相互作用關(guān)系類(lèi)型如下：1、種間競(jìng)爭(zhēng)：是指兩種或更多種生物共同利用同一資源而產(chǎn)生的相互競(jìng)爭(zhēng)作用。不對(duì)稱性: 是種間競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)共同特點(diǎn)。不對(duì)稱性是指競(jìng)爭(zhēng)各方影響的大小和后果不同，即競(jìng)爭(zhēng)后果的不等性。種間競(jìng)爭(zhēng)的另一個(gè)共同特點(diǎn)是：對(duì)一種資源的競(jìng)爭(zhēng)，能影響對(duì)另一種資源的競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果。2、捕食作用：一種生物攻擊、損傷或殺死另一種生物，并以其為食，前者稱為捕食者（predator），后者稱為獵物或被食者（prey）。3、食草作用：食草是廣義捕食的一種類(lèi)型，其特點(diǎn)是被食者只有部分機(jī)體受損害，植物也沒(méi)有主動(dòng)逃脫食草動(dòng)物的能力。4、寄生：寄生者通常較寄主個(gè)體小，且對(duì)寄主有害。5、偏利共生：

12、僅一方有利稱為偏利共生6、互利共生：對(duì)雙方都有利稱為互利共生種間相互作用主要包括兩個(gè)方面： 兩個(gè)或多個(gè)物種在種群動(dòng)態(tài)上的相互影響，即 相互動(dòng)態(tài)（co-dynamics）； 彼此在進(jìn)化過(guò)程和方向上的相互作用，即 協(xié)同進(jìn)化（co-evolution）?；ダ采闹饕嬖诜绞剑?表現(xiàn)在行為上的互利共生 如裂唇魚(yú)和笛鯛2種植和飼養(yǎng)的互利共生：人類(lèi)與農(nóng)作物和家畜3有花植物和傳粉動(dòng)物的互利共生 4動(dòng)物消化道中的互利共生 ：白蟻腸道內(nèi)共生鞭毛類(lèi)。5高等植物與真菌的互利共生菌根 6生活在動(dòng)物組織或細(xì)胞內(nèi)的共生體：根瘤菌和豆科植物的互利共生。綜合題：4. 何謂外來(lái)入侵種（invasive species）（3分

13、）外來(lái)入侵物種，是指那些出現(xiàn)在其過(guò)去或現(xiàn)在的自然分布范圍及擴(kuò)散潛力以外的物種、亞種或以下的分類(lèi)單元，包括其所有可能存活、繼而繁殖的部分、配子或繁殖體。5. 簡(jiǎn)述生物入侵的一般過(guò)程（5分）。傳入，定居，適應(yīng)，繁衍。6、目前在我國(guó)發(fā)現(xiàn)了一些外來(lái)入侵的植物（如紫莖澤蘭）、外來(lái)入侵的植食性動(dòng)物（如美國(guó)白蛾）暴發(fā)危害。試應(yīng)用你所學(xué)的知識(shí)，以某種外來(lái)入侵的植物（如紫莖澤蘭）或者外來(lái)入侵的植食性動(dòng)物（如美國(guó)白蛾）為例（任選其中的一種），簡(jiǎn)明扼要回答以下問(wèn)題：1）可以通過(guò)那些方法調(diào)查得出該外來(lái)種種群發(fā)生的絕對(duì)密度？（2分）2）假設(shè)該外來(lái)種與當(dāng)?shù)亓硪唤壏N存在著競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，試建立該外來(lái)種種群（N1）與當(dāng)?shù)亓硪唤?/p>

14、種種群（N2）競(jìng)爭(zhēng)的作用關(guān)系模型，并分析它們之間競(jìng)爭(zhēng)作用的可能結(jié)果？（5分）3）從該外來(lái)種自身遺傳特性及侵入地自然、生物環(huán)境的角度，探討該外來(lái)種暴發(fā)的可能機(jī)制？（8分）4）根據(jù)該外來(lái)種種群暴發(fā)的可能機(jī)制，從生態(tài)系統(tǒng)管理角度，提出對(duì)該外來(lái)種控制的對(duì)策（4分）。人工防治、機(jī)械去除、生物防治、綜合治理、加強(qiáng)管理等紫莖澤蘭（Crofton Weed），多年生草本或亞灌木。植物界里的“殺手”，所到之處寸草不生，牛羊中毒?？蛇M(jìn)行有性繁殖和無(wú)性繁殖，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性極強(qiáng)，無(wú)論在干旱貧瘠的荒坡隙地、墻頭、巖坎，在石縫里也能生長(zhǎng)。在2010年中國(guó)西南大旱后瘋長(zhǎng)蔓延，威脅到農(nóng)作物的生長(zhǎng)。1）通過(guò)有意或無(wú)意的人類(lèi)活動(dòng)

15、而被引入一個(gè)非本源地區(qū)域.2）在當(dāng)?shù)氐淖匀换蛉嗽焐鷳B(tài)系統(tǒng)中形成了自我再生能力.3）給當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)或地理結(jié)構(gòu)造成明顯的損害或影響1）紫莖澤蘭調(diào)查法：樣方法：是指在被調(diào)查種群的生存環(huán)境內(nèi)隨機(jī)選取若干個(gè)樣方，通過(guò)計(jì)數(shù)每個(gè)樣方內(nèi)的個(gè)體數(shù)，求得每個(gè)樣方的種群密度，以所有樣方種群密度的平均值作為該種群的種群密度。樣方法具體步驟如下：確定調(diào)查對(duì)象；選取樣方：必須選擇一個(gè)該種群分布較均勻的地塊，使其具良好的代表性；計(jì)數(shù)：計(jì)數(shù)每個(gè)樣方內(nèi)該種群數(shù)量；計(jì)算：取各樣方平均數(shù)。3）一個(gè)外來(lái)物種進(jìn)入一個(gè)新的生態(tài)系統(tǒng)，最后是否形成入侵通常取決于兩個(gè)因素：進(jìn)入新環(huán)境的外來(lái)物種的自身特點(diǎn)，以及這個(gè)環(huán)境是否容易被這個(gè)物種入侵。

