生態(tài)學(xué)種群實(shí)用教案

1、主要主要(zhyo)內(nèi)容內(nèi)容第第1 1節(jié)節(jié) 種群的基本特征種群的基本特征一、一、populationpopulation概念概念(ginin)(ginin)二、種群統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)二、種群統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)三、種群的動(dòng)態(tài)與調(diào)節(jié)三、種群的動(dòng)態(tài)與調(diào)節(jié)四、種群增長(zhǎng)四、種群增長(zhǎng)五、種群的遺傳與進(jìn)化五、種群的遺傳與進(jìn)化六、性別生態(tài)學(xué)六、性別生態(tài)學(xué)第1頁/共35頁第一頁，共35頁。二、種群統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)二、種群統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)(jch)(jch)（自學(xué)）（自學(xué)） ( (一一) )初級(jí)參數(shù)初級(jí)參數(shù)出生率、死亡率、遷出、遷入、大小出生率、死亡率、遷出、遷入、大小(dxio)(dxio)、密度、密度 ( (二二) )次級(jí)參數(shù)次級(jí)參數(shù)性

2、比、年齡結(jié)構(gòu)、增長(zhǎng)率性比、年齡結(jié)構(gòu)、增長(zhǎng)率第2頁/共35頁第二頁，共35頁。第3頁/共35頁第三頁，共35頁。第4頁/共35頁第四頁，共35頁。（3個(gè)月）多年生草本植物(cobnzhw)的生命表早熟禾第5頁/共35頁第五頁，共35頁。單種群密度單種群密度(md)對(duì)出生率和死亡率對(duì)出生率和死亡率影響影響原理原理1: 如果出如果出生率和死亡率是生率和死亡率是不受密度制約的不受密度制約的, 那么種群那么種群(zhn qn)就不會(huì)停止就不會(huì)停止增長(zhǎng)增長(zhǎng).平衡點(diǎn)密度(md)制約死亡率密度制約死亡率密度制約出生率密度制約出生率種群達(dá)到平衡的3種方式非密度制約出生率非密度制約出生率三、種群的動(dòng)態(tài)三、種群的動(dòng)

3、態(tài)與調(diào)節(jié)與調(diào)節(jié)第6頁/共35頁第六頁，共35頁。2-3種種群的密度(md)模型非密度(md)制約出生率非密度(md)制約出生率死亡曲線的位置不同死亡曲線的斜率不同密度制約死亡率密度制約死亡率原理2 2：兩個(gè)種群的平衡密度可因密度制約或非密度制約出生率和死亡率的不同而不同。即：任何可改變出生率和死亡率的因素，都會(huì)影響種群的平衡密度。第7頁/共35頁第七頁，共35頁。種群(zhn qn)數(shù)量的調(diào)節(jié) 種群數(shù)量的變動(dòng)因素來自外因和內(nèi)因。 外源性調(diào)節(jié)理論 非密度制約的氣候?qū)W說（例子：玫瑰花上的薊馬） 密度制約的生物學(xué)派（例子：田鼠） 內(nèi)源性調(diào)節(jié)理論 （1）社會(huì)性交互作用調(diào)節(jié)學(xué)說（社群等級(jí)，領(lǐng)域性等行為，

4、使資源合理分配，排除一些個(gè)體，種群穩(wěn)定。） （2）病理效應(yīng)調(diào)節(jié)學(xué)說（種群上升，個(gè)體壓力大，代謝紊亂，器官病變多，死亡增加。） （3）遺傳調(diào)節(jié)學(xué)說（環(huán)境寬松時(shí)，變異增加，弱個(gè)體存活；環(huán)境正常，選擇加大，淘汰弱個(gè)體。） 內(nèi)源性理論特征(tzhng)：調(diào)節(jié)是物種對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性反映；強(qiáng)調(diào)個(gè)體間的差異對(duì)種群的作用；種群的初級(jí)參數(shù)是受密度制約的。第8頁/共35頁第八頁，共35頁。第9頁/共35頁第九頁，共35頁。 集合集合(jh)種群的概念與動(dòng)種群的概念與動(dòng)態(tài)？態(tài)？第10頁/共35頁第十頁，共35頁。滅絕(miju)點(diǎn)平衡點(diǎn)KK Nt+1Nt四、種群四、種群(zhn qn)的增長(zhǎng)的增長(zhǎng)第11頁/共35頁第

