生态学课件 5种群生态学－种群生活史

种群生活史种群生活史第一节生活史概述第二节繁殖成效第三节繁殖格局第四节繁殖策略第五节性选择第一节生活史概述1.生活史（lifehistory）：指一个生物从出生到死亡的所经历的全部过程（出生、生长、分化、繁殖、衰老、死亡）。2.生活史:1）由遗传物质决定；

2）受外界条件的影响，在一定范围内某些性状具有可塑性，但是生活史格局保持稳定。

3）生活史研究主要是比较不同生活史类群的生物学意义及其生态学解释3.生活史的关键组分：

个体大小、生长与发育速度、繁殖、扩散一、个体大小（1）和遗传相关。个体大小与生活周期长短有很好的相关性（2）与生物的不同发育阶段有关，有较大的生态可塑性（3）个体大：寿命长，易保持内稳态，竞争力强，存活率高。危险也较多。（4）个体小：世代短，更新快，适应幅广，进化速度快。二、生长和发育1.生长：生物体生物物质的增加；生物细胞数量的增加。2.发育：

指伴随生长过程，生物体的结构和功能从简单到复杂，从幼体到与亲代相似的性成熟个体，这个总的转变叫发育3.“s”形生长曲线（生物单位时间内生长量）

停滞期：生物体的准备生长期，受幼株个体小、分裂细胞少、器官尚未完全形成、获取营养的能力较小和生长的环境条件尚未达到最适时期等因素的影响。

指数期：生物的真正生长期，生长内外因素都达到最有利状态

静止期：越来越多的细胞开始死亡，细胞分裂乃至组织和器官的形成越来越慢，最终达到平衡呈静止状态。4.异速增长：

生物体各部分器官的不均匀和不成比例的生长。

图1夜鹭雏鸟体重生长曲线

（“s”形生长曲线）异速生长三、繁殖1.繁殖和生殖：

繁殖≠生殖；繁殖是生物形成新个体的总称，包括：营养繁殖、孢子生殖和有性生殖。2.繁殖方式的生态学意义：现存环境条件下的扩展性多变环境的适应性

繁殖速度

繁殖潜力自然选择下的进化速度四、扩散扩散：

1）定义：指生物个体或繁殖体从一个生境转移到另一个生境中。

2）扩散方式：主动扩散和被动扩散2.扩散意义：

1）可以使种群内和种群间的个体得以交换；

2）可以补充或维持在正常分布区以外的暂时分布区域的种群数量；

3）扩大种群的分布区。3.植物的扩散：

1）方式：繁殖体的传播，多为被动性扩散；

2）传播距离：可动性：繁殖体对扩散的适应性，如繁殖体大小、特殊构造传播因子：传播繁殖体的媒介和动力地形条件：间接因子孢子、种子、果实、块茎、根茎、鳞茎等

4.动物的扩散：

1）方式：迁出、迁入、迁移三种；多为主动扩散；2）扩散的原因：食物资源不足、地位低被逐出、被亲代驱逐、环境与气候的季节变化、躲避天敌、追寻配偶、生境灾变、环境污染第二节繁殖成效繁殖成效：个体现时的繁殖输出与未来繁殖输出的总和称为繁殖成效（reproductiveeffort）；

是物种固有的遗传特性，用来衡量个体在生产子代方面对未来世代生存与发展的贡献；一、繁殖价值繁殖价值：在相同的时间内特定年龄个体相对于新生个体的潜在繁殖贡献。包括现时繁殖价值（presentreproductivevalue）和剩余繁殖价值（residualreproductivevalue）

RV=M+RRVM表示当年生育率；RRV表示余生中繁殖的期望值；RV表示繁殖价值大多数生物的繁殖价值在开始繁殖是较低，随着年龄的增长而升高，然后再随着衰老而下降个体间的繁殖价值差异提供了一个强有力的生活史对策预报器。裂缝：种群薄壳、体型小、高繁殖能量分配并生产少量大型后代r特征。裂缝环境决定了成体体型，但由于竞争激烈，大型幼体则有利。能动大石块：厚壳、个体大、繁殖能量分配低并产生许多小型后代K特征。大石块能动，厚壳的大型成体不易于被压死，而多的幼体则有利于保证后代。二、亲本投资1.亲本投资：有机体在生产子代以及抚育和管理时所消耗的能量、时间和资源量称为亲本投资（parentalinvestment）。