16、1、外來(lái)入侵種的特點(diǎn)：造成生物災(zāi)害的外來(lái)入侵種往往具有以下特點(diǎn)：（1）生態(tài)適應(yīng)能力強(qiáng)；（2）繁殖能力強(qiáng)；（3）傳播能力強(qiáng)。 2、被入侵生態(tài)系統(tǒng)特點(diǎn)：（1）具有足夠的可利用資源；（2）缺乏自然控制機(jī)制；（3）人類(lèi)進(jìn)入的頻率高。 4）a人工防治：依靠人力，拔除紫莖澤蘭，適宜還沒(méi)有大面積擴(kuò)散的情況。b、機(jī)械去除：利用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)制造的機(jī)械設(shè)備防治紫莖澤蘭。C、替代控制：用臂形草、紅三葉草、狗牙根等植物進(jìn)行替代控制。D、生物防治：澤蘭實(shí)蠅對(duì)植株生長(zhǎng)有明顯的抑制作用。7. 上行控制效應(yīng)（bottom-up effect）（自下而上）是指較低營(yíng)養(yǎng)階層的密度、生物量等（資源限制）決定較高營(yíng)養(yǎng)

17、階層的種群結(jié)構(gòu)。如植物的生產(chǎn)力決定了植食者種群密度，植食者的生產(chǎn)力決定了它們天敵的密度。8. 下行控制效應(yīng)（top-down effect）（自上而下）是指較低營(yíng)養(yǎng)階層的群落結(jié)構(gòu)（多度、生物量、物種多樣性）依賴于較高營(yíng)養(yǎng)階層的物種結(jié)構(gòu)。如捕食者天敵的密度決定了植食者種群密度。9. 動(dòng)物對(duì)溫度的進(jìn)化適應(yīng)策略（高溫干旱，低溫冷害）答：動(dòng)物對(duì)寒冷的適應(yīng)對(duì)策包括兩大類(lèi)：逃避對(duì)策和抵抗對(duì)策。逃避對(duì)策包括：1 遷徙；2 利用小環(huán)境氣候；3 冬眠或蟄伏；4 增加皮毛隔熱性能等。抵抗對(duì)策主要是增加產(chǎn)熱能力，如增加基礎(chǔ)代謝率、非顫抖性產(chǎn)熱、顫抖性產(chǎn)熱和活動(dòng)產(chǎn)熱等。動(dòng)物對(duì)沙漠干旱環(huán)境的適應(yīng)：1生理上的適應(yīng)：充分利

18、用代謝水，減少排尿；身體某些部分具有貯水功能；隔熱良好，可減少排汗。2行為上的適應(yīng)：多夜間活動(dòng)，避開(kāi)高溫以減少水分散失；食物中含有大量水分；尋找水源能力強(qiáng)。10 瘦素的生理功能和進(jìn)化意義答：瘦素（Leptin，LP）是由分泌的一種肽類(lèi)激素，是一種由脂肪組織分泌的激素，人們之前普遍認(rèn)為它進(jìn)入血液循環(huán)后會(huì)參與糖、脂肪及能量代謝的調(diào)節(jié)，促使機(jī)體減少攝食，增加能量釋放，抑制脂肪細(xì)胞的合成，進(jìn)而使體重減輕。主要生理功能瘦素的功能是多方面的，主要表現(xiàn)在對(duì)脂肪及體重的調(diào)控： 1、 抑制食欲：瘦素可使人類(lèi)進(jìn)食明顯減少，體重和體脂含量下降；2、增加能量消耗：瘦素可作用于中樞，增加交感神經(jīng)活性，使大量貯存的能量轉(zhuǎn)

19、變成熱能釋放； 3、 對(duì)脂肪合成的影響：瘦素可直接抑制脂肪合成，促進(jìn)其分解，也有人認(rèn)為可促進(jìn)脂肪細(xì)胞成熟； 4、對(duì)內(nèi)分泌的影響：胰島素可促進(jìn)瘦素的分泌，反過(guò)來(lái)瘦素對(duì)胰島素的合成、分泌發(fā)揮負(fù)反饋調(diào)節(jié)。瘦素可調(diào)節(jié)布氏田鼠哺乳期高攝食行為通過(guò)施加外源瘦素處理實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明，哺乳期低水平的瘦素水平可以增加下丘腦的兩種促進(jìn)攝食的神經(jīng)肽NPY （neuropeptide Y）和AgRP （agouti-related protein）的表達(dá)量，降低POMC的表達(dá)，來(lái)促進(jìn)動(dòng)物的攝食量和抑制動(dòng)物的產(chǎn)熱能力。無(wú)論是妊娠期還是哺乳期，當(dāng)動(dòng)物受到低溫刺激時(shí)，血清瘦素的濃度沒(méi)有發(fā)生明顯變化，但能量攝入和褐色脂肪組織線

