性選擇sexualselection教學講解課件

（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的精核與卵細胞優(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、遠緣雜交不親和性、多個花粉精核間的競爭等現(xiàn)象。

植物的選擇受精的生物學意義：

（1）可保證最適應的兩性細胞的高度融合，從而增強后代的存活能力；

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

（1）動物性選擇形式：動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作，顯示自己的魅力。寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*2.動物的性選擇

（1）動物性選擇形式：動物的性選擇形式多種2（2）雌性動物的婚配選擇：精心選擇那些攜帶最好基因型的雄性個體交配，來獲得高質(zhì)量的后代，提高其繁殖成效。為此，雌性動物往往對雄性個體有敏銳的洞察力，特別對色彩和聲音有較高的鑒別力。此外，對雄性的體態(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。寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*（2）雌性動物的婚配選擇：精心選擇那些攜帶最好基因型的雄性個3寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*4寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*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間上的分布情況?；榕潴w制寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*婚配體制的形式婚配體制寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學6§2領域行為領域性（territoriality）:動物的個體、家庭，甚至社群所占據(jù)的、并積極保衛(wèi)不讓同種其它個體侵入的空間，稱領域（territory）。這種占有領域的行為稱領域行為，這種現(xiàn)象稱領域性。動物的領域隨占有者的體重而變化，受食物品質(zhì)影響，領域面積隨生活史而變化。寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*§2領域行為領域性（territoriality）:動物7領域的特征與意義：領域的主要特征有三點：①領域是一個固定的區(qū)域，且大小可調(diào)整；②領域受積極保護；③領域的使用是排他性的。領域使動物可以得到充足的食物，減少對生殖活動的外來干擾，使安全更有保障。寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*領域的特征與意義：領域的主要特征有三點：寧夏大學資源環(huán)境學8§4社會等級社會等級（socialhierarchy）:一群同種動物中，各個體的地位有一定的順序性。其基礎是支配—從屬關系。支配—從屬關系有三種基本形式：獨霸式：群體內(nèi)只有一個個體支配全群，其他個體都服從它而不再分等級。單線式：群內(nèi)個體成單線支配關系，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。寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*§4社會等級社會等級（socialhierarchy）9§5合作行為和利他行為合作（cooperation）行為是動物界常見現(xiàn)象。指個體通過相互聯(lián)合，從而對彼此間有利的行為。合作常常是暫或過渡性的，但也可能是長久性的。寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*§5合作行為和利他行為合作（cooperation）行為是10利他（altruism）行為是指一個體犧牲自我而使社群整體或其他個體獲得利益的行為。利他行為可以對直系親屬、近親家族、整個群體有利。寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*利他（altruism）行為是指一個體犧牲自我而使社群整體或11§6通訊視覺通訊螢火蟲（Photinuspyralis）通過每隔一定的時間發(fā)光的應答進行求偶活動。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行個體間的交流?；瘜W通訊昆蟲、哺乳動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行通訊。寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*§6通訊視覺通訊寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》12

種群間的相互關系

種群相互關系的類型

關系類型關系特點

競爭(--)彼此互相抑制

捕食(+-)種群A殺死或吃掉種群B一些個體

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A種群有利,對種群B無利害

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

種群相互關系的類型寧夏大學資源環(huán)境學院13競爭

競爭:生活在同一地區(qū)的兩個物種,由于利用相同的資源,導致每一個物種的數(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:一種動物借助于行為排斥另一種動物使其得不到資源.

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

結(jié)論:兩個生態(tài)學上完全相同的物種不可能同時同地生活在一起;不同物種要實現(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)學的差異.寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*競爭二、競爭排除寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*15寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*16實驗：大草履蟲和雙小核草履蟲

寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*實驗：大草履蟲和雙小核草履蟲

寧夏大學資源環(huán)17競爭（competition）是利用有限資源的個體間的相互作用。在同種個體間發(fā)生的競爭叫種內(nèi)競爭（interspecificcompetition），在不同種個體間發(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：不對稱性；對一種資源的競爭影響對另一種資源的競爭結(jié)果。競爭的性質(zhì)(總結(jié)）寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*競爭（competition）是利用有限資源的個體間的相互作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苯醌，可殺死紫花苜蓿和番茄類植物。生態(tài)學意義：輪作與歇地影響群落組成;影響群落的演替寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*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,競爭個體不能通過運動逃避競爭，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體存活下來，這一過程叫自疏（shlf-thinning）。自疏導致密度與個體大小之間的關系在雙對數(shù)作圖時，具有－3／2斜率，稱Yoda–3/2自疏法則（Yoda–3/2law）。密度制約擴散領域性自疏適合度下降競爭寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*種內(nèi)競爭同樣年齡大小的固著生活生物中,競爭個體不能通過運動逃20種間競爭當兩物種利用同樣的有限資源時，種間競爭就會發(fā)生。種間競爭的例子：原生動物雙核小草履蟲(Parameciumaurelia)和大草履蟲(P.caudatum)。當二種在一起培養(yǎng)時，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)。后者對硅酸鹽的利用率高，當二者在一起培養(yǎng)時，前者被淘汰。入侵雜草。寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*種間競爭當兩物種利用同樣的有限資源時，種間競爭就會發(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)位分化寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*§7競爭競爭的性質(zhì)寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學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)當兩種共存時: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寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*洛特卡-沃爾泰勒(Lotka-Volterra)模型邏輯斯締23兩個物種平衡時的條件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寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*兩個物種平衡時的條件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寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*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·寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*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·寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*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K1/α12K1K2/α21K2N1N2·寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*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K1/α12K1K2/α21K2N1N2·寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*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=收獲時物種甲種子數(shù)/收獲時物種乙種子數(shù)輸入率輸出率寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*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寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*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，稱為基礎生態(tài)位。實際生態(tài)位(realizedniche)：生物群落中物種實際占有的生態(tài)位空間稱實際生態(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資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*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寧夏大學資源環(huán)境學院·《現(xiàn)代生態(tài)學》*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