5、十一頁，共35頁。n 種群增長(zhǎng)(zngzhng)特征 在沒有限制的指數(shù)增長(zhǎng)中，增長(zhǎng)速度(zn chn s d)（G）與個(gè)體數(shù)量（N）成正比，也就是說，個(gè)體數(shù)量越大，增長(zhǎng)速度(zn chn s d)越快。 指數(shù)增長(zhǎng)模式只是一種理想的狀態(tài)第12頁/共35頁第十二頁，共35頁。 在細(xì)菌實(shí)際增長(zhǎng)(zngzhng)的曲線中分為3段：最初起始階段，個(gè)體數(shù)量的增長(zhǎng)(zngzhng)在加速；對(duì)數(shù)增長(zhǎng)(zngzhng)階段；減速階段 。 種群生長(zhǎng)限制因子、環(huán)境限制因子 在指數(shù)增長(zhǎng)(zngzhng)方程中加入環(huán)境容納量K)(KNKrNdtdNNK 種群數(shù)量下降(xijing)NK 種群數(shù)量上升N=K 種群數(shù)量不變

6、第13頁/共35頁第十三頁，共35頁。哈迪哈迪- -魏伯格定律魏伯格定律(dngl)(dngl)12)(222qpqPqP1222)(2222qrprpqrqPrqPHardy-Weinberg 1908: 在一個(gè)足夠大的種群里，自由交配，沒有干擾(gnro)，那么，基因頻率和基因型頻率在各代中始終保持不變。（即種群遺傳平衡）1對(duì)顯隱性基因(jyn)3個(gè)等位基因五、種群的遺傳與進(jìn)化第14頁/共35頁第十四頁，共35頁。物種(wzhng)形成的機(jī)理 種群是進(jìn)化(jnhu)的基本單元，對(duì)于廣域種來說，同一環(huán)境下的一群個(gè)體，享有共同的基因庫（由基因流決定種群的大?。?。 同一物種的若干種群 地理隔離

7、種群間發(fā)生生殖隔離 新物種產(chǎn)生 環(huán)境(hunjng)的異質(zhì)性長(zhǎng)期封閉，基因內(nèi)部交流第15頁/共35頁第十五頁，共35頁。隔離在物種形成隔離在物種形成(xngchng)(xngchng)中的作用中的作用Darwin將某些(mu xi)地理障礙如大的山脈、峽谷、海洋等把生物相互隔開稱為地理隔離。地理隔離造成小種群間基因交流的阻斷使基因庫的差異越來越大，最終出現(xiàn)了生殖隔離，即不同小種群間的個(gè)體不能彼此交配和產(chǎn)生有生殖能力的后代。例. 馬德拉島上的家兔, 由于500年的隔離, 就不能與歐洲家兔雜交繁殖后代了。第16頁/共35頁第十六頁，共35頁。生態(tài)型概念(ginin) 生態(tài)型一個(gè)物種對(duì)某特定生境發(fā)生

8、基因型反應(yīng)而產(chǎn)生(chnshng)的遺傳類群。 內(nèi)涵： （1）廣布種在形態(tài)學(xué)和生理學(xué)特征上表現(xiàn)出空間的差異；（2）種內(nèi)的差異與特定的環(huán)境相聯(lián)系；（3）生態(tài)學(xué)上的變異可以遺傳。 生態(tài)型與亞種區(qū)別： 生態(tài)型是生態(tài)適應(yīng)，對(duì)環(huán)境的反應(yīng)不同，可以有形態(tài)差異，也可沒有形態(tài)差異。 亞種是形態(tài)、地理、歷史的分類學(xué)概念，有地理隔離和形態(tài)學(xué)上的區(qū)別。 1個(gè)亞種可含1或多個(gè)生態(tài)型。第17頁/共35頁第十七頁，共35頁。家蠅蛹和寄生蜂相互作用的實(shí)驗(yàn)家蠅蛹和寄生蜂相互作用的實(shí)驗(yàn)(shyn)（康奈爾大學(xué)，（康奈爾大學(xué)，1960）進(jìn)化的動(dòng)力(dngl)在哪里？第18頁/共35頁第十八頁，共35頁。第19頁/共35頁第十九頁

