第四章種群生活史

種群生態(tài)學(xué)學(xué)習(xí)種群的特征掌握種群的數(shù)量動(dòng)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(gè)體巨大——個(gè)體微??；很多小的后代個(gè)體——后代數(shù)量較少，但個(gè)體較大共性：具有出生、生長(zhǎng)、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(gè)體，不同種不同個(gè)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(xué)）第三節(jié)繁殖格局（自學(xué)）第四節(jié)繁殖策略第五節(jié)性選擇（自學(xué)）

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(zhǎng)形式——曲線②成熟年齡

③成熟時(shí)個(gè)體大?、芎蟠臄?shù)量、出生時(shí)個(gè)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(duì)策

(或生態(tài)對(duì)策):

生物在生存斗爭(zhēng)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(gè)體巨大——個(gè)體微??；很多小的后代個(gè)體——后代數(shù)量較少，但個(gè)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(yīng)機(jī)制才能生存。這種機(jī)制將保存在物種的遺傳信息庫中。環(huán)境對(duì)物種的影響……加拿大——5個(gè)湖泊種群大小變化年齡結(jié)構(gòu)（依據(jù)體長(zhǎng)判斷年齡）翻車魚：生活在淺水，保衛(wèi)巢穴例子：環(huán)境對(duì)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(diǎn)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(zhǎng)的生物，其生殖期往往開始較遲個(gè)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(shí)個(gè)體大?、谏L(zhǎng)形式——曲線③成熟年齡

④成熟時(shí)個(gè)體大?、莺蟠臄?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(xué)意義及其生態(tài)學(xué)解釋。第一節(jié)生活史概述二、個(gè)體大小有機(jī)體最明顯的表面形狀。不同種群個(gè)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(zhǎng)短有關(guān)。（1）從生存角度講，大個(gè)體占優(yōu)勢(shì)（2）從發(fā)展角度講，小個(gè)體占優(yōu)勢(shì)2.與生物不同的生長(zhǎng)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(gè)體大小與壽命之間具有強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系世代周期與壽命之間又有很強(qiáng)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(zhǎng)短有關(guān)。（1）從生存角度講，大個(gè)體占優(yōu)勢(shì)（2）從發(fā)展角度講，小個(gè)體占優(yōu)勢(shì)2.與生物不同的生長(zhǎng)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(gè)體大小與內(nèi)稟增長(zhǎng)率有很強(qiáng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系病毒、細(xì)菌、原生動(dòng)物、變溫動(dòng)物、恒溫動(dòng)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(zhǎng)短有關(guān)。（1）從生存角度講，大個(gè)體占優(yōu)勢(shì)（2）從發(fā)展角度講，小個(gè)體具有優(yōu)勢(shì)2.與生物不同的生長(zhǎng)階段有關(guān)，有較大的生態(tài)可塑性三、生長(zhǎng)與發(fā)育速度生長(zhǎng)生物物質(zhì)、細(xì)胞數(shù)量的增加。發(fā)育伴隨著生長(zhǎng)過程,生物體的結(jié)構(gòu)和功能由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,從幼體形成一個(gè)與親代相似的性成熟的個(gè)體,這個(gè)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(shí)刻的生長(zhǎng)狀況繪制成圖，幾乎所有的生物都有相同的生長(zhǎng)曲線－S形生長(zhǎng)曲線數(shù)學(xué)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(shí)刻的生長(zhǎng)狀況繪制成圖，幾乎所有的生物都有相同的生長(zhǎng)曲線－S形生長(zhǎng)曲線數(shù)學(xué)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(zhǔn)備生長(zhǎng)期;

幼株個(gè)體小、分裂細(xì)胞少、器官尚未完全形成、獲取營(yíng)養(yǎng)能力小、生長(zhǎng)環(huán)境條件尚未達(dá)到最適時(shí)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(zhǎng)期；生長(zhǎng)的內(nèi)外因素均達(dá)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(xì)胞分裂、組織和器官的形成速度相對(duì)細(xì)胞死亡來說越來越慢，二者最終達(dá)到平衡，呈靜止?fàn)顟B(tài)。第一節(jié)生活史概述生物生長(zhǎng)過程中各器官不是按同一比率生長(zhǎng)（異速生長(zhǎng)現(xiàn)象），而是按照自己特有的生長(zhǎng)率生長(zhǎng)，各器官生長(zhǎng)的總和構(gòu)成整體的生長(zhǎng)。各器官均呈S型增長(zhǎng)！異速生長(zhǎng)：生物體各器官不均勻和不成比例的生長(zhǎng)。

