第四：生态系统的信息传递

1、 一般将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息（information）1 1、物理信息、物理信息（physical information）生态系统中的光、声、温度、湿度、生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息磁力等，通过物理过程传递的信息。物理信息的来源可以是无机环境，物理信息的来源可以是无机环境，也可以是生物。也可以是生物。一、生态系统中信息的种类一、生态系统中信息的种类 萤火虫发出的萤光是一种求偶信号，萤火虫发出的萤光是一种求偶信号，以此与异性取得联系。但这种信号往往以此与异性取得联系。但这种信号往往被第三者被第三者狼蛛非法利用，结果双双狼蛛非法利用，

2、结果双双被捕，成了爱情的牺牲品。被捕，成了爱情的牺牲品。 以嘹亮的鸣声呼唤配偶的动物较多，其中以嘹亮的鸣声呼唤配偶的动物较多，其中有些只是简单的鸣叫，如蝉类。有些鸟类则伴有有些只是简单的鸣叫，如蝉类。有些鸟类则伴有炫耀歌喉或滔滔不绝地炫耀歌喉或滔滔不绝地“表白表白”。这种方式也容。这种方式也容易暴露目标，往往酿成爱情悲剧。易暴露目标，往往酿成爱情悲剧。 黄斑黑蟋蟀黄斑黑蟋蟀 回声定位回声定位l（依赖于声音的作用）（依赖于声音的作用）蛇的热感受器与导弹（红外线感受器）蛇的热感受器与导弹（红外线感受器）l（温度的作用）（温度的作用）有些植物，像莴苣、茄、烟草的种子必有些植物，像莴苣、茄、烟草的种子

3、必须接受某些波长的光信息，才能萌发生须接受某些波长的光信息，才能萌发生长。长。500600700800波长波长/nm/nm0255075100萌发率萌发率/%/%大约有大约有2700种蚊子还具有相当灵种蚊子还具有相当灵敏的视觉感受器和热传感器敏的视觉感受器和热传感器 鸟迁徙行为中对方向的判断鸟迁徙行为中对方向的判断 （依赖于自身磁场与地球磁场的作用）（依赖于自身磁场与地球磁场的作用）鱼的侧线鱼的侧线l（水的振动的作用）（水的振动的作用）苍蝇的平衡棒和运载火箭（振动苍蝇的平衡棒和运载火箭（振动陀螺仪陀螺仪）一只小小的苍蝇可以一气飞行好几个小时，速度高达一只小小的苍蝇可以一气飞行好几个小时，速度高

4、达20公里小时。它还有垂直升降、急速调头、空中悬公里小时。它还有垂直升降、急速调头、空中悬停、隐身潜伏和微波信息收发等绝招儿。停、隐身潜伏和微波信息收发等绝招儿。平衡棒可以调节翅膀的运动力向，是身平衡棒可以调节翅膀的运动力向，是身体平衡度的一个导航仪。苍蝇飞行时，体平衡度的一个导航仪。苍蝇飞行时，平衡棒以一定的频率进行机械振动。当平衡棒以一定的频率进行机械振动。当苍蝇飞行出现倾斜或偏离航向时，平衡苍蝇飞行出现倾斜或偏离航向时，平衡棒的振动就会随之发生变化，并且把这棒的振动就会随之发生变化，并且把这种变化信息及时传递给蝇脑。苍蝇会按种变化信息及时传递给蝇脑。苍蝇会按新的指令调整身体的姿态和航向。

5、新的指令调整身体的姿态和航向。2 2、化学信息、化学信息（chemical information）生物在生命活动过程中，产生的一生物在生命活动过程中，产生的一些可以传递信息的化学物质。些可以传递信息的化学物质。昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中都存在能传递信息的化学物质都存在能传递信息的化学物质信息素信息素（pheromone）。蚊触须上的（二氧化碳和剧烈运动时蚊触须上的（二氧化碳和剧烈运动时产生的乳酸产生的乳酸 ）化学探测器）化学探测器 这是最安全的求偶密码，多见于昆虫。如雌蝗这是最安全的求偶密码，多见于昆虫。如雌蝗在远处的草丛中分泌一种特殊的激素，雄蝗头上的一对

6、触角在远处的草丛中分泌一种特殊的激素，雄蝗头上的一对触角像电视接收天线一样，能准确无误地接收到这种信号，及时像电视接收天线一样，能准确无误地接收到这种信号，及时飞来，喜从天降，巧结良缘。飞来，喜从天降，巧结良缘。 昆虫性信息素 防治病虫害 信息素主要有性信息素、聚集素、告警素、追信息素主要有性信息素、聚集素、告警素、追踪素等踪素等 这是蜂群中有个体发现采蜜地点后发出的一种外激这是蜂群中有个体发现采蜜地点后发出的一种外激素，招集同种群个体前来。素，招集同种群个体前来。 3 3、行为信息、行为信息（behavior information）动物的特殊行为，对于同种或异种动物的特殊行为，对于同种或异