1）雌雄个体之间的亲本投资差异很大；

2）不同物种的亲本投资差异很大；

3）植物的亲本投资与生境有关。2.将有限的总繁殖投资再做分配，可以出现多种多样的投资方式有抚育习性的生物:较少子代，较多抚育较多子代，较少抚育无抚育习性的生物:子代个体较大，数量较少子代个体较小，数量较多哪一种亲本投资有效？三、繁殖成本1.Cody“分配原理”：生活史的各个环节（维持生命、生长、繁殖和各种竞争等）都需要分享有限资源，如果增加某一生命环节的能量分配就必然要减少其他环节能量分配为代价。2.有机体在繁殖后代时对能量或资源的所有消费称为繁殖成本。3.成功的生活史是能量协调作用的结果。繁殖与生长：树木产种量与年轮宽度成反比；繁殖与存活：第三节繁殖格局一、一次繁殖和多次繁殖二、生活年限和繁殖一、一次繁殖和多次繁殖1.一次繁殖生物：生活史中一次繁殖即死亡的生物。在个体发育中，每个阶段只出现一次。如：一年生植物、二年生植物、竹类和多数昆虫等。2.多次繁殖生物：一生中能够繁殖多次的生物。在性成熟以前，各阶段只出现一次，繁殖阶段多次重复繁殖过程。如：多年生草本、乔木和灌木树种、高等动物。

3.繁殖格局是自然选择的结果，不同的生境类型下常有不同繁殖格局类型的植物。

1）不利于生物生长和生存的环境，多以一次结实的草本植物占优势。

2）利于生物生长和生存的良好环境，以多次结实的草本植物或木本植物占优势。二、生活年限和繁殖1.植物：一年生植物；二年生植物；多年生植物；2.动物：短命型；中等寿命型；长寿型；3.动植物的生活年限有遗传性，也有较大的生态可塑性。动植物的繁殖类型与环境条件有密切关系；空间无限条件不利情况下,一次繁殖比多次繁殖更成功空间有限条件有利情况下，一次繁殖趋于延迟繁殖，多次繁殖优于一次繁殖，主要关系到竞争力、生存力。空间有限竞争激烈情况下,多次繁殖优于一次繁殖第四节繁殖策略D.Lack法则：动物繁殖的生态趋势，提出了动物总是面对两种对立的进化选择：一种是高生育力但无亲代抚育；一种是低生育力但有亲代抚育。MacArthur和Wilson推进了Lack的思想，将生物按栖息环境和进化对策分为r对策者和K对策者一、r-选择和K-选择

1.在稳定的环境中，有利于那些能更好的利用环境承载力，达到更大的环境容纳量（K）的生物；在不稳定的环境中，有利于那些具有较大的内禀增长力（rm）的生物。

2.有利于增加内禀增长力的选择称为r-选择。r-选择的物种称为r-策略者。

3.有利于竞争能力增加的选择成为K-选择。K-选择的物种称为K-策略者。4.r-选择具有使种群增长率达到最大化的特征：快速发育，小型成体，数量多而个体小的后代，高的繁殖能量分配和短的世代期；5.K-选择具有使竞争力达到最大化的特征：慢速发育，大型成体数量少但个大的后代，低繁殖能量分配和长的时代期。r-选择和K-选择6.r-、k-选择只是有机体自然选择的两个基本类型。实际上大多数物种是以一个、几个或大部分特征居于这两个类型之间7.“r-k策略连续统”

r-选择和K-选择是两个进化方向的不同类型，从极端的r-选择到极端的K-选择之间有许多过渡类型，有的更接近于r-选择，有的更接近于K-选择，两者间有一个连续的谱系，称r-K连续体。体型大小与内禀增长率的关系二、R-、C-和S-选择的生活史式样1.70年代后期，J.P.Grime等在r-、k-选择基础上提出了R-、C-、S-选择的生活史式样C-选择主要分配给生长；R-选择主要分配给生殖；S-选择主要分配给维持。植物在高干扰高严峻度生境中是不能生存的，如活跃的火山，高移动的沙丘。R-、C-和S-选择物种的特征比较1不同生活史式样的差异繁殖体的数目和大小平均寿命存活曲线形式开始生殖的年龄特定年龄生育力或结实率（即一次生殖还是多次生殖）生活史式样具有鲜明的适应性，是生物进化的结果。根据环境选择的确切意义阐明生活史式样的起源及其适应性叫做生活史对策。1.K-策略者曲线和红线有两个交叉点，X为不稳定的平衡点，即灭绝点;S是稳定点，可视为最大环境容纳量2.r-策略者曲线只有一个平衡点（s’）3.K对策者种群竞争性强，数量较稳定，一般稳定在K附近，大量死亡或导致生境退化的可能性较小，但一旦受到危害造成种群数量下降，由于其低r值种群恢复比较困难。动物保护中应特别注意。4.r对策者死亡率高，但高r值使种群能迅速恢复，而且高扩散能力还可使其迅速离开恶化环境，在其他地方建立新种群。R对策者的高死亡率、高运动性和连续地面临新局面，更有利于形成新物种。三、波动与稳定s第五节性选择一、植物的选择受精二、动物的性选择一、植物的选择受精1.选择受精：指具有特定遗传基础的精核和卵细胞优先受精的现象。包括自交不亲和、远缘杂交不亲和、多个花粉精核间竞争等2.选择受精的意义：

1）在同种群中可以保证最适应的两性细胞的高度融合，增强后代的生存能力；

2）限制了异种间的自由交配，保证了种的相对稳定性。二、动物的性选择选择主要通过两条途径产生：异性外表和行为

1.同性成员间的配偶竞争（性内选择）例：打斗武器的产生