20、粒體內(nèi)膜上的解偶聯(lián)蛋白1(uncoupling protein 1，UCP1)的表達(dá)卻顯著增加，表明布氏田鼠能夠通過(guò)提高產(chǎn)熱能力和增加攝食量來(lái)應(yīng)對(duì)寒冷和繁殖的雙重壓力，瘦素在寒冷環(huán)境條件下對(duì)能量代謝的調(diào)控作用與常溫條件下不同。一些與冷有關(guān)的應(yīng)激激素如去甲腎上腺素、皮質(zhì)酮等可能也參與了對(duì)動(dòng)物攝食和產(chǎn)熱的調(diào)節(jié)，同時(shí)這些激素與瘦素之間可能存在互作作用。瘦素對(duì)嚙齒動(dòng)物適應(yīng)寒冷環(huán)境具有重要作用但是，瘦素濃度冬季（寒冷季節(jié)降低）的生理地位是什么呢？一直不是很清楚。本研究中的工作假設(shè)是：低濃度的瘦素對(duì)于食物攝入增加和BAT（褐色脂肪組織）產(chǎn)熱能力增加是有貢獻(xiàn)的，并且可能是通過(guò)調(diào)整下丘腦的神經(jīng)肽的變化來(lái)進(jìn)行調(diào)

21、節(jié)作用的。在冷馴化條件下布氏田鼠的攝食量明顯減少，下丘腦AgRP和褐色脂肪組織BAT線粒體內(nèi)膜上的解偶聯(lián)蛋白1（uncoupling protein 1, UCP1）的表達(dá)也明顯降低，統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)AgRP和攝食量呈現(xiàn)顯著的相關(guān)關(guān)系。這些結(jié)果表明，與常溫條件下相比，在寒冷環(huán)境中瘦素水平對(duì)動(dòng)物的攝食水平和產(chǎn)熱能力的調(diào)控機(jī)制發(fā)生了改變，根據(jù)分析認(rèn)為，神經(jīng)肽AgRP在這個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程中可能扮演了重要角色。當(dāng)然，這還需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。11. 食草動(dòng)物的消化策略（前腸發(fā)酵和后腸發(fā)酵）能量的獲得與分配對(duì)于動(dòng)物的生存是至關(guān)重要的, 所以動(dòng)物通常以最優(yōu)消化對(duì)策即在最短的流通時(shí)間內(nèi), 最小的消化道容積及最大的消化效率

22、, 使能量和營(yíng)養(yǎng)的凈獲得速率最大。因此動(dòng)物的消化道結(jié)構(gòu)在動(dòng)物的消化對(duì)策中起著關(guān)鍵作用。根據(jù)食草動(dòng)物發(fā)酵部位的不同 ,動(dòng)物對(duì)食物的消化方式一般分為前腸發(fā)酵和后腸發(fā)酵 ,這些動(dòng)物分別稱為前腸發(fā)酵動(dòng)物和后腸發(fā)酵動(dòng)物。1、前腸發(fā)酵動(dòng)物分為反芻動(dòng)物和非反芻動(dòng)物, 它們都具有膨大的前胃, 在后腸中還有第二個(gè)發(fā)酵腔。這些動(dòng)物包括偶蹄目的牛科( Bov idae) 、長(zhǎng)頸鹿科等。前腸發(fā)酵動(dòng)物的前胃在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中膨大成囊狀前胃或管狀前胃。在囊狀前胃中, 新攝入的食物與前胃內(nèi)的殘?jiān)浞只旌?。反芻動(dòng)物的網(wǎng)狀瘤胃和駱駝的前兩個(gè)消化分室與此相似。在管狀前胃中, 新攝入的食物只和前胃中小部分殘?jiān)旌? 消化道內(nèi)容物在

23、前胃中滯留時(shí)間較短。2、后腸發(fā)酵動(dòng)物的發(fā)酵部位為前結(jié)腸或盲腸, 分別稱為結(jié)腸發(fā)酵動(dòng)物( colon fermenters)和盲腸發(fā)酵動(dòng)物( caecum fermenters) 。結(jié)腸發(fā)酵動(dòng)物包括偶蹄目的豬, 奇蹄目的馬、斑馬和驢, 有袋目的袋熊科動(dòng)物, 長(zhǎng)鼻目的大象( L ox odonta spp. ) , 靈長(zhǎng)目的類(lèi)人猿、人等。多數(shù)食草動(dòng)物都不能依靠自身的消化酶完全消化纖維食物 ,而植物的大部分結(jié)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)貯存部位都含有大量的纖維素和半纖維素 ,動(dòng)物自身不易消化這些化合物 ,只能通過(guò)與某些微生物 (細(xì)菌、真菌等 )共生 ,使得這些化合物在消化道中發(fā)酵 ,動(dòng)物才能利用。大型后腸發(fā)酵動(dòng)物的消化

24、道容量較大 ,并且食物在消化道中的滯留時(shí)間較長(zhǎng) ,所以微生物有充足的時(shí)間發(fā)酵。而小型食草動(dòng)物一般都具有很高的代謝率 ,需要迅速地從食物中吸取營(yíng)養(yǎng) ,因此食物在消化道中的滯留時(shí)間很短 ,尤其是食物質(zhì)量很低時(shí) ,滯留時(shí)間更短。所謂平均滯留時(shí)間是指消化道內(nèi)容物在消化道某一器官中混合、消化、發(fā)酵和吸收所需要的時(shí)間 。而在小型食草動(dòng)物中, 發(fā)酵所需時(shí)間幾乎總是比食物的平均滯留時(shí)間長(zhǎng)。為了解決發(fā)酵時(shí)間和食物的平均滯留時(shí)間之間的矛盾, 小型食草動(dòng)物通常從解剖結(jié)構(gòu)和生理適應(yīng)性方面形成一種機(jī)制即結(jié)腸分離機(jī)制( colonic separat ion mechanism, CSM)。1 結(jié)腸分離機(jī)制結(jié)腸分離機(jī)制是

