性选择sexualselection教学讲解课件

（四）性选择（sexualselection）1．植物的选择受精

选择受精（selectivefertilization）是指具有特定遗传基础的精核与卵细胞优先受精的现象。

选择受精主要表现为生理生化和遗传上的特征，包括自交不亲和性、远缘杂交不亲和性、多个花粉精核间的竞争等现象。

植物的选择受精的生物学意义：

（1）可保证最适应的两性细胞的高度融合，从而增强后代的存活能力；

（2）限制异种之间的自由交配，使种间生殖隔离，从而保证各个种的相对稳定性。宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*（四）性选择（sexualselection）1．植物的选12.动物的性选择

（1）动物性选择形式：动物的性选择形式多种多样，主要以异性的外表和行为作为选择的依据。通常表现为修饰（ornamentation）、色泽（coloration）、求偶行为等方面，形成明显的雌雄二形（sexualdimorphism）现象。

在动物中，绝大多数物种是由雄性作出求偶行为，往往表现在颜色修饰和声音上有许多差异（特别是鸟类），有的做出各种各样动作，显示自己的魅力。宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*2.动物的性选择

（1）动物性选择形式：动物的性选择形式多种2（2）雌性动物的婚配选择：精心选择那些携带最好基因型的雄性个体交配，来获得高质量的后代，提高其繁殖成效。为此，雌性动物往往对雄性个体有敏锐的洞察力，特别对色彩和声音有较高的鉴别力。此外，对雄性的体态、行为特征（如争斗、给饵等）等也有一定的鉴别力，从中择优选择，才能保证后代健康。宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*（2）雌性动物的婚配选择：精心选择那些携带最好基因型的雄性个3宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*4宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*5婚配体制的形式多配制一雄多雌：海狗科(Otaridae)一雌多雄：距翅水雉（Jacanaspinosa）单配制:天鹅（Cygnus）决定婚配体制的环境因素主要生态因素可能是资源的分布，主要是食物和营巢地在空间和时间上的分布情况。婚配体制宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*婚配体制的形式婚配体制宁夏大学资源环境学院·《现代生态学6§2领域行为领域性（territoriality）:动物的个体、家庭，甚至社群所占据的、并积极保卫不让同种其它个体侵入的空间，称领域（territory）。这种占有领域的行为称领域行为，这种现象称领域性。动物的领域随占有者的体重而变化，受食物品质影响，领域面积随生活史而变化。宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*§2领域行为领域性（territoriality）:动物7领域的特征与意义：领域的主要特征有三点：①领域是一个固定的区域，且大小可调整；②领域受积极保护；③领域的使用是排他性的。领域使动物可以得到充足的食物，减少对生殖活动的外来干扰，使安全更有保障。宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*领域的特征与意义：领域的主要特征有三点：宁夏大学资源环境学8§4社会等级社会等级（socialhierarchy）:一群同种动物中，各个体的地位有一定的顺序性。其基础是支配—从属关系。支配—从属关系有三种基本形式：独霸式：群体内只有一个个体支配全群，其他个体都服从它而不再分等级。单线式：群内个体成单线支配关系，甲制乙，乙制两．．．以些类推。循环式：甲制乙，乙制丙，而丙又制甲的形式。宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*§4社会等级社会等级（socialhierarchy）9§5合作行为和利他行为合作（cooperation）行为是动物界常见现象。指个体通过相互联合，从而对彼此间有利的行为。合作常常是暂或过渡性的，但也可能是长久性的。宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*§5合作行为和利他行为合作（cooperation）行为是10利他（altruism）行为是指一个体牺牲自我而使社群整体或其他个体获得利益的行为。利他行为可以对直系亲属、近亲家族、整个群体有利。宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*利他（altruism）行为是指一个体牺牲自我而使社群整体或11§6通讯视觉通讯萤火虫（Photinuspyralis）通过每隔一定的时间发光的应答进行求偶活动。听觉通讯蟾蜍和鸟的鸣叫求偶、蝙蝠和鲸等通过回声定位进行个体间的交流。化学通讯昆虫、哺乳动物等释放性信息素招引异性。接触通讯鸟类和兽类的理毛。电通讯