采用整體與部分、部分與部分之間作對(duì)應(yīng)研究。第一節(jié)生活史概述異速生長(zhǎng)的定量關(guān)系可用冪函數(shù)反映。四、繁殖方式有機(jī)體生產(chǎn)出與自己相似的后代的現(xiàn)象。生物形成新個(gè)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(yíng)養(yǎng)繁殖:從生物體的一部分生長(zhǎng)發(fā)育為新個(gè)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(gè)體的繁殖方式。有性生殖兩性細(xì)胞核的結(jié)合形成新個(gè)體的繁殖方式第一節(jié)生活史概述無性繁殖的優(yōu)點(diǎn)無性繁殖不經(jīng)過復(fù)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(kuò)展性、繁殖速度與繁殖潛力上比有性生殖更具優(yōu)勢(shì)。第一節(jié)生活史概述有性生殖的優(yōu)點(diǎn)來自父本和母本的染色體重新配對(duì)，使子代更具變異性和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。五、擴(kuò)散

有機(jī)體擴(kuò)展種群空間行為的過程。

1.定義：生物個(gè)體或繁殖體從一個(gè)生境轉(zhuǎn)移到另一個(gè)生境中的過程。生物進(jìn)化來的一種方法，用來躲避種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)，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(kuò)散方式

不同生物，擴(kuò)散方式不同，可分為主動(dòng)擴(kuò)散被動(dòng)擴(kuò)散

第一節(jié)生活史概述植物的擴(kuò)散動(dòng)物的擴(kuò)散可動(dòng)性傳播因子地形條件植物的擴(kuò)散：（1）被動(dòng)擴(kuò)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(dòng)性是繁殖體對(duì)擴(kuò)散的適應(yīng)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(shí)可傳播到較遠(yuǎn)距離既重又沒有特殊構(gòu)造的果實(shí)垂直落到母體周圍可動(dòng)性傳播因子地形條件植物的擴(kuò)散：（1）被動(dòng)擴(kuò)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?jìng)鞑シ敝丑w的媒介和動(dòng)力。靠風(fēng)傳播：小、輕或具有翅、毛等構(gòu)造如，菊科果實(shí)具有冠毛，能惜助風(fēng)力傳播到較遠(yuǎn)地方。靠水傳播：具有使之飄浮的氣囊、氣室第一節(jié)生活史概述借助于動(dòng)物和人的活動(dòng)：表面常具粘液，或具有鉤、刺、芒等;

具有堅(jiān)硬種皮的種子或漿果，經(jīng)過消化道仍具高生活力，靠動(dòng)物吞食后攜帶到另外地方，傳播距離因動(dòng)物活動(dòng)范圍而異?？蓜?dòng)性傳播因子地形條件植物的擴(kuò)散：（1）被動(dòng)擴(kuò)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(kuò)散動(dòng)物的擴(kuò)散第一節(jié)生活史概述動(dòng)物擴(kuò)散為主動(dòng)擴(kuò)散。動(dòng)物擴(kuò)散形式遷出遷入遷移第一節(jié)生活史概述動(dòng)物擴(kuò)散為主動(dòng)擴(kuò)散。動(dòng)物擴(kuò)散形式遷出分離出去而不再歸來的單方向移動(dòng)第一節(jié)生活史概述動(dòng)物擴(kuò)散大為主動(dòng)擴(kuò)散。動(dòng)物擴(kuò)散形式遷出遷入引入的單方向移動(dòng)第一節(jié)生活史概述動(dòng)物擴(kuò)散為主動(dòng)擴(kuò)散。動(dòng)物擴(kuò)散形式遷出遷入遷移周期性的離開和返回3.擴(kuò)散的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)意義①可以使種群內(nèi)和種群間個(gè)體得以交換，防止近親繁殖；②可以補(bǔ)充或維持正常分布區(qū)以外的暫時(shí)性分布區(qū)域的種群數(shù)量；③擴(kuò)大種群分布區(qū)，降低暴露給捕食者和染上疾病的機(jī)會(huì)，增加遇到資源和配偶的機(jī)會(huì)；④增加由于雜種優(yōu)勢(shì)而產(chǎn)生更多合適后代的機(jī)會(huì)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(xué)）第三節(jié)繁殖格局（自學(xué)）第四節(jié)繁殖策略第五節(jié)性選擇（自學(xué)）第四節(jié)繁殖策略生活史性狀①個(gè)體大小②生長(zhǎng)與發(fā)育速度③繁殖(指的是繁殖方式)④擴(kuò)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(gè)體大?、谏L(zhǎng)與發(fā)育速度③繁殖(指的是繁殖方式)④擴(kuò)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(zhēng)中通過自然選擇所獲得的生活史性狀稱為生活史對(duì)策繁殖策略-生活史對(duì)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(xué)的基礎(chǔ)模型