25、指消化道內(nèi)容物在前結(jié)腸中發(fā)生分離, 小顆粒( 包括細(xì)菌) 和水溶性物質(zhì)通過(guò)結(jié)腸的逆蠕動(dòng)流回盲腸, 而粗糙的大顆粒向后結(jié)腸方向移動(dòng), 排出體外, 從而使得食物的平均滯留時(shí)間延長(zhǎng), 微生物有足夠的時(shí)間進(jìn)行發(fā)酵。許多盲腸發(fā)酵動(dòng)物, 如兔形目動(dòng)物、多數(shù)嚙齒目動(dòng)物及一些樹(shù)棲有袋類(lèi)如考拉( Phascolarctos cinereus )、奇卷尾袋貂(Pseudocheirus peregrinus )帚尾袋貂( Trichosurusvulp ecula)等都具有結(jié)腸分離機(jī)制。食草動(dòng)物通常采用以下兩種基本策略, 提高食物中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用率, 消化道內(nèi)容物發(fā)生分離,易消化的食物顆粒隨微生物和水滯留在前結(jié)腸

26、中,回流進(jìn)入盲腸, 消化率低的纖維物質(zhì)迅速通過(guò)消化道, 排出體外; 消化道內(nèi)容物在分離時(shí), 只有微生物滯留在前結(jié)腸中, 回流進(jìn)入盲腸, 使盲腸中的微生物密度增大, 從而提高發(fā)酵速率, 而其它流體物質(zhì)和顆粒物質(zhì)向后結(jié)腸方向移動(dòng), 經(jīng)消化后排出體外。為了彌補(bǔ)個(gè)體較小和前腸消化流通時(shí)間較短的缺陷, 小型盲腸發(fā)酵形成的對(duì)策是利用較大的CSTR 結(jié)構(gòu)的盲腸, 通過(guò)延長(zhǎng)消化道內(nèi)容物在消化道內(nèi)的滯留時(shí)間, 從而提高消化效率, 如通過(guò)結(jié)腸分離機(jī)制( colonic separat ion mechanism, CSM) 或食糞行為( coprophagy) 使滯留時(shí)間延長(zhǎng)。食糞行為：1、在兔和其它部分齒類(lèi)以及

27、部分原猿類(lèi)所具有的行為。實(shí)際上并非吃糞，而是吃含有大量粗蛋白的盲腸內(nèi)容物。由于食物迅速通過(guò)消化道, 使得大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì), 如細(xì)菌和小顆粒等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)隨糞便排出而丟失。所以許多小型盲腸發(fā)酵動(dòng)物通常重新攝入所排出的糞便, 與消化道內(nèi)容物混合后在消化道中再次消化和吸收, 以充分利用食物中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。這種行為通常稱之為食糞行為。2、食糞行為或食軟便行為( caecot rophy) 可以使反應(yīng)物再循環(huán), 進(jìn)一步消化利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。所謂食糞行為是指動(dòng)物重新攝入糞便, 進(jìn)行再消化和吸收; 而食軟便行為較為復(fù)雜, 消化物在進(jìn)入盲腸之前, 易消化的組分和不易消化的組分發(fā)生分離, 不易消化的組分通過(guò)盲腸形成硬便團(tuán)排出

28、, 易消化的組分在盲腸中發(fā)酵, 形成外包一層粘液的軟便團(tuán)排出, 動(dòng)物通過(guò)再攝入這種軟便團(tuán)進(jìn)一步對(duì)其發(fā)酵和消化, 從而提高整個(gè)再循環(huán)過(guò)程的效率。食軟便行為可使小型動(dòng)物不需要較大的消化道容積, 而只以較小的流通速率就可以提高消化效率。3、大型動(dòng)物通常不具有食糞行為, 因?yàn)槭澄镌谙纼?nèi)的流通時(shí)間足夠長(zhǎng), 微生物有充足的時(shí)間進(jìn)行發(fā)酵。另外, 大型后腸發(fā)酵動(dòng)物單位體重的能量需求較低, 因此, 可能很容易利用諸如象富含能量的揮發(fā)性脂肪酸( volat ile fat acid, VFA) 等發(fā)酵終產(chǎn)品, 而不必要支付物質(zhì)再循環(huán)所消耗的能量。但在長(zhǎng)期干旱、寒冷等食物資源匱乏的情況下,有些大型動(dòng)物如馬也可能

29、具有食糞行為12. 褐色脂肪組織是除單孔類(lèi)、有袋類(lèi)的幾乎所有的真獸體內(nèi)，都發(fā)現(xiàn)存在著一種高度特化的產(chǎn)熱組織，這便是褐色脂肪組織（簡(jiǎn)稱BAT）。體內(nèi)褐色脂肪量在人的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中是在不斷發(fā)生變化的，嬰幼兒期所占比例較高，隨著年齡的增長(zhǎng)，體內(nèi)褐色脂肪量逐漸減少。成年人體內(nèi)褐色脂肪的重量一般都低于體重的2。褐色脂肪組織的外觀呈褐色，細(xì)胞內(nèi)含有大量的脂肪小滴及高濃度的線粒體，細(xì)胞間含有豐富的毛細(xì)血管和大量的交感神經(jīng)纖維末梢，組成了一個(gè)完整的產(chǎn)熱系統(tǒng)。目前認(rèn)為，褐色脂肪組織的功能類(lèi)似一個(gè)“產(chǎn)熱器”，它主要通過(guò)細(xì)胞內(nèi)脂肪酸的非耦聯(lián)氧化磷酸化分解產(chǎn)熱，當(dāng)機(jī)體進(jìn)食或遇寒冷刺激時(shí)大量產(chǎn)熱。目前對(duì)褐色脂肪組織在肥

