性選擇sexualselection教學(xué)講解課件

（四）性選擇（sexualselection）1．植物的選擇受精

選擇受精（selectivefertilization）是指具有特定遺傳基礎(chǔ)的精核與卵細(xì)胞優(yōu)先受精的現(xiàn)象。

選擇受精主要表現(xiàn)為生理生化和遺傳上的特征，包括自交不親和性、遠(yuǎn)緣雜交不親和性、多個(gè)花粉精核間的競爭等現(xiàn)象。

植物的選擇受精的生物學(xué)意義：

（1）可保證最適應(yīng)的兩性細(xì)胞的高度融合，從而增強(qiáng)后代的存活能力；

（2）限制異種之間的自由交配，使種間生殖隔離，從而保證各個(gè)種的相對(duì)穩(wěn)定性。寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*（四）性選擇（sexualselection）1．植物的選12.動(dòng)物的性選擇

（1）動(dòng)物性選擇形式：動(dòng)物的性選擇形式多種多樣，主要以異性的外表和行為作為選擇的依據(jù)。通常表現(xiàn)為修飾（ornamentation）、色澤（coloration）、求偶行為等方面，形成明顯的雌雄二形（sexualdimorphism）現(xiàn)象。

在動(dòng)物中，絕大多數(shù)物種是由雄性作出求偶行為，往往表現(xiàn)在顏色修飾和聲音上有許多差異（特別是鳥類），有的做出各種各樣動(dòng)作，顯示自己的魅力。寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*2.動(dòng)物的性選擇

（1）動(dòng)物性選擇形式：動(dòng)物的性選擇形式多種2（2）雌性動(dòng)物的婚配選擇：精心選擇那些攜帶最好基因型的雄性個(gè)體交配，來獲得高質(zhì)量的后代，提高其繁殖成效。為此，雌性動(dòng)物往往對(duì)雄性個(gè)體有敏銳的洞察力，特別對(duì)色彩和聲音有較高的鑒別力。此外，對(duì)雄性的體態(tài)、行為特征（如爭斗、給餌等）等也有一定的鑒別力，從中擇優(yōu)選擇，才能保證后代健康。寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*（2）雌性動(dòng)物的婚配選擇：精心選擇那些攜帶最好基因型的雄性個(gè)3寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*4寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*5婚配體制的形式多配制一雄多雌：海狗科(Otaridae)一雌多雄：距翅水雉（Jacanaspinosa）單配制:天鵝（Cygnus）決定婚配體制的環(huán)境因素主要生態(tài)因素可能是資源的分布，主要是食物和營巢地在空間和時(shí)間上的分布情況。婚配體制寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*婚配體制的形式婚配體制寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)6§2領(lǐng)域行為領(lǐng)域性（territoriality）:動(dòng)物的個(gè)體、家庭，甚至社群所占據(jù)的、并積極保衛(wèi)不讓同種其它個(gè)體侵入的空間，稱領(lǐng)域（territory）。這種占有領(lǐng)域的行為稱領(lǐng)域行為，這種現(xiàn)象稱領(lǐng)域性。動(dòng)物的領(lǐng)域隨占有者的體重而變化，受食物品質(zhì)影響，領(lǐng)域面積隨生活史而變化。寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*§2領(lǐng)域行為領(lǐng)域性（territoriality）:動(dòng)物7領(lǐng)域的特征與意義：領(lǐng)域的主要特征有三點(diǎn)：①領(lǐng)域是一個(gè)固定的區(qū)域，且大小可調(diào)整；②領(lǐng)域受積極保護(hù)；③領(lǐng)域的使用是排他性的。領(lǐng)域使動(dòng)物可以得到充足的食物，減少對(duì)生殖活動(dòng)的外來干擾，使安全更有保障。寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*領(lǐng)域的特征與意義：領(lǐng)域的主要特征有三點(diǎn)：寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)8§4社會(huì)等級(jí)社會(huì)等級(jí)（socialhierarchy）:一群同種動(dòng)物中，各個(gè)體的地位有一定的順序性。其基礎(chǔ)是支配—從屬關(guān)系。支配—從屬關(guān)系有三種基本形式：獨(dú)霸式：群體內(nèi)只有一個(gè)個(gè)體支配全群，其他個(gè)體都服從它而不再分等級(jí)。單線式：群內(nèi)個(gè)體成單線支配關(guān)系，甲制乙，乙制兩．．．以些類推。循環(huán)式：甲制乙，乙制丙，而丙又制甲的形式。寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*§4社會(huì)等級(jí)社會(huì)等級(jí)（socialhierarchy）9§5合作行為和利他行為合作（cooperation）行為是動(dòng)物界常見現(xiàn)象。指個(gè)體通過相互聯(lián)合，從而對(duì)彼此間有利的行為。合作常常是暫或過渡性的，但也可能是長久性的。寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*§5合作行為和利他行為合作（cooperation）行為是10利他（altruism）行為是指一個(gè)體犧牲自我而使社群整體或其他個(gè)體獲得利益的行為。利他行為可以對(duì)直系親屬、近親家族、整個(gè)群體有利。寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*利他（altruism）行為是指一個(gè)體犧牲自我而使社群整體或11§6通訊視覺通訊螢火蟲（Photinuspyralis）通過每隔一定的時(shí)間發(fā)光的應(yīng)答進(jìn)行求偶活動(dòng)。聽覺通訊蟾蜍和鳥的鳴叫求偶、蝙蝠和鯨等通過回聲定位進(jìn)行個(gè)體間的交流。化學(xué)通訊昆蟲、哺乳動(dòng)物等釋放性信息素招引異性。接觸通訊鳥類和獸類的理毛。電通訊

