廈門大學(xué)進化生物學(xué)第12章生態(tài)系統(tǒng)的進化課件

第十二章生態(tài)系統(tǒng)的進化第十二章生態(tài)系統(tǒng)的進化充滿生機的動態(tài)地球

充滿生機的動態(tài)地球廈門大學(xué)進化生物學(xué)第12章生態(tài)系統(tǒng)的進化ppt課件“鶴的故鄉(xiāng)”扎龍自然保護區(qū)藏羚羊在可可西里大豐麋鹿保護區(qū)北極熊“鶴的故鄉(xiāng)”扎龍自然保護區(qū)藏羚羊在可可西里大豐麋鹿保護區(qū)北極極端環(huán)境下的生物(1)1格陵蘭冰川下沉睡12萬年細菌2深?；鹕娇谌棠透邷氐募毦?紅海鹽灘上的耐鹽細菌極端環(huán)境下的生物(1)1格陵蘭冰川下沉睡12萬年細菌2深極端環(huán)境下的生物(2)6沙漠中最強悍細菌4美國加州金礦毒液中的耐酸細菌5地球上抗輻射能力最強的生物極端環(huán)境下的生物(2)6沙漠中最強悍細菌4美國加州金礦毒極端環(huán)境下的生物(3)極端環(huán)境下的生物(3)生物圈—最大的生態(tài)系統(tǒng)進行著生命過程的地球表面外殼，地球上有生命的那一部分；生物圈的范圍：水圈、巖石圈上部、大氣圈下部（上下10km）；地球上所有生物，包括人，及其生存環(huán)境的復(fù)合體；生物圈—最大的生態(tài)系統(tǒng)進行著生命過程的地球表面外殼，地球上有生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)非生物環(huán)境生物有機體消費者分解者生產(chǎn)者生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)非生物環(huán)境生物有機體消費者分解者生產(chǎn)者生產(chǎn)者：能進行光合作用的各種綠色植物、藍綠藻和某些細菌，又稱為自養(yǎng)生物。生產(chǎn)者：能進行光合作用的各種綠色植物、藍綠藻和某些細菌，又稱消費者：以其他生物為食的各種動物(素食動物、肉食動物、雜食動物和寄生動物等)。這些直接或間接依賴于綠色植物的生物屬于異養(yǎng)型生物。消費者：以其他生物為食的各種動物(素食動物、肉食動物、雜食動分解（還原）者：分解動植物殘體、糞便和各種有機物的細菌、真菌、原生動物、蚯蚓和禿鷲等食腐動物。分解者和消費者都是異養(yǎng)生物。分解（還原）者：分解動植物殘體、糞便和各種有機物的細菌、真菌生產(chǎn)者與各級消費者次級消費者高級消費者第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級生產(chǎn)者第一營養(yǎng)級初級消費者第二營養(yǎng)級生產(chǎn)者與各級消費者次級消費者高級消費者第三營養(yǎng)級第四營養(yǎng)級生廈門大學(xué)進化生物學(xué)第12章生態(tài)系統(tǒng)的進化ppt課件廈門大學(xué)進化生物學(xué)第12章生態(tài)系統(tǒng)的進化ppt課件濕地食物鏈水生植物是初級生產(chǎn)者；各種無脊椎動物、魚類、嚙齒動物和鳴禽吃植物，也吃無脊椎動物；蒼鷺和白鷺主要是食肉的，鴨和鷸是雜食的。鼩主要吃無脊椎動物；鸮類(貓頭鷹)和鷹類是最高消費者；濕地食物鏈水生植物是初級生產(chǎn)者；溫帶草原生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)溫帶草原生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)北極地區(qū)食物網(wǎng)北極地區(qū)食物網(wǎng)生態(tài)金字塔示意圖生態(tài)金字塔示意圖生態(tài)金字塔

由于能量每經(jīng)過一個營養(yǎng)級時，被凈同化的部分都要大大少于前一營養(yǎng)級（大約10％）。當(dāng)營養(yǎng)級由低向高推進時，每一級的個體數(shù)目、生物量或所含能量就呈塔型分布，稱生態(tài)金字塔。生態(tài)金字塔由于能量每經(jīng)過一個營養(yǎng)級生態(tài)系統(tǒng)的組織化生態(tài)系統(tǒng)是一個自我調(diào)控、自我反饋、自我維持的組織化信息系統(tǒng)；生態(tài)系統(tǒng)進化的總趨勢是復(fù)雜性和有序性增加：生物多樣性和結(jié)構(gòu)層次增加，能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)復(fù)雜化；能量與信息從組織化低的生物向組織化高的生物傳遞和轉(zhuǎn)移；生態(tài)系統(tǒng)的組織化生態(tài)系統(tǒng)是一個自我調(diào)控、自我反饋、自我維持的競爭與共存具有相同或相似需求的物種之間常因有限的資源（食物、營養(yǎng)物、配偶等）和生存空間展開激烈的競爭；競爭的結(jié)局：強者取代弱者；各方或一方發(fā)生進化改變，降低競爭強度；競爭與共存具有相同或相似需求的物種之間常因有限的資源（食物、協(xié)同進化與共存物種進化受到生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)其它物種和非生物環(huán)境的雙重制約；相關(guān)物種的進化改變都以不造成對方繁衍中斷為前提，否則雙方都不能生存；協(xié)同進化與共存物種進化受到生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)其它物種和非生物環(huán)境的雙“紅王后假說”與