7、种生物也能传递某种信息。生物也能传递某种信息。 求偶行为求偶行为 这种行为多见于水鸟。如雄鸭子这种行为多见于水鸟。如雄鸭子经常在雌鸭面前脉脉含情，不时用喙梳经常在雌鸭面前脉脉含情，不时用喙梳理羽毛，并涂擦脂肪，使羽毛平伏光洁，理羽毛，并涂擦脂肪，使羽毛平伏光洁，以炫耀自己的美丽姿态。有些鸟则只梳以炫耀自己的美丽姿态。有些鸟则只梳理色彩鲜明或者色彩别致的地方。最进理色彩鲜明或者色彩别致的地方。最进步的是鸳鸯，它只象征性地用喙触碰一步的是鸳鸯，它只象征性地用喙触碰一下翅翼上一根特别大的橙色羽毛。鹑鸡下翅翼上一根特别大的橙色羽毛。鹑鸡类雄性凭着花丽的外表、雄健的气魄，类雄性凭着花丽的外表、雄健的气魄

8、，常在雌性面前展翅、度步、开屏等，以常在雌性面前展翅、度步、开屏等，以炫耀自己的健美。有些鸣禽则以歌舞的炫耀自己的健美。有些鸣禽则以歌舞的方式进行炫耀，从而取得配偶。方式进行炫耀，从而取得配偶。 这是一种奇特而温柔的求偶方式。如一些蝇类，这是一种奇特而温柔的求偶方式。如一些蝇类，雄性在求偶前先建造一个细软的和自身大小相当的丝雄性在求偶前先建造一个细软的和自身大小相当的丝质球，然后带球飞到蝇群中，并在那里绕圈飞行以吸质球，然后带球飞到蝇群中，并在那里绕圈飞行以吸引雌蝇。雌蝇相中之后，接受礼品，结成配偶双双离引雌蝇。雌蝇相中之后，接受礼品，结成配偶双双离开蝇群，完成交配。有些则事先捕获猎物；如蚊子

9、成开蝇群，完成交配。有些则事先捕获猎物；如蚊子成昆虫翅片，有些还用丝缕裹在所获猎物上，使其显大，昆虫翅片，有些还用丝缕裹在所获猎物上，使其显大，也许有更大的引诱作用；有些动物已经把也许有更大的引诱作用；有些动物已经把“送礼送礼”发发展为展为“请客请客”的形式，如公鸡找到食物之后，常常邀的形式，如公鸡找到食物之后，常常邀请母鸡共享美餐，居心便是交配，有时甚至不等母鸡请母鸡共享美餐，居心便是交配，有时甚至不等母鸡食完，便色相毕露。食完，便色相毕露。 求偶行为求偶行为 这是一种激烈的求偶方式。例如，雄性鳄鱼为争夺这是一种激烈的求偶方式。例如，雄性鳄鱼为争夺雌体而叫嚣绕转；雄的鲑鱼常常整天地相互争斗；

10、雄鍬形雌体而叫嚣绕转；雄的鲑鱼常常整天地相互争斗；雄鍬形虫的巨型大颚常被其他雄虫咬伤。又如流苏鹬的雄性二者虫的巨型大颚常被其他雄虫咬伤。又如流苏鹬的雄性二者拼命争斗，雌性却歇在一旁观战，最后则和战胜者同去。拼命争斗，雌性却歇在一旁观战，最后则和战胜者同去。这种方式在哺乳类中最为普遍。在激烈的争斗中，雄的常这种方式在哺乳类中最为普遍。在激烈的争斗中，雄的常有特别的武器，如雄鹿的角、公鸡的距；有的还有特别的有特别的武器，如雄鹿的角、公鸡的距；有的还有特别的防御工具，如雄狮的鬣、雄鲑的钩形上颚等。防御工具，如雄狮的鬣、雄鲑的钩形上颚等。 求偶行为求偶行为 警戒与防卫警戒与防卫（1）哺乳动物的体温）哺

11、乳动物的体温;（2）鸟类鸣叫；）鸟类鸣叫；（3）孔雀开屏；）孔雀开屏；（4）萤火虫发光；）萤火虫发光；（5）植物分泌的化学物质；）植物分泌的化学物质；（6）电磁波；）电磁波；（7）昆虫发出的声音；）昆虫发出的声音；（8）昆虫的外信息素；）昆虫的外信息素；（9）紫外线；）紫外线；（10）蜜蜂跳舞；）蜜蜂跳舞；练习：练习：请将下列信息进行分类请将下列信息进行分类植物间信息传递植物间信息传递 指植物产生的次生代谢物质在植物生长过程中，通过信息抑制其他植物的生长、发育并加以排除的现象，常称为异株克生异株克生现象现象。 1 1、中某些品系在化学物质的信息中某些品系在化学物质的信息作用下，可以阻止作用下，