電鰻等魚類通過放電進(jìn)行通訊。寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*§6通訊視覺通訊寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》12

種群間的相互關(guān)系

種群相互關(guān)系的類型

關(guān)系類型關(guān)系特點(diǎn)

競爭(--)彼此互相抑制

捕食(+-)種群A殺死或吃掉種群B一些個(gè)體

寄生(+-)種群A寄生于種群B,并有害于后者

中性(00)彼此互不影響

共生(++)彼此互相有利,專性

互惠(++)彼此互相有利,兼性

偏利(+0)對(duì)A種群有利,對(duì)種群B無利害

偏害(-0)對(duì)A種群有害,對(duì)種群B無利害寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*種群間的相互關(guān)系

種群相互關(guān)系的類型寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院13競爭

競爭:生活在同一地區(qū)的兩個(gè)物種,由于利用相同的資源,導(dǎo)致每一個(gè)物種的數(shù)量下降,即兩種群彼此發(fā)生有害影響.競爭一般可分為干擾競爭和利用競爭.

干擾競爭:一種動(dòng)物借助于行為排斥另一種動(dòng)物使其得不到資源.

利用競爭:一個(gè)物種所利用的資源對(duì)第二個(gè)物種也非常重要,但兩個(gè)物種并不發(fā)生直接接觸.如:螞蟻、嚙齒動(dòng)物都以植物種子為食.寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*競爭競爭:生活在同一地區(qū)的兩個(gè)物種,由于14競爭二、競爭排除兩個(gè)種群開始競爭時(shí),一個(gè)種群最終將另一個(gè)種群完全排除掉,并使整個(gè)系統(tǒng)趨向飽和.

結(jié)論:兩個(gè)生態(tài)學(xué)上完全相同的物種不可能同時(shí)同地生活在一起;不同物種要實(shí)現(xiàn)在飽和環(huán)境和競爭群落中的共存,必須具有某些生態(tài)學(xué)的差異.寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*競爭二、競爭排除寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*15寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*16實(shí)驗(yàn)：大草履蟲和雙小核草履蟲

寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*實(shí)驗(yàn)：大草履蟲和雙小核草履蟲

寧夏大學(xué)資源環(huán)17競爭（competition）是利用有限資源的個(gè)體間的相互作用。在同種個(gè)體間發(fā)生的競爭叫種內(nèi)競爭（interspecificcompetition），在不同種個(gè)體間發(fā)生的競爭叫種間競爭（intraspecificcompetition）。資源競爭的二種作用方式：相互干擾性競爭資源利用性競爭競爭的特征：不對(duì)稱性；對(duì)一種資源的競爭影響對(duì)另一種資源的競爭結(jié)果。競爭的性質(zhì)(總結(jié)）寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*競爭（competition）是利用有限資源的個(gè)體間的相互作18他感作用他感作用（allelopathy）：某些植物能分泌一些有害化學(xué)物質(zhì)，阻止別種植物在其周圍生長，這種現(xiàn)象稱他感作用,或叫異株克生。他感作用例子：北美的黑胡桃（Juglansnigra）抑制離樹干25m范圍內(nèi)植物的生長，其根抽提物含有化學(xué)苯醌，可殺死紫花苜蓿和番茄類植物。生態(tài)學(xué)意義：輪作與歇地影響群落組成;影響群落的演替寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*他感作用他感作用（allelopathy）：某些植物能分泌一19種內(nèi)競爭同樣年齡大小的固著生活生物中,競爭個(gè)體不能通過運(yùn)動(dòng)逃避競爭，因此競爭中失敗者死去,這種競爭結(jié)果使較少量的較大個(gè)體存活下來，這一過程叫自疏（shlf-thinning）。自疏導(dǎo)致密度與個(gè)體大小之間的關(guān)系在雙對(duì)數(shù)作圖時(shí)，具有－3／2斜率，稱Yoda–3/2自疏法則（Yoda–3/2law）。密度制約擴(kuò)散領(lǐng)域性自疏適合度下降競爭寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*種內(nèi)競爭同樣年齡大小的固著生活生物中,競爭個(gè)體不能通過運(yùn)動(dòng)逃20種間競爭當(dāng)兩物種利用同樣的有限資源時(shí)，種間競爭就會(huì)發(fā)生。種間競爭的例子：原生動(dòng)物雙核小草履蟲(Parameciumaurelia)和大草履蟲(P.caudatum)。當(dāng)二種在一起培養(yǎng)時(shí)，由于前者生長快，最后大草履蟲死亡消失。硅藻星桿藻(Asterionellaformosa)和針桿藻(Synedraulna)。后者對(duì)硅酸鹽的利用率高，當(dāng)二者在一起培養(yǎng)時(shí)，前者被淘汰。入侵雜草。寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*種間競爭當(dāng)兩物種利用同樣的有限資源時(shí)，種間競爭就會(huì)發(fā)生。寧夏21§7競爭競爭的性質(zhì)種內(nèi)競爭種間競爭自然種群的競爭和生態(tài)位分化寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*§7競爭競爭的性質(zhì)寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)22洛特卡-沃爾泰勒(Lotka-Volterra)模型邏輯斯締模型:dN/dt=rN(K-N)/K

Lotka-Volterra競爭模型(Lotka,1925;Volterra,1926)當(dāng)兩種共存時(shí):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寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*洛特卡-沃爾泰勒(Lotka-Volterra)模型邏輯斯締23兩個(gè)物種平衡時(shí)的條件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寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*兩個(gè)物種平衡時(shí)的條件dN1/dt=0N124兩物種種群的平衡線dN1/dt=0dN1/dt<0dN1/dt>0dN2/dt<0dN2/dt=0dN2/dt>0N1N2N2N1K1/α12K2/α21K2K1寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*兩物種種群的平衡線dN1/dt=0dN1/dt<0dN1/d25N1取勝,N2滅亡K1>K2/α21,K2<

K1/α12N2超過環(huán)境容納量而停止增長,N1繼續(xù)增長N1取勝,N2被排擠掉K1/α12K1K2/α21K2N1N2·寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*N1取勝,N2滅亡K1>K2/α21,K2<K1/26N1滅亡,N2取勝K1<K2/α21,K2>

K1/α12N1超過環(huán)境容納量而停止增長,N2繼續(xù)增長N2取勝,N1被排擠掉K1/α12K1K2/α21K2N1N2·寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*N1滅亡,N2取勝K1<K2/α21,K2>K1/27不穩(wěn)定共存K1>K2/α21,K2>

K1/α12N1繼續(xù)增長,N2也繼續(xù)增長N2和N1出現(xiàn)不穩(wěn)定的平衡點(diǎn)K1/α12K1K2/α21K2N1N2·寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*不穩(wěn)定共存K1>K2/α21,K2>K1/α12K128穩(wěn)定的共存K1<K2/α21,K2<