②模型參數(shù)r、K，成為生物進(jìn)化對(duì)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(duì)策和K-對(duì)策

r-對(duì)策和K-對(duì)策是由MacArthur和Wilson（1967）提出的，后經(jīng)Pianka（1970）進(jìn)一步發(fā)展和細(xì)化。

第四節(jié)繁殖策略1.r-對(duì)策和K-對(duì)策(1)r-對(duì)策在不穩(wěn)定環(huán)境中進(jìn)化的物種中，只有具有較高繁殖能力的物種才能補(bǔ)償災(zāi)害所造成的損失，故誰有較高的繁殖能力，自然選擇將對(duì)誰更有利，即不穩(wěn)定環(huán)境對(duì)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(zhǎng)率的選擇稱為r-選擇物種適應(yīng)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(duì)策在穩(wěn)定環(huán)境中進(jìn)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(duì)誰越有利。例如：白樺和紅松穩(wěn)定環(huán)境——環(huán)境長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)，取勝!第四節(jié)繁殖策略自然選擇角度有利于競(jìng)爭(zhēng)能力增加的選擇稱為K-選擇。物種適應(yīng)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(duì)策、K-對(duì)策生物的特點(diǎn)r

快速發(fā)育，小型成體，數(shù)量多而個(gè)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(gè)體大的后代，低的繁殖能量分配和長(zhǎng)的世代周期。第四節(jié)繁殖策略3.r-對(duì)策和K-對(duì)策生物的優(yōu)缺點(diǎn)（1）r-策略者（機(jī)會(huì)主義者）高r值可以使種群迅速恢復(fù)；高擴(kuò)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(dǎo)致生境退化的可能性小，是穩(wěn)定環(huán)境的維護(hù)者；當(dāng)生存環(huán)境發(fā)生災(zāi)變時(shí)很難迅速恢復(fù)，如果再有競(jìng)爭(zhēng)者抑制，就可能趨向滅絕。在物種資源面臨威脅時(shí)，對(duì)K-對(duì)策者的保護(hù)要比r-對(duì)策者更困難、更緊迫、更重要。第四節(jié)繁殖策略二、C-S-R對(duì)策（Grime的植物生活史對(duì)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(duì)生活史做出更準(zhǔn)確、更合理的描述，可構(gòu)造出一個(gè)更全面的生活史分類體系。第四節(jié)繁殖策略

Grime從擾動(dòng)和環(huán)境脅迫方面對(duì)生活史對(duì)策進(jìn)行了分類，把生活史對(duì)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(duì)策與r-K理論的不同之處在于增加了新的適應(yīng)性維度

——對(duì)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(yán)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(zhǎng)速度慢、組織器官耐久。第四節(jié)繁殖策略脅迫忍耐對(duì)策競(jìng)爭(zhēng)對(duì)策雜草對(duì)策植物不能生存生產(chǎn)力環(huán)境脅迫擾動(dòng)強(qiáng)度環(huán)境持久度Grime的C-S-R生境和生活史對(duì)策三角分類法植物能夠生存環(huán)境生產(chǎn)力低（脅迫嚴(yán)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(dòng)強(qiáng)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(shí)性生境將選擇能夠快速拓殖的物種(R-對(duì)策者，干擾對(duì)策，雜草對(duì)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(duì)策者，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)策）資源匱乏的生境將會(huì)選擇那些最能忍耐資源虧缺的物種（S-對(duì)策者，脅迫忍耐對(duì)策）脅迫忍耐對(duì)策競(jìng)爭(zhēng)對(duì)策雜草對(duì)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(dòng)強(qiáng)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(duì)策的資源分配模式分別為：脅迫