12、可以阻止8787左右的杂草生长，左右的杂草生长，维持其在农田生态系统中的优势。维持其在农田生态系统中的优势。 2、有时发生在同一个物种之内。在这、有时发生在同一个物种之内。在这些植物的早期生长中，这种毒素可能降低些植物的早期生长中，这种毒素可能降低同一物种幼小个体的成活力。然而，当这同一物种幼小个体的成活力。然而，当这种毒素在土壤中积累时，它们就能使植物种毒素在土壤中积累时，它们就能使植物自身死亡，减少生态系统内部空间的拥挤。自身死亡，减少生态系统内部空间的拥挤。例如例如。 3、在寄生植物和寄主植物之间，还表现有另一种在寄生植物和寄主植物之间，还表现有另一种不同的情况。黄独脚金（不同的情况。黄

13、独脚金（Striga hermonthica）是玄参）是玄参科植物，寄生于甘蔗、玉米或棉花上。向日葵列当科植物，寄生于甘蔗、玉米或棉花上。向日葵列当（Orobanche cumana）是列当科植物，寄生于向日）是列当科植物，寄生于向日葵、蚕豆、烟草等植物上。这些寄生植物的种子细小如葵、蚕豆、烟草等植物上。这些寄生植物的种子细小如尘埃，随风扩散，它们并非在任何地方都可以发芽。而尘埃，随风扩散，它们并非在任何地方都可以发芽。而只有在接收到寄主植物根部分泌物的信号后，才萌动、只有在接收到寄主植物根部分泌物的信号后，才萌动、发芽；若接收不到寄主植物的这种信息，寄生植物种子发芽；若接收不到寄主植物的这种

14、信息，寄生植物种子在土壤中呆上在土壤中呆上10年也不丧失其发芽的能力。后来分析年也不丧失其发芽的能力。后来分析出这种信息物是一种具有两个内酯的萜类化合物出这种信息物是一种具有两个内酯的萜类化合物独独脚金酚（脚金酚（strigol）。在合适的条件下，）。在合适的条件下，110-6moll-1的浓度就能促使的浓度就能促使50的黄独脚金种子发芽。的黄独脚金种子发芽。 资料分析：资料分析：1 1、蝙蝠对周围环境的识别、取食与飞行，、蝙蝠对周围环境的识别、取食与飞行，几乎完全依赖声波。蝙蝠通过自身发出几乎完全依赖声波。蝙蝠通过自身发出声波，对目标进行声波，对目标进行“回声定位回声定位”。二、信息传递在生

15、态系统中的作用二、信息传递在生态系统中的作用资料分析：资料分析：3 3、（、（1 1）自然界中，植物开花需要光信）自然界中，植物开花需要光信息刺激，当日照时间达到一定长度时，息刺激，当日照时间达到一定长度时，植物才能开花；植物才能开花； （2 2）许多动物都能在特定时期释放）许多动物都能在特定时期释放用于吸引异性的信息素；目前科学家已用于吸引异性的信息素；目前科学家已经确定了其化学结构和性质的经确定了其化学结构和性质的200200多种多种昆虫信息素中，大部分用来传递性信息昆虫信息素中，大部分用来传递性信息。资料分析：资料分析：4 4、当烟草植物受到蛾、当烟草植物受到蛾幼虫的攻击后，能产幼虫的攻

16、击后，能产生和释放一种信息素，生和释放一种信息素，该化学物质在白天可该化学物质在白天可以吸引蛾幼虫的天以吸引蛾幼虫的天敌敌捕食者，夜间捕食者，夜间又能够驱赶雌蛾，使又能够驱赶雌蛾，使它们不能停留在叶片它们不能停留在叶片上产卵。上产卵。1.生物个体生命活动的正常进行，离不开生物个体生命活动的正常进行，离不开信息的作用；信息的作用；2.生物种群的繁衍，也离不开信息的传递；生物种群的繁衍，也离不开信息的传递；3.生态系统中，各种群之间关系的调节，生态系统中，各种群之间关系的调节，生态系统稳定性的维持，依然离不开信息生态系统稳定性的维持，依然离不开信息的传递。的传递。u 相关资料：相关资料：在苹果园里放置一个电子仪器，产生与蜜在苹果园里放置一个电子仪器，产生与蜜蜂跳圆圈舞或摆尾舞相同的频率或声音。蜂跳圆圈舞或摆尾舞相同的频率或声音。当蜜蜂感受到电子仪器发出的信息后