K1/α12N1超過環(huán)境容納量而停止增長,N2也超過環(huán)境容納量而增長N2和N1被出現(xiàn)穩(wěn)定的平衡點(diǎn)K1/α12K1K2/α21K2N1N2·寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*穩(wěn)定的共存K1<K2/α21,K2<K1/α12K129植物的競爭模型輸入率=物種甲（N1）播種的種子數(shù)/物種乙（N2）播種的種子數(shù)輸出率=收獲時(shí)物種甲種子數(shù)/收獲時(shí)物種乙種子數(shù)輸入率輸出率寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*植物的競爭模型輸入率=物種甲（N1）播種的種子數(shù)/物種乙（N30植物競爭中四種可能的結(jié)果輸入率輸入率輸入率輸入率輸出率輸出率輸出率aN1取勝；bN2取勝；c穩(wěn)定平衡；d不穩(wěn)定平衡輸出率bacd寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*植物競爭中四種可能的結(jié)果輸入率輸入率輸入率輸入率輸出率輸出率31生態(tài)位(niche)是物種在生物群落或生態(tài)系統(tǒng)中的地位和作用。多維生態(tài)位空間(multidimensioanlnichespace)：影響有機(jī)體的環(huán)境變量作為一系列維，多維變量便是n-維空間，稱多維生態(tài)位空間，或n-維超體積(n-diensionalhypervolume)生態(tài)位?；A(chǔ)生態(tài)位(fundamentalniche)：生物群落中，某一物種所棲息的理論上的最大空間，稱為基礎(chǔ)生態(tài)位。實(shí)際生態(tài)位(realizedniche)：生物群落中物種實(shí)際占有的生態(tài)位空間稱實(shí)際生態(tài)位。生態(tài)位溫度溫度溫度獵物大小獵物大小取食高度寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*生態(tài)位(niche)是物種在生物群落或生態(tài)系統(tǒng)中的地位和作用32

兩物種的資源利用曲線資源利用食物大小被食數(shù)量物食物大小食物大小ABCababba寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*兩物種的資源利用曲線資源利用食物大小被食數(shù)量物食物大小食物33競爭與生態(tài)位種內(nèi)競爭促使兩物種的生態(tài)位接近種間競爭又促使兩物種的生態(tài)位分離。寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*競爭與生態(tài)位種內(nèi)競爭促使兩物種的生態(tài)位接近寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)34思考題1名詞解釋利他行為（altruism）√他感作用（allelopathy）

基礎(chǔ)生態(tài)位與實(shí)際生態(tài)位（fundamentalnicheandrealizedniche）√生態(tài)位與生態(tài)價(jià)（生態(tài)幅）（nicheandecologicalvalence）

競爭排斥原理（competitiveexclusionprinciple）協(xié)同進(jìn)化（coevolution）√植物的防御反應(yīng)（plantdefense）√互利共生(mutualism)寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*思考題1名詞解釋寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*35思考題2問答題從植物和植食動(dòng)物的關(guān)系入手，闡述協(xié)同進(jìn)化原理。根據(jù)生態(tài)位理論，闡述競爭排斥原理。寫出Lotka-Volterra的種間競爭模型（數(shù)學(xué)形式），說明其中變量和參數(shù)所代表的意義，并評(píng)述模型的行為。闡述下列命題：①捕食者與獵物的協(xié)同進(jìn)化（捕食者和被捕食者的相互適應(yīng)是長期協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果）；②在生物群落中，物種間的競爭可能會(huì)導(dǎo)致生態(tài)位的分化。簡述社會(huì)行為和社會(huì)等級(jí)的概念，并說明支配－從屬關(guān)系的基本形式。*食物因子的生態(tài)作用？動(dòng)物食性分化及其生態(tài)學(xué)意義？*簡述社會(huì)行為和社會(huì)等級(jí)的概念，并說明支配－從屬關(guān)系的基本形式。*寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*思考題2問答題寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*36（四）性選擇（sexualselection）1．植物的選擇受精