30、胖發(fā)生過(guò)程中所起的作用和功能尚不清楚。但也有人開(kāi)始認(rèn)為肥胖是由于機(jī)體能量?jī)?chǔ)存與消耗的失衡而產(chǎn)生的褐色脂肪組織通過(guò)產(chǎn)熱的形式，能夠?qū)Ⅲw內(nèi)過(guò)多的能量釋放出來(lái)，以減少能量積累，避免造成肥胖。 這種褐色脂肪組織除了一般脂肪組織所具有的營(yíng)養(yǎng)成份儲(chǔ)藏，以及寒冷時(shí)起保溫作用外褐色脂肪組織，還進(jìn)行著極為活躍的代謝活動(dòng)。即它通過(guò)高效的代謝產(chǎn)熱，起著相當(dāng)于“電熱毯”的作用。BAT對(duì)于動(dòng)物的體溫調(diào)節(jié)、冬眠覺(jué)醒、抵抗寒冷、防止肥胖、調(diào)節(jié)能量平衡，以及抵抗感染方面，都有著重要的生理意義。非顫抖性產(chǎn)熱（nonshivering thermogenesis）是小型哺乳動(dòng)物冷適應(yīng)性產(chǎn)熱的主要熱源，主要發(fā)生在褐色脂肪組織（br

31、own adipose tissue）中。非顫抖性產(chǎn)熱：由于代謝能量轉(zhuǎn)換導(dǎo)致的產(chǎn)熱，產(chǎn)熱過(guò)程沒(méi)有骨骼肌的顫抖，主要產(chǎn)熱部位是褐色脂肪組織。13. 植物對(duì)低溫的適應(yīng)一、 冷害時(shí)植物體內(nèi)的生理生化變化1、 膜透性增加；2、原生質(zhì)流動(dòng)減慢或停止；3、水分代謝失調(diào)；4、光合速率減弱；5、呼吸速率大起大落。二、 冷害的機(jī)理膜脂發(fā)生相變：低溫下，生物膜的脂類(lèi)會(huì)出現(xiàn)相分離和相變，使液晶態(tài)變?yōu)槟z態(tài)。不飽和脂肪酸越多，越耐低溫。三、 冬季低溫來(lái)臨前，植物在生理生化方面對(duì)低溫的適應(yīng)性變化 1. 細(xì)胞含水量下降， 束縛水增加，自由水下降；2. 積累同化物質(zhì)，可溶性糖含量增加；3. 激素變化，ABA增加，IAA、G

32、A等減少；4. 保護(hù)物質(zhì)增多， 不飽和脂肪酸、可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)5. 呼吸減弱；6. 生長(zhǎng)停止， 進(jìn)入休眠。四、提高植物抗冷性的措施Ø 1、低溫鍛煉；2、化學(xué)誘導(dǎo)：細(xì)胞分裂素、脫落酸和一些植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑及其它化學(xué)試劑可提高植物的抗冷；3、合理施肥：增加磷、鉀肥比重能明顯提高植物抗冷性 合理水肥管理；薄膜苗床， 地膜覆蓋； 冬灌熏煙 ，蓋草等。14. 性激素通訊性激素：主要由性腺分泌、負(fù)責(zé)第二性征的發(fā)育和副生殖器官發(fā)育的一類(lèi)激素。如雄激。細(xì)胞間信息的傳遞有神經(jīng)和體液兩條途徑。液體途徑中有許多信息分子參與，所謂信息分子有細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞間信息分子，細(xì)胞間通訊的信號(hào)分子，最主要包括激素、細(xì)

33、胞因子等，又稱第一信使，是將信息從某一種細(xì)胞傳遞至另一種細(xì)胞素、雌激素及孕激素。對(duì)于一個(gè)細(xì)胞來(lái)講，它所能感知的環(huán)境信號(hào)不外乎兩個(gè)方面：一是環(huán)境的固有參數(shù)如pH值、壓力、溫度等；二是來(lái)源于其他細(xì)胞的一些信號(hào)，這些信號(hào)或者是其他細(xì)胞分泌到環(huán)境中的一些特定的信號(hào)分子如激素、神經(jīng)遞質(zhì)、生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子等,或者是其他細(xì)胞與該細(xì)胞的直接接觸。不難看出，細(xì)胞之間可以通過(guò)分泌信號(hào)分子或直接接觸而相互實(shí)施調(diào)控，我們稱之為細(xì)胞通訊 (cell communication)。細(xì)胞之所以能夠相互通訊，之所以能夠?qū)ν鈦?lái)信號(hào)作出反應(yīng)，是因?yàn)榧?xì)胞有一套有效的通訊與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)，包括信號(hào)接收裝置、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)裝置及第二信使。其

34、基本模式是：細(xì)胞外信號(hào)分子被細(xì)胞的接收裝置-受體所感知，然后細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)裝置-一系列信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白被依次激活，信號(hào)藉此逐步傳遞下去，最后，特定的靶蛋白如參與代謝的酶、基因調(diào)節(jié)蛋白、細(xì)胞骨架蛋白等被激活，由此引起細(xì)胞的各種反應(yīng)，如代謝活性的變化、基因表達(dá)的變化，或者是細(xì)胞形狀的變化、細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)等。 15. 體型（body size）的生態(tài)學(xué)意義 217五彩繽紛的生物世界很顯著的一個(gè)特征就是體型的不同（即身體大?。?，這可以說(shuō)是生物（也包括人類(lèi)）在形態(tài)學(xué)上最明顯和最重要的特征了?，F(xiàn)在已經(jīng)積累的科學(xué)數(shù)據(jù)表明，體型這個(gè)形態(tài)學(xué)特征具有豐富的生物學(xué)內(nèi)涵，令人迷惑的是它對(duì)幾乎所有的生物學(xué)特征，無(wú)論是結(jié)構(gòu)的還是

