第五章 生物對(duì)長期污染的生態(tài)效應(yīng)與適應(yīng)進(jìn)化

污染生態(tài)學(xué)

PollutionEcology

第五章生物對(duì)長期污染的生態(tài)效應(yīng)與適應(yīng)進(jìn)化

（Chapter5:Ecologicresponsesandadaptativeevolutionunderlong-termedpollution

）主講：環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院王宏鑌2013年11月4日1內(nèi)容提要一、生物多樣性的喪失

二、生物對(duì)污染的適應(yīng)三、污染條件下生物的分化與微進(jìn)化2一、生物多樣性的喪失■1994年12月29日，聯(lián)合國大會(huì)49/119號(hào)決議案宣布12月29日為“國際生物多樣性日”。■1992年在巴西首都里約熱內(nèi)盧召開的聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會(huì)上，153個(gè)國家簽署了《生物多樣性公約》?！鰪?995年起，聯(lián)合國將每年的12月29日確定為“國際生物多樣性日”?！?001年根據(jù)第55屆聯(lián)合國大會(huì)第201號(hào)決議，國際生物多樣性日由原來的每年12月29日改為5月22日。3世界物種滅絕的趨勢(shì)4生物多樣性(biodiversity)的四個(gè)層次■物種多樣性（speciesdiversity）■遺傳多樣性（geneticdiversity）■生態(tài)系統(tǒng)多樣性(ecosystemdiversity)■景觀多樣性(landscapediversity)5污染條件下生物在不同層次上的多樣性變化

6污染條件下生物在不同層次上的多樣性變化

7污染條件下生物在不同層次上的多樣性變化

8遺傳多樣性水平降低的可能原因

■在污染條件下，種群的敏感性個(gè)體消失，這些個(gè)體所具有的特異性遺傳多樣性也因此不復(fù)存在，從而整個(gè)種群的遺傳多樣性水平降低；■污染引起種群的規(guī)模減小，由于隨機(jī)的遺傳漂變，降低了種群的遺傳多樣性水平；■污染引起種群數(shù)量減小，以至于達(dá)到了種群的遺傳學(xué)瓶頸（bottleneck）

，即使種群最后實(shí)現(xiàn)了完全的適應(yīng)，并恢復(fù)到原來的種群數(shù)量時(shí)，由于建立者效應(yīng)（foundereffects），從而造成遺傳來源單一，遺傳變異性的來源也大大降低。9遺傳漂變遺傳漂變(randomgeneticdrift):一個(gè)小群體中，由于偶然事件導(dǎo)致群體中基因頻率的改變。遺傳漂變的特點(diǎn)：

1.遺傳漂變與抽取的樣本數(shù)有關(guān)，樣本數(shù)越小基因頻率的波動(dòng)越大，樣本數(shù)越大基因頻率的波動(dòng)越??；2.環(huán)境條件的改變可能造成遺傳漂變。環(huán)境使原來群體的部分隔離,造成基因頻率的改變。10（四）遺傳瓶頸與建立者效應(yīng)如果一個(gè)種群在某一時(shí)期由于環(huán)境災(zāi)難或過捕等原因數(shù)量急劇下降，就稱其經(jīng)過了瓶頸（bottleneck）。經(jīng)過瓶頸后，如果種群一直很小，則由于遺傳漂變的作用，其遺傳變異會(huì)迅速降低，最后可能致使種群滅絕。另一方面，種群數(shù)量在經(jīng)過瓶頸后也可能逐步恢復(fù)。11（四）遺傳瓶頸與建立者效應(yīng)建立者效應(yīng)（foundereffect）：在建立一個(gè)新種群時(shí)，最初群體的大小與遺傳組成對(duì)新建立種群的遺傳結(jié)構(gòu)的影響。12瓶頸效應(yīng)反映一種極端典型的

遺傳漂變現(xiàn)象13滇池污染引起物種多樣性的變化

（羅民波，段昌群等，2006）

14污染引起物種多樣性降低的機(jī)理

■污染物的直接毒害作用，阻礙生物的正常生長發(fā)育，使生物喪失生存或繁衍的能力；■污染引起生境的改變，使生物喪失了生存的環(huán)境；■生態(tài)系統(tǒng)中的富集和積累作用，使食物鏈后端的生物中毒而難以存活或繁育等。15森林生態(tài)系統(tǒng)對(duì)污染的響應(yīng)階段16森林生態(tài)系統(tǒng)對(duì)污染的響應(yīng)階段17二、生物對(duì)污染的適應(yīng)（一）生物對(duì)污染適應(yīng)的一般原理1.生物對(duì)污染適應(yīng)的兩重性生物對(duì)污染的適應(yīng)，實(shí)際上包括兩個(gè)方面:■對(duì)污染引起的“自然”環(huán)境的改變（外環(huán)境的變化）的適應(yīng)以及對(duì)污染引起生物的生理變化（內(nèi)環(huán)境的變化）的適應(yīng)；■生物對(duì)污染物自身的適應(yīng)。18

全球性污染條件的環(huán)境特點(diǎn)■全新的“人造”環(huán)境；■化學(xué)物質(zhì)種類多；■毒害大，選擇作用強(qiáng)；■成為重要的主導(dǎo)因子和限制因子。19二、生物對(duì)污染的適應(yīng)

（二）生物對(duì)污染的適應(yīng)性反應(yīng)■形