選擇受精（selectivefertilization）是指具有特定遺傳基礎(chǔ)的精核與卵細(xì)胞優(yōu)先受精的現(xiàn)象。

選擇受精主要表現(xiàn)為生理生化和遺傳上的特征，包括自交不親和性、遠(yuǎn)緣雜交不親和性、多個(gè)花粉精核間的競爭等現(xiàn)象。

植物的選擇受精的生物學(xué)意義：

（1）可保證最適應(yīng)的兩性細(xì)胞的高度融合，從而增強(qiáng)后代的存活能力；

（2）限制異種之間的自由交配，使種間生殖隔離，從而保證各個(gè)種的相對(duì)穩(wěn)定性。寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*（四）性選擇（sexualselection）1．植物的選372.動(dòng)物的性選擇

（1）動(dòng)物性選擇形式：動(dòng)物的性選擇形式多種多樣，主要以異性的外表和行為作為選擇的依據(jù)。通常表現(xiàn)為修飾（ornamentation）、色澤（coloration）、求偶行為等方面，形成明顯的雌雄二形（sexualdimorphism）現(xiàn)象。

在動(dòng)物中，絕大多數(shù)物種是由雄性作出求偶行為，往往表現(xiàn)在顏色修飾和聲音上有許多差異（特別是鳥類），有的做出各種各樣動(dòng)作，顯示自己的魅力。寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*2.動(dòng)物的性選擇

（1）動(dòng)物性選擇形式：動(dòng)物的性選擇形式多種38（2）雌性動(dòng)物的婚配選擇：精心選擇那些攜帶最好基因型的雄性個(gè)體交配，來獲得高質(zhì)量的后代，提高其繁殖成效。為此，雌性動(dòng)物往往對(duì)雄性個(gè)體有敏銳的洞察力，特別對(duì)色彩和聲音有較高的鑒別力。此外，對(duì)雄性的體態(tài)、行為特征（如爭斗、給餌等）等也有一定的鑒別力，從中擇優(yōu)選擇，才能保證后代健康。寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*（2）雌性動(dòng)物的婚配選擇：精心選擇那些攜帶最好基因型的雄性個(gè)39寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*40寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*41婚配體制的形式多配制一雄多雌：海狗科(Otaridae)一雌多雄：距翅水雉（Jacanaspinosa）單配制:天鵝（Cygnus）決定婚配體制的環(huán)境因素主要生態(tài)因素可能是資源的分布，主要是食物和營巢地在空間和時(shí)間上的分布情況?；榕潴w制寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*婚配體制的形式婚配體制寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)42§2領(lǐng)域行為領(lǐng)域性（territoriality）:動(dòng)物的個(gè)體、家庭，甚至社群所占據(jù)的、并積極保衛(wèi)不讓同種其它個(gè)體侵入的空間，稱領(lǐng)域（territory）。這種占有領(lǐng)域的行為稱領(lǐng)域行為，這種現(xiàn)象稱領(lǐng)域性。動(dòng)物的領(lǐng)域隨占有者的體重而變化，受食物品質(zhì)影響，領(lǐng)域面積隨生活史而變化。寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*§2領(lǐng)域行為領(lǐng)域性（territoriality）:動(dòng)物43領(lǐng)域的特征與意義：領(lǐng)域的主要特征有三點(diǎn)：①領(lǐng)域是一個(gè)固定的區(qū)域，且大小可調(diào)整；②領(lǐng)域受積極保護(hù)；③領(lǐng)域的使用是排他性的。領(lǐng)域使動(dòng)物可以得到充足的食物，減少對(duì)生殖活動(dòng)的外來干擾，使安全更有保障。寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*領(lǐng)域的特征與意義：領(lǐng)域的主要特征有三點(diǎn)：寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)44§4社會(huì)等級(jí)社會(huì)等級(jí)（socialhierarchy）:一群同種動(dòng)物中，各個(gè)體的地位有一定的順序性。其基礎(chǔ)是支配—從屬關(guān)系。支配—從屬關(guān)系有三種基本形式：獨(dú)霸式：群體內(nèi)只有一個(gè)個(gè)體支配全群，其他個(gè)體都服從它而不再分等級(jí)。單線式：群內(nèi)個(gè)體成單線支配關(guān)系，甲制乙，乙制兩．．．以些類推。循環(huán)式：甲制乙，乙制丙，而丙又制甲的形式。寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*§4社會(huì)等級(jí)社會(huì)等級(jí)（socialhierarchy）45§5合作行為和利他行為合作（cooperation）行為是動(dòng)物界常見現(xiàn)象。指個(gè)體通過相互聯(lián)合，從而對(duì)彼此間有利的行為。合作常常是暫或過渡性的，但也可能是長久性的。寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*§5合作行為和利他行為合作（cooperation）行為是46利他（altruism）行為是指一個(gè)體犧牲自我而使社群整體或其他個(gè)體獲得利益的行為。利他行為可以對(duì)直系親屬、近親家族、整個(gè)群體有利。寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*利他（altruism）行為是指一個(gè)體犧牲自我而使社群整體或47§6通訊視覺通訊螢火蟲（Photinuspyralis）通過每隔一定的時(shí)間發(fā)光的應(yīng)答進(jìn)行求偶活動(dòng)。聽覺通訊蟾蜍和鳥的鳴叫求偶、蝙蝠和鯨等通過回聲定位進(jìn)行個(gè)體間的交流。化學(xué)通訊昆蟲、哺乳動(dòng)物等釋放性信息素招引異性。接觸通訊鳥類和獸類的理毛。電通訊