35、功能的，都具有重要的深遠(yuǎn)的影響。如體型可以影響生物的生態(tài)學(xué)、地理學(xué)、行為學(xué)（如覓食、繁殖婚配）、生理學(xué)（如代謝、消化）、生長(zhǎng)發(fā)育和進(jìn)化過(guò)程、甚至分子生物學(xué)的特征（如DNA）等。那么，生物的體型有哪些生物學(xué)意義呢？其背后有怎樣的生物學(xué)機(jī)理呢？為什么會(huì)對(duì)生物學(xué)特征產(chǎn)生如此廣泛的影響呢？ 生物的行為、形態(tài)和生理等特征與體型之間存在著一種定量關(guān)系，也就是說(shuō)這些生物學(xué)特征會(huì)隨著生物體型的變化而產(chǎn)生定量的變化。生物體的生物學(xué)特征與體型的這種依賴性關(guān)系稱為異速增長(zhǎng)關(guān)系(Allometry)。這種關(guān)系可以用一個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式表示：Y = aXb, 其中Y為生物學(xué)變量（如動(dòng)物的代謝率、腦的重量、

36、心率等）；X 為體型（一般用體重表示）；a 為常數(shù)；b 為函數(shù)冪 （也稱尺度因子）。根據(jù)這個(gè)公式，可以推測(cè)，如果變量與體型是線性關(guān)系，則：b=1；當(dāng)體型對(duì)變量沒(méi)有影響時(shí)，則：b=0。在非線性關(guān)系中，如果生物學(xué)變量改變的比例小于體型改變的比例時(shí)，則：0 b 1； 當(dāng)變量改變的比例大于體型改變的比例時(shí)，則： b>1。Huxley 在上世紀(jì)20年代提出用一個(gè)冪函數(shù)描述生物的相對(duì)生長(zhǎng)時(shí)，就引入了異速增長(zhǎng)的概念，之后不同領(lǐng)域的研究者們提出了大量的異速生長(zhǎng)經(jīng)驗(yàn)公式，有關(guān)這方面也有許多重要著作出版，如Peters

37、 1 的體型的生態(tài)學(xué)意義。Peters 在他的著作中，列出了1000多個(gè)異速增長(zhǎng)公式以描述不同的動(dòng)物特征與體重的關(guān)系。有趣的是這些異速增長(zhǎng)方程的尺度指數(shù)b = 3/4 或 b=2/3?，F(xiàn)在的一個(gè)謎團(tuán)也是學(xué)術(shù)界一直爭(zhēng)論的一個(gè)主要問(wèn)題是，b值到底是2/3 還是3/4呢 2,3,4,5 ？ 最著名的異速增長(zhǎng)方程應(yīng)該是著名動(dòng)物能量和營(yíng)養(yǎng)學(xué)家Max Kleiber在生理學(xué)中提出的哺乳動(dòng)物的代謝率隨體重的0.75次冪進(jìn)行變化(b = 3/4)，這就是經(jīng)典的 “鼠 - 象” 曲線，也被稱為 Klei

38、ber規(guī)律（或3/4 定律）。迄今，在哺乳類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)、甚至更高的分類(lèi)階層（如內(nèi)溫動(dòng)物和外溫動(dòng)物）以及單細(xì)胞生物中也建立了眾多的類(lèi)似的異速增長(zhǎng)方程 （圖1）。由于在內(nèi)溫動(dòng)物中，動(dòng)物產(chǎn)生的熱量是通過(guò)體表散失的，而動(dòng)物的體表面積與體重的關(guān)系尺度是2/3，所以動(dòng)物的能量代謝與體重的尺度關(guān)系應(yīng)該是2/3 （或稱 2/3 定律）。 實(shí)驗(yàn)生物學(xué)者和理論生物學(xué)者通過(guò)各種途徑驗(yàn)證異速增長(zhǎng)規(guī)律, 研究發(fā)現(xiàn)b值的范圍是2/3 到 3/4 6。2/3 定律或3/4定律都得到了理論和實(shí)驗(yàn)研究的支持2,4。由于2/3定律的物

39、理基礎(chǔ)的限制，學(xué)者們近年來(lái)更傾向于3/4定律，人們提出了許多理論試圖解釋為什么b= 3/4。West 等7根據(jù)模型提出了異速增長(zhǎng)定律1/4冪的分形理論 (Fractal theory of quarter power allometric law)。由于生物的結(jié)構(gòu)和功能受系統(tǒng)的資源（如氧、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分等）供應(yīng)速率的影響。這個(gè)理論的一個(gè)主要的假設(shè)是，在對(duì)一個(gè)能量轉(zhuǎn)換單位（如有機(jī)體內(nèi)的細(xì)胞、線粒體和細(xì)胞中的呼吸分子等）提供資源供應(yīng)時(shí)，有機(jī)體是利用類(lèi)似分形的、分級(jí)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進(jìn)行的。還有兩個(gè)基本假定是：1）分形式的轉(zhuǎn)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的最后分枝是進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)換的場(chǎng)所，最后的分枝大小應(yīng)該是不變的（

40、即大象與鼩鼱的微血管的直徑是相同的）；2）有機(jī)體通過(guò)這種分形網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行物質(zhì)傳遞時(shí)會(huì)使所需要的能量最小化，這個(gè)機(jī)制是自然選擇進(jìn)化來(lái)的。這就是代謝率（或其他特征）與體重的尺度指數(shù)是3/4的原因。Dodds 等8利用整合分析(meta-analysis)方法重新分析了已經(jīng)發(fā)表的關(guān)于鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物的基礎(chǔ)代謝率(BMR)的數(shù)據(jù)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)拒絕b=2/3而支持3/4的證據(jù)。近年的許多研究也表明，似乎不存在一個(gè)單一的尺度指數(shù)，更多支持多元尺度指數(shù)的結(jié)論。Glazier 8詳細(xì)總結(jié)了種內(nèi)和種間的尺度指數(shù)，指出3/4冪定律不是普遍存在的，并提出了代謝水平界限假說(shuō)（Metabolic-level bound