9、，共35頁。蜂蠅第20頁/共35頁第二十頁，共35頁。柑橘(gnj)的介殼蟲種群的進(jìn)化種群的進(jìn)化(jnhu)可能是由環(huán)境引起的可能是由環(huán)境引起的 可抵抗氰化物的基因，在從未接觸過的種群中是很低的頻率(pnl)。 但是，有多次接觸后，對(duì)氰化物的適合度就高了，說明該基因的變化是環(huán)境引起的。N N5 5H H1 1禽流感病禽流感病毒對(duì)達(dá)芬的毒對(duì)達(dá)芬的抗性引起人抗性引起人們的焦慮們的焦慮. .第21頁/共35頁第二十一頁，共35頁。六、性別(xngbi)生態(tài)學(xué) 性別生態(tài)學(xué)要研究2個(gè)問題： （1）兩性細(xì)胞(xbo)的結(jié)合和親代的投入； （2）為什么大多數(shù)生物都選擇了有性生殖。 決定性別的因素： （1）環(huán)

10、境決定性別裂唇魚科（魚群中只有1條雄魚，如果死去，就有某條雌魚轉(zhuǎn)變?yōu)樾埕~）；鷹嘴魚科（產(chǎn)卵后體內(nèi)受精，排出后，落入雌魚口中，發(fā)育為雄魚；落入深海發(fā)育為雌魚）。（2）發(fā)育溫度決定性別（爬行動(dòng)物）（3）性逆轉(zhuǎn)（4）植物不同于動(dòng)物第22頁/共35頁第二十二頁，共35頁。性比（性比（se x ratio）種群種群(zhn qn)中雄性個(gè)中雄性個(gè)體與雌性個(gè)體比例參數(shù)。（：）動(dòng)物的性比有：體與雌性個(gè)體比例參數(shù)。（：）動(dòng)物的性比有：第第1性比性比受精卵的性比受精卵的性比第第2性比性比幼體到性成熟時(shí)的性比幼體到性成熟時(shí)的性比第第3性比性比充分成熟的個(gè)體的性比充分成熟的個(gè)體的性比人類的性比人類的性比第第1性比性

11、比配子的性比配子的性比第第2性比性比受精卵的性比受精卵的性比第第3性比性比嬰兒的性比（我國(guó)第嬰兒的性比（我國(guó)第4次人口普查，次人口普查，116.9：100）動(dòng)物動(dòng)物(dngw)的的性比性比第23頁/共35頁第二十三頁，共35頁。有性生殖(yuxng shngzh)重排了基因型 減數(shù)分裂減數(shù)分裂價(jià)價(jià)親本親本(qn bn)(qn bn)通通過減數(shù)分裂，過減數(shù)分裂，對(duì)后帶個(gè)體對(duì)后帶個(gè)體保持保持50%50%的貢的貢獻(xiàn)率。獻(xiàn)率。第24頁/共35頁第二十四頁，共35頁。第25頁/共35頁第二十五頁，共35頁。第26頁/共35頁第二十六頁，共35頁。第27頁/共35頁第二十七頁，共35頁。性別(xngbi)

12、生態(tài)學(xué)（續(xù)）第28頁/共35頁第二十八頁，共35頁。第29頁/共35頁第二十九頁，共35頁。另外，生殖投入與幼體(yut)存活率有關(guān)系第30頁/共35頁第三十頁，共35頁。紅皇后紅皇后(hunghu)效應(yīng)（假說）效應(yīng)（假說）宿主與病原體之間，通過有性生殖產(chǎn)生宿主與病原體之間，通過有性生殖產(chǎn)生變異，以達(dá)到互相適應(yīng)的現(xiàn)象，叫做變異，以達(dá)到互相適應(yīng)的現(xiàn)象，叫做 Red Queen Hypothesis.Red Queen Hypothesis.有性生殖的好處，宿主能夠產(chǎn)生遺傳上有性生殖的好處，宿主能夠產(chǎn)生遺傳上與自身不同的后代，具有親體中病原體與自身不同的后代，具有親體中病原體不能很好適應(yīng)的獨(dú)特基因組成。性和遺不能很好適應(yīng)的獨(dú)特基因組成。性和遺傳重組就是以這樣方式給病原體進(jìn)化提傳重組就是以這樣方式給病原體進(jìn)化提供了運(yùn)動(dòng)供了運(yùn)動(dòng)(yndng)(yndng)的的“靶子靶子”，并且，并且保持病原體也能得到有利的地位。保持病原體也能得到有利的地位。第31頁/共35頁第三十一頁，共35頁。多數(shù)是無性，全雌克?。?3%為雄性。但莖吸蟲寄生(jshng)后蝸牛不育。是莖吸蟲的保存(bocn)宿主。吸蟲通過有性生殖產(chǎn)生(chnshng)變異深水中的吸蟲只進(jìn)行無性生殖。卵第32頁/共35頁第三十二頁，共35頁。紅皇后理論