电鳗等鱼类通过放电进行通讯。宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*§6通讯视觉通讯宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》12

种群间的相互关系

种群相互关系的类型

关系类型关系特点

竞争(--)彼此互相抑制

捕食(+-)种群A杀死或吃掉种群B一些个体

寄生(+-)种群A寄生于种群B,并有害于后者

中性(00)彼此互不影响

共生(++)彼此互相有利,专性

互惠(++)彼此互相有利,兼性

偏利(+0)对A种群有利,对种群B无利害

偏害(-0)对A种群有害,对种群B无利害宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*种群间的相互关系

种群相互关系的类型宁夏大学资源环境学院13竞争

竞争:生活在同一地区的两个物种,由于利用相同的资源,导致每一个物种的数量下降,即两种群彼此发生有害影响.竞争一般可分为干扰竞争和利用竞争.

干扰竞争:一种动物借助于行为排斥另一种动物使其得不到资源.

利用竞争:一个物种所利用的资源对第二个物种也非常重要,但两个物种并不发生直接接触.如:蚂蚁、啮齿动物都以植物种子为食.宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*竞争竞争:生活在同一地区的两个物种,由于14竞争二、竞争排除两个种群开始竞争时,一个种群最终将另一个种群完全排除掉,并使整个系统趋向饱和.

结论:两个生态学上完全相同的物种不可能同时同地生活在一起;不同物种要实现在饱和环境和竞争群落中的共存,必须具有某些生态学的差异.宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*竞争二、竞争排除宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*15宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*16实验：大草履虫和双小核草履虫

宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*实验：大草履虫和双小核草履虫

宁夏大学资源环17竞争（competition）是利用有限资源的个体间的相互作用。在同种个体间发生的竞争叫种内竞争（interspecificcompetition），在不同种个体间发生的竞争叫种间竞争（intraspecificcompetition）。资源竞争的二种作用方式：相互干扰性竞争资源利用性竞争竞争的特征：不对称性；对一种资源的竞争影响对另一种资源的竞争结果。竞争的性质(总结）宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*竞争（competition）是利用有限资源的个体间的相互作18他感作用他感作用（allelopathy）：某些植物能分泌一些有害化学物质，阻止别种植物在其周围生长，这种现象称他感作用,或叫异株克生。他感作用例子：北美的黑胡桃（Juglansnigra）抑制离树干25m范围内植物的生长，其根抽提物含有化学苯醌，可杀死紫花苜蓿和番茄类植物。生态学意义：轮作与歇地影响群落组成;影响群落的演替宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*他感作用他感作用（allelopathy）：某些植物能分泌一19种内竞争同样年龄大小的固着生活生物中,竞争个体不能通过运动逃避竞争，因此竞争中失败者死去,这种竞争结果使较少量的较大个体存活下来，这一过程叫自疏（shlf-thinning）。自疏导致密度与个体大小之间的关系在双对数作图时，具有－3／2斜率，称Yoda–3/2自疏法则（Yoda–3/2law）。密度制约扩散领域性自疏适合度下降竞争宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*种内竞争同样年龄大小的固着生活生物中,竞争个体不能通过运动逃20种间竞争当两物种利用同样的有限资源时，种间竞争就会发生。种间竞争的例子：原生动物双核小草履虫(Parameciumaurelia)和大草履虫(P.caudatum)。当二种在一起培养时，由于前者生长快，最后大草履虫死亡消失。硅藻星杆藻(Asterionellaformosa)和针杆藻(Synedraulna)。后者对硅酸盐的利用率高，当二者在一起培养时，前者被淘汰。入侵杂草。宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*种间竞争当两物种利用同样的有限资源时，种间竞争就会发生。宁夏21§7竞争竞争的性质种内竞争种间竞争自然种群的竞争和生态位分化宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*§7竞争竞争的性质宁夏大学资源环境学院·《现代生态学22洛特卡-沃尔泰勒(Lotka-Volterra)模型逻辑斯缔模型:dN/dt=rN(K-N)/K