41、aries hypothesis），即根據(jù)動(dòng)物的不同代謝水平和生理狀態(tài)（如冬眠、蟄伏和冷刺激等），代謝尺度的變化范圍從 2/3 到 1。Darveau 等9也指出導(dǎo)致動(dòng)物整體代謝尺度指數(shù)變化的驅(qū)動(dòng)力不是單一的，而是在代謝通路上的多元控制的，并提出了一個(gè)多因素模型(multiple-cause model)。他們認(rèn)為b值是對(duì)代謝和控制的多元貢獻(xiàn)因素影響的總和，例如通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)氧氣供應(yīng)速率對(duì)于基礎(chǔ)代謝率的b值沒(méi)有任何影響，但對(duì)于最大代謝率的b值則具有較大的影響。 最近Brown等10提出的生態(tài)學(xué)代謝理論(Metabolic theory of Ec

42、ology, MTE)，使生物的體型和代謝之間的關(guān)系又有了新的更廣泛的生態(tài)學(xué)意義。MTE理論實(shí)際上是Kleiber規(guī)律的擴(kuò)展，認(rèn)為有機(jī)體的代謝速率是功能性的生物學(xué)速率，可以控制生態(tài)學(xué)的格局。MTE理論可以解釋個(gè)體、種群和群落、以及生態(tài)系統(tǒng)等不同水平上的一些現(xiàn)象和問(wèn)題，如在個(gè)體水平上可以解釋物種的生活史特征問(wèn)題，在種群和群落水平上可以解釋種群增長(zhǎng)和群落多樣性的問(wèn)題，在生態(tài)系統(tǒng)水平上可以解釋溫度與生物量生產(chǎn)力的關(guān)系。目前對(duì)于MTE理論及其潛在的應(yīng)用價(jià)值尚有爭(zhēng)議。 異速增長(zhǎng)定律有哪些重要意義呢？一個(gè)重要的意義就是有利于我們解釋在一個(gè)很大的體重變化范圍內(nèi)各種生命現(xiàn)象的變化。同時(shí)這個(gè)尺度定律也

43、表明，很可能有機(jī)體具有一個(gè)相似的、甚至是普遍的身體設(shè)計(jì)原理，而在這些現(xiàn)象背后的這個(gè)原理對(duì)于我們理解生命世界是非常重要的。異速增長(zhǎng)規(guī)律至少有兩個(gè)基本方面的應(yīng)用：1）在沒(méi)有直接辦法進(jìn)行相關(guān)測(cè)定的生物中，如果體重很容易測(cè)定的話，可以用來(lái)預(yù)測(cè)生物的有關(guān)特征的變化；2）將實(shí)際測(cè)定的結(jié)果與預(yù)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行比較，可以根據(jù)測(cè)定物種與整體變化模式的差別，解釋生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)方式。 異速增長(zhǎng)規(guī)律被認(rèn)為是一個(gè)很強(qiáng)大的預(yù)測(cè)工具，可以促進(jìn)生態(tài)學(xué)理論的發(fā)展。體型的生物學(xué)意義及其機(jī)理的解釋?zhuān)瑢?duì)于我們理解和解釋現(xiàn)當(dāng)今眾多的生物學(xué)現(xiàn)象（問(wèn)題）是有很多幫助的。關(guān)于體型的其它影響，我們?nèi)杂泻芏嗟睦Щ?，如不同體型的生物如何在

44、一個(gè)群落中和諧共存？體型的意義在種內(nèi)和種間的有什么差別？體型與性選擇、能量代謝、大腦發(fā)育、身體發(fā)育、肥胖、衰老、繁殖、哺乳時(shí)間、種群數(shù)量增長(zhǎng)等等，存在什么關(guān)系？背后的生物學(xué)意義和機(jī)理是什么？這些問(wèn)題迄今都沒(méi)有很讓人滿意地解釋。深入理解異速增長(zhǎng)規(guī)律無(wú)疑會(huì)促進(jìn)生物學(xué)某些領(lǐng)域（理論）的發(fā)展。誠(chéng)然，除了體型外，其他因素也會(huì)對(duì)生物的功能變化具有重要的作用。16. 生態(tài)學(xué)定律霍普金斯定律 1918年霍普金斯提出的生物氣候定律： 在其它因素相同的條件下，北美溫帶地區(qū)，每向北移緯度1°向東移經(jīng)度5°，或上升約122米，植物的階段發(fā)育在春天和初夏將各延期四天；在晚夏和秋天則各提前四天等等。

45、美國(guó)森林昆蟲(chóng)學(xué)家霍普金斯（A.D. Hopkins）研究了美國(guó)各州植物物候期的地區(qū)差異后，于1918年提出這些物候現(xiàn)象的春季進(jìn)程定律，1938年正式定名。他認(rèn)為不同地區(qū)植物物候期的早遲主要受當(dāng)?shù)貧夂虻挠绊懀鴼夂蛴质芙?jīng)緯度、海陸分布、地形高度諸因素的制約，即在其它因素相同的情況下，北美溫帶內(nèi)，每向北移動(dòng)緯度1°，向東移動(dòng)經(jīng)度5°，或上升400英尺（約122米），春季和初夏物候期延遲4天；秋季反之。該模式較粗糙，很難適用于個(gè)別植物種和其它地區(qū)。葛洛格規(guī)則(Gioger's rule): 溫血?jiǎng)游镌跍嘏貐^(qū)的個(gè)體黑色素增多,在干旱地區(qū)則紅,黃,棕色為多,在寒冷地區(qū)色素逐