“逆水行舟，不進則退”“紅王后假說”生態(tài)系統(tǒng)在時間尺度上的變化短時間尺度上的變化：小周期；中等時間尺度上的變化：生態(tài)演替；長時間尺度上的變化：生態(tài)系統(tǒng)的進化；生態(tài)系統(tǒng)在時間尺度上的變化短時間尺度上的變化：小周期；中等時間尺度上的變化：生態(tài)演替隨著時間的延伸若干植物群落依次替代，最后達到穩(wěn)定的演替頂級狀態(tài)；從幼期到成熟期，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜、生物多樣性增多、生態(tài)功能完善，穩(wěn)定性增加；中等時間尺度上的變化：生態(tài)演替隨著時間的延伸若干植物群落依次群落演替

I湖泊演替為森林

群落演替長時間尺度上的變化：生態(tài)系統(tǒng)的進化生態(tài)系統(tǒng)大尺度的進化不可逆，包括地圈變化；復(fù)雜性和有序性增加，內(nèi)部穩(wěn)定性加大，外界對生態(tài)系統(tǒng)的影響達到最小；

長時間尺度上的變化：生態(tài)系統(tǒng)的進化生態(tài)系統(tǒng)大尺度的進化不可逆生態(tài)系統(tǒng)進化的動力環(huán)境變遷（災(zāi)變）：全球溫度下降或上升，海平面變化，氧氣含量升高，小行星撞擊等；新物種（類群）出現(xiàn)：魚類、兩棲類、爬行類、鳥類、哺乳類、人類；生態(tài)系統(tǒng)進化的動力環(huán)境變遷（災(zāi)變）：全球溫度下降或上升，海平地質(zhì)史上生態(tài)系統(tǒng)進化的主要階段原始生態(tài)系統(tǒng)：約38～30億年前。原始大氣圈、原始海洋、太陽輻射、原始異養(yǎng)生物等；無機小分子有機小分子生物大分子與外界分隔的有機多聚體能自我復(fù)制的有機多聚體（原始細胞）地質(zhì)史上生態(tài)系統(tǒng)進化的主要階段原始生態(tài)系統(tǒng)：約38～30億年地球——太陽系中唯一的綠洲？地球——太陽系中唯一的綠洲？1953年米勒模仿原始大氣以無機物合成小分子有機物1953年米勒模仿原始大氣以無機物合成小分子有機物海底“煙囪”是有機生命體的搖籃？海底“煙囪”是有機生命體的搖籃？“土衛(wèi)二”間歇泉不斷向太空噴水2007年3月12日美國宇航局宣布：在“土衛(wèi)二”發(fā)現(xiàn)間歇泉不斷噴射水柱和冰狀顆粒，其地下可能存在液態(tài)水。從而證實，“土衛(wèi)二”具備生命發(fā)生和生存的三大要素：穩(wěn)定的熱源、有機物和液態(tài)水?！巴列l(wèi)二”間歇泉不斷向太空噴水2007年3月12初級生態(tài)系統(tǒng)約38～15億年前，太古代－元古代；原核單胞異養(yǎng)厭氧菌出現(xiàn)并逐漸興盛，演化出光合細菌和藍藻（菌）；真核細胞出現(xiàn)，多細胞生物出現(xiàn)，動、植物分化；氧含量增加，海水溫度上升，海水無機鹽濃度提高；系統(tǒng)由生產(chǎn)者、消費者和分解者構(gòu)成，更加協(xié)調(diào)與穩(wěn)定；初級生態(tài)系統(tǒng)約38～15億年前，太古代－元古代；次級生態(tài)系統(tǒng)15億年前以來；世界氣候變暖，大氣層中的氧含量接近、達到現(xiàn)代水平，臭氧層出現(xiàn)；植物和動物陸續(xù)登陸，被子植物和哺乳動物誕生并迅速發(fā)展；次級生態(tài)系統(tǒng)15億年前以來；人工生態(tài)系統(tǒng)600～700萬年前人類誕生；近代人類用自己的智慧和創(chuàng)造的工具對自然界施加越來越大的影響，乃至破壞自然界億萬年來形成的生態(tài)系統(tǒng)；農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，人工林生態(tài)系統(tǒng)，水庫生態(tài)系統(tǒng)，城市生態(tài)系統(tǒng)等；人工生態(tài)系統(tǒng)600～700萬年前人類誕生；生態(tài)系統(tǒng)的進化趨勢復(fù)雜程度逐步提高；物質(zhì)能量利用率逐步提高；占據(jù)空間逐步擴展；生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的空間逐步被占用；生態(tài)系統(tǒng)的進化趨勢復(fù)雜程度逐步提高；位于亞利桑那州荒漠中的

“生物圈2”號綜合研究系統(tǒng)位于亞利桑那州荒漠中的

“生物圈2”號綜合研究系統(tǒng)生物圈2號——人類尋找“諾亞方舟”1993年1月，美國亞利桑那州荒漠中建起占地1.28hm2與世隔絕的“生物圈2號”，包括熱帶雨林、熱帶草原、海洋、沼澤、沙漠、農(nóng)業(yè)區(qū)、人類居住區(qū)，約有4000種生物；在封閉的“生物圈2號”中農(nóng)作物秸稈作為動物的飼料，動物產(chǎn)出的肉、蛋、奶及作物產(chǎn)品供人類食用。死亡動植物和人、動物的排泄物經(jīng)分解后返還農(nóng)田。生活廢水經(jīng)處理后循環(huán)利用。氧氣由植物提供，呼出的CO2由植物吸收；住入4男4女1年