Lotka-Volterra竞争模型(Lotka,1925;Volterra,1926)当两种共存时:dN1/dt=r1N1(K1–N’1)/K1dN1/dt=r1N1(K1-N1-α12N2)/K1dN2/dt=r2N2(K2–N’2)/K2dN2/dt=r2N2(K2-N2-α21

N1)/K2宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*洛特卡-沃尔泰勒(Lotka-Volterra)模型逻辑斯缔23两个物种平衡时的条件dN1/dt=0N1＝K1-α12N2

N1=

0,N2=

K1/α12

N1=

K1,N2=

0dN2/dt=0N2＝K2–α21

N1

N2=

0,N1=

K2/α21

N2=

K2

,N1=

0宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*两个物种平衡时的条件dN1/dt=0N124两物种种群的平衡线dN1/dt=0dN1/dt<0dN1/dt>0dN2/dt<0dN2/dt=0dN2/dt>0N1N2N2N1K1/α12K2/α21K2K1宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*两物种种群的平衡线dN1/dt=0dN1/dt<0dN1/d25N1取胜,N2灭亡K1>K2/α21,K2<

K1/α12N2超过环境容纳量而停止增长,N1继续增长N1取胜,N2被排挤掉K1/α12K1K2/α21K2N1N2·宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*N1取胜,N2灭亡K1>K2/α21,K2<K1/26N1灭亡,N2取胜K1<K2/α21,K2>

K1/α12N1超过环境容纳量而停止增长,N2继续增长N2取胜,N1被排挤掉K1/α12K1K2/α21K2N1N2·宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*N1灭亡,N2取胜K1<K2/α21,K2>K1/27不稳定共存K1>K2/α21,K2>

K1/α12N1继续增长,N2也继续增长N2和N1出现不稳定的平衡点K1/α12K1K2/α21K2N1N2·宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*不稳定共存K1>K2/α21,K2>K1/α12K128稳定的共存K1<K2/α21,K2<

K1/α12N1超过环境容纳量而停止增长,N2也超过环境容纳量而增长N2和N1被出现稳定的平衡点K1/α12K1K2/α21K2N1N2·宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*稳定的共存K1<K2/α21,K2<K1/α12K129植物的竞争模型输入率=物种甲（N1）播种的种子数/物种乙（N2）播种的种子数输出率=收获时物种甲种子数/收获时物种乙种子数输入率输出率宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*植物的竞争模型输入率=物种甲（N1）播种的种子数/物种乙（N30植物竞争中四种可能的结果输入率输入率输入率输入率输出率输出率输出率aN1取胜；bN2取胜；c稳定平衡；d不稳定平衡输出率bacd宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*植物竞争中四种可能的结果输入率输入率输入率输入率输出率输出率31生态位(niche)是物种在生物群落或生态系统中的地位和作用。多维生态位空间(multidimensioanlnichespace)：影响有机体的环境变量作为一系列维，多维变量便是n-维空间，称多维生态位空间，或n-维超体积(n-diensionalhypervolume)生态位。基础生态位(fundamentalniche)：生物群落中，某一物种所栖息的理论上的最大空间，称为基础生态位。实际生态位(realizedniche)：生物群落中物种实际占有的生态位空间称实际生态位。生态位温度温度温度猎物大小猎物大小取食高度宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*生态位(niche)是物种在生物群落或生态系统中的地位和作用32

两物种的资源利用曲线资源利用食物大小被食数量物食物大小食物大小ABCababba宁夏大学资源环境学院·《现代生态学》*两物种的资源利用曲线资源利用食物大小被食数量物食物大小食物33竞争与生态位种内竞争促使两物种的生