46、漸減弱。 耐受性定律亦稱為謝爾福德耐性定律（Shelfords law of tolerance）是美國(guó)生態(tài)學(xué)家V.E. Shelford 于1913年提出的。生物對(duì)其生存環(huán)境的適應(yīng)有一個(gè)生態(tài)學(xué)最小量和最大量的界限，生物只有處于這兩個(gè)限度范圍之間生物才能生存，這個(gè)最小到最大的限度稱為生物的耐受性范圍。生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)存在耐性限度的法則稱為耐受性定律。具體可定義為：任何一種環(huán)境因子對(duì)每一種生物都有一個(gè)耐受性范圍，范圍有最大限度和最小限度，一種生物的機(jī)能在最適點(diǎn)或接近最適點(diǎn)時(shí)發(fā)生作用，趨向這兩端時(shí)就減弱，然后被抑制。這就是耐受性定律。 謝爾福德耐性定律 在生物的生長(zhǎng)和繁殖所需要的眾多生態(tài)因子中，任

47、何一個(gè)生態(tài)因子在數(shù)量上的過(guò)多過(guò)少或質(zhì)量不足，都會(huì)成為限制因子。即對(duì)具體生物來(lái)說(shuō)，各種生態(tài)因子都存在著一個(gè)生物學(xué)的上限和下限（或稱“閥值”），它們之間的幅度就是該種生物對(duì)某一生態(tài)因子的耐性范圍（又稱耐性限度）。 E. P. Odum （ 1973 ）等對(duì)耐性定律作了如下補(bǔ)充： （ 1 ）同一種生物對(duì)各種生態(tài)因子的耐性范圍不同，對(duì)一個(gè)因子耐性范圍很廣，而對(duì)另一因子的耐性范圍可能很窄。 （ 2 ）不同種生物對(duì)同一生態(tài)因子的耐性范圍不同。對(duì)主要生態(tài)因子耐性范圍廣的生物種，其分布也廣。僅對(duì)個(gè)別生態(tài)因子耐性范圍廣的生物，可能受其它生態(tài)因子的制約，其分布不一定廣。 （ 3 ）同一生物在不同的生長(zhǎng)發(fā)育階段對(duì)生

48、態(tài)因子的耐性范圍不同，通常在生殖生長(zhǎng)期對(duì)生態(tài)條件的要求最嚴(yán)格，繁殖的個(gè)體、種子、卵、胚胎、種苗和幼體的耐性范圍一般都要比非繁殖期的要窄。例如，在光周期感應(yīng)期內(nèi)對(duì)光周期要求很?chē)?yán)格，在其它發(fā)育階段對(duì)光周期沒(méi)有嚴(yán)格要求。 （ 4 ）由于生態(tài)因子的相互作用，當(dāng)某個(gè)生態(tài)因子不是處在適宜狀態(tài)時(shí)，則生物對(duì)其它一些生態(tài)因子的耐性范圍將會(huì)縮小。 （ 5 ）同一生物種內(nèi)的不同品種，長(zhǎng)期生活在不同的生態(tài)環(huán)境條件下，對(duì)多個(gè)生態(tài)因子會(huì)形成有差異的耐性范圍，即產(chǎn)生生態(tài)型的分化。 任何一種生物，對(duì)自然環(huán)境中的各理化生態(tài)因子都有一定的耐性范圍，耐性范圍越廣的生物，適應(yīng)性越廣。據(jù)此，可將生物大體劃分為廣適性生物和窄適性生物。

49、利比希最小因子定律 利比希（Liebig)研究各種環(huán)境生態(tài)因子對(duì)植物生長(zhǎng)的影響，發(fā)現(xiàn)作物的產(chǎn)量并非經(jīng)常受到大量需要的物質(zhì)（如二氧化碳和水）的限制，因?yàn)樗麄冊(cè)谧匀粔木持泻茇S富；而卻受到一些微量物質(zhì)的限制，它們的需要量雖小，但在土壤中非常稀少。他提出“植物的生長(zhǎng)卻絕育處在最小量的必需物質(zhì)”。也就是說(shuō)，一種生物必須有不可缺少的物質(zhì)提供其生長(zhǎng)和繁殖，這些基本的必需物質(zhì)隨種類(lèi)和不同情況而異。當(dāng)植物所能利用的量緊密地接近所需的最低量時(shí)，就對(duì)其生長(zhǎng)和繁殖起限制作用，成為限制因子，這就是利比?！白钚∫蜃佣伞必惛衤捎葿ergman提出,其原始定義為:“在相等的環(huán)境條件下,一切定溫動(dòng)物身體上每單位表面面積發(fā)散的熱量相等。”阿倫定律阿倫定律是生態(tài)學(xué)的一條定律，具體內(nèi)容是：生活在寒冷地區(qū)的恒溫動(dòng)物，其體表的突出部分（四肢、耳朵等）趨于縮短，有利于防止熱量散失，如圖所示的兩種狐貍（請(qǐng)注意它們的耳朵，白色為北極狐，棕色為非洲狐）。而生活在熱帶地區(qū)的恒溫動(dòng)物，其體表的突出部分相對(duì)較長(zhǎng)，有利于熱量散失。阿朔夫規(guī)律：對(duì)于夜行性動(dòng)物而言，恒黑使其似晝夜周期縮短，恒光使其似晝夜周期延長(zhǎng)，