電鰻等魚類通過放電進(jìn)行通訊。寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*§6通訊視覺通訊寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》48

種群間的相互關(guān)系

種群相互關(guān)系的類型

關(guān)系類型關(guān)系特點(diǎn)

競爭(--)彼此互相抑制

捕食(+-)種群A殺死或吃掉種群B一些個(gè)體

寄生(+-)種群A寄生于種群B,并有害于后者

中性(00)彼此互不影響

共生(++)彼此互相有利,專性

互惠(++)彼此互相有利,兼性

偏利(+0)對(duì)A種群有利,對(duì)種群B無利害

偏害(-0)對(duì)A種群有害,對(duì)種群B無利害寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*種群間的相互關(guān)系

種群相互關(guān)系的類型寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院49競爭

競爭:生活在同一地區(qū)的兩個(gè)物種,由于利用相同的資源,導(dǎo)致每一個(gè)物種的數(shù)量下降,即兩種群彼此發(fā)生有害影響.競爭一般可分為干擾競爭和利用競爭.

干擾競爭:一種動(dòng)物借助于行為排斥另一種動(dòng)物使其得不到資源.

利用競爭:一個(gè)物種所利用的資源對(duì)第二個(gè)物種也非常重要,但兩個(gè)物種并不發(fā)生直接接觸.如:螞蟻、嚙齒動(dòng)物都以植物種子為食.寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*競爭競爭:生活在同一地區(qū)的兩個(gè)物種,由于50競爭二、競爭排除兩個(gè)種群開始競爭時(shí),一個(gè)種群最終將另一個(gè)種群完全排除掉,并使整個(gè)系統(tǒng)趨向飽和.

結(jié)論:兩個(gè)生態(tài)學(xué)上完全相同的物種不可能同時(shí)同地生活在一起;不同物種要實(shí)現(xiàn)在飽和環(huán)境和競爭群落中的共存,必須具有某些生態(tài)學(xué)的差異.寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*競爭二、競爭排除寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*51寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*52實(shí)驗(yàn)：大草履蟲和雙小核草履蟲

寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*實(shí)驗(yàn)：大草履蟲和雙小核草履蟲

寧夏大學(xué)資源環(huán)53競爭（competition）是利用有限資源的個(gè)體間的相互作用。在同種個(gè)體間發(fā)生的競爭叫種內(nèi)競爭（interspecificcompetition），在不同種個(gè)體間發(fā)生的競爭叫種間競爭（intraspecificcompetition）。資源競爭的二種作用方式：相互干擾性競爭資源利用性競爭競爭的特征：不對(duì)稱性；對(duì)一種資源的競爭影響對(duì)另一種資源的競爭結(jié)果。競爭的性質(zhì)(總結(jié)）寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*競爭（competition）是利用有限資源的個(gè)體間的相互作54他感作用他感作用（allelopathy）：某些植物能分泌一些有害化學(xué)物質(zhì)，阻止別種植物在其周圍生長，這種現(xiàn)象稱他感作用,或叫異株克生。他感作用例子：北美的黑胡桃（Juglansnigra）抑制離樹干25m范圍內(nèi)植物的生長，其根抽提物含有化學(xué)苯醌，可殺死紫花苜蓿和番茄類植物。生態(tài)學(xué)意義：輪作與歇地影響群落組成;影響群落的演替寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*他感作用他感作用（allelopathy）：某些植物能分泌一55種內(nèi)競爭同樣年齡大小的固著生活生物中,競爭個(gè)體不能通過運(yùn)動(dòng)逃避競爭，因此競爭中失敗者死去,這種競爭結(jié)果使較少量的較大個(gè)體存活下來，這一過程叫自疏（shlf-thinning）。自疏導(dǎo)致密度與個(gè)體大小之間的關(guān)系在雙對(duì)數(shù)作圖時(shí)，具有－3／2斜率，稱Yoda–3/2自疏法則（Yoda–3/2law）。密度制約擴(kuò)散領(lǐng)域性自疏適合度下降競爭寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*種內(nèi)競爭同樣年齡大小的固著生活生物中,競爭個(gè)體不能通過運(yùn)動(dòng)逃56種間競爭當(dāng)兩物種利用同樣的有限資源時(shí)，種間競爭就會(huì)發(fā)生。種間競爭的例子：原生動(dòng)物雙核小草履蟲(Parameciumaurelia)和大草履蟲(P.caudatum)。當(dāng)二種在一起培養(yǎng)時(shí)，由于前者生長快，最后大草履蟲死亡消失。硅藻星桿藻(Asterionellaformosa)和針桿藻(Synedraulna)。后者對(duì)硅酸鹽的利用率高，當(dāng)二者在一起培養(yǎng)時(shí)，前者被淘汰。入侵雜草。寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*種間競爭當(dāng)兩物種利用同樣的有限資源時(shí)，種間競爭就會(huì)發(fā)生。寧夏57§7競爭競爭的性質(zhì)種內(nèi)競爭種間競爭自然種群的競爭和生態(tài)位分化寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*§7競爭競爭的性質(zhì)寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)58洛特卡-沃爾泰勒(Lotka-Volterra)模型邏輯斯締模型:dN/dt=rN(K-N)/K

Lotka-Volterra競爭模型(Lotka,1925;Volterra,1926)當(dāng)兩種共存時(shí):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寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*洛特卡-沃爾泰勒(Lotka-Volterra)模型邏輯斯締59兩個(gè)物種平衡時(shí)的條件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寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*兩個(gè)物種平衡時(shí)的條件dN1/dt=0N160兩物種種群的平衡線dN1/dt=0dN1/dt<0dN1/dt>0dN2/dt<0dN2/dt=0dN2/dt>0N1N2N2N1K1/α12K2/α21K2K1寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*兩物種種群的平衡線dN1/dt=0dN1/dt<0dN1/d61N1取勝,N2滅亡K1>K2/α21,K2<

K1/α12N2超過環(huán)境容納量而停止增長,N1繼續(xù)增長N1取勝,N2被排擠掉K1/α12K1K2/α21K2N1N2·寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*N1取勝,N2滅亡K1>K2/α21,K2<K1/62N1滅亡,N2取勝K1<K2/α21,K2>

K1/α12N1超過環(huán)境容納量而停止增長,N2繼續(xù)增長N2取勝,N1被排擠掉K1/α12K1K2/α21K2N1N2·寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*N1滅亡,N2取勝K1<K2/α21,K2>K1/63不穩(wěn)定共存K1>K2/α21,K2>

K1/α12N1繼續(xù)增長,N2也繼續(xù)增長N2和N1出現(xiàn)不穩(wěn)定的平衡點(diǎn)K1/α12K1K2/α21K2N1N2·寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*不穩(wěn)定共存K1>K2/α21,K2>K1/α12K164穩(wěn)定的共存K1<K2/α21,K2<

K1/α12N1超過環(huán)境容納量而停止增長,N2也超過環(huán)境容納量而增長N2和N1被出現(xiàn)穩(wěn)定的平衡點(diǎn)K1/α12K1K2/α21K2N1N2·寧夏大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院·《現(xiàn)代生態(tài)學(xué)》*穩(wěn)定的共存K1<K2/α21,K2<K1/α12K165植物的競爭模型輸入率=物種