7 生活史对策

1第六章生活史对策•7.1生活史•7.2资源配置与权衡•7.3体型效应•7.4生殖对策•7.5滞育和休眠•7.6迁移•7.7复杂的生活史周期•7.8衰老7.1.1生活史的概念–生物从出生到死亡所经历的全部过程7.1.2生活史的关键组分–身体大小(bodysize)、生长率(growthrate)、繁殖(reproduction)、寿命(longevity)7.1.3生态对策(生活史对策,lifehistorystrategy)–生物在生存斗争中获得的生存对策7.1生活史(Lifehistory)37.2资源配置与权衡(trade-off)7.2.1理想的高度适应性生物(达尔文魔鬼):出生后短期内达到成体大小,生产很多后代并长寿7.2.2能量的限制导致必须进行能量的权衡(生存和繁殖)4花旗松生长与繁殖资源分配之间的权衡生存与繁殖间存在权衡7.2.3能量分配(Resourceallocation)–单次生殖或多次生殖–大量小型后代或少量大型后代117.3体型效应7.3.1体型大小与寿命（Fig6-3P110)7.3.2体型大小与内禀增长率（Fig6-4P111)•Southwood的解释–单位重量代谢率→寿命→生殖期→内禀增长率7.3.3适应意义–体型大、寿命长→调节功能强→竞争能力强–体型小、寿命短→遗传变异大→生态幅广12体型效应图片：体型效应13体型大小与内禀增长率的关系207.4生殖对策7.4.1r-选择和K-选择7.4.2生殖价和生殖效率227.4.1r-选择和K-选择•Lack对鸟类的生殖率进化进行了研究–幼鸟存活数：产卵数和亲体关怀能力•MacArthur和Wilson按栖息环境和进化对策的生物分类–r-对策者生物和K-对策者生物•E.Pianka的r-选择和K-选择理论–r-选择：种群增长率最大；K-选择：种群竞争能力最大23下几颗蛋合适？图片：鸟类窝寄生r-选择种和K-选择种的特征257.4.1r-选择和K-选择（续）•r-选择和K-选择的适应意义–r-选择：死亡率高，但r高能使种群迅速恢复，高扩散能力使其迅速离开不利环境，有利于建立新的种群和形成新的物种–K-选择：竞争能力强、数量稳定、大量死亡或导致生境退化的可能性小；由于r低，种群数量下降后恢复困难28既是r-对策者又是K-对策者？Linhart(1974)年曾研究过水苦荬的两个种群产生少量种子，种子个体大，可以很快萌发环境多变环境稳定产生大量种子，种子个体小种群死亡率高临时性池塘29环境与物种进化两条道路遭遇两种环境？如何应对以K-对策者模式应对以r-对策者模式应对物种进化过程不稳定环境不可预测灾变较多稳定环境竞争较为激烈生物稳定环境r-K-r-K-不稳定环境稳定环境不稳定环境生物rKrKr-对策者K-对策者环境生物进化方向30生殖价和生殖效率•资源配置与权衡：当前繁殖与未来繁殖•生殖价(reproductivevalue)：当前繁殖输出+未来繁殖输出•从进化的角度讲，个体要使传递给下一代的总后代数最大，即使出生时生殖价最大•生殖价的差异与生活史对策•以滨螺为例:在两种不同的生境下采取不同的对策1.不活动岩石表面的狭窄裂缝:r-对策2.活动岩石表面:k-对策•生殖效率问题：生物通过提高后代质量与投入能量的比值达到提高生殖效率的目的•蚊母草在池塘中央稳定的环境条件下，产生大而重的种子(k-对策)•在池塘周围不稳定的生境条件下，产生小而多的种子，便于从不良池塘环境中逃离的机会(r-对策)337.5生境分类7.5.1不同繁殖付出生境的物种–高-CR(costofreproduction)生境物种：推迟繁殖后代–低-CR生境物种：提前繁殖后代7.5.2“两面下注”理论:对生活史不同组分的影响来比较不同生境–多次生殖：成体死亡率与幼体死亡率相比较为稳定–单次生殖：幼体死亡率低于成体死亡率7.5.3CSR三角形•划分植物生活史的三途径•J.P.Grime,1977,1979•环境变异影响植物的生活史对策•干扰强度和胁迫强度是影响植物选择压力的两个最重要的因素•低严峻度、低干扰：竞争对策(C-选择)低严峻度、高干扰：杂草对策(R-选择)高严峻度、低干扰：胁迫-忍耐对策(S-选择)•生境的严峻度生境干扰水平杂草对策竞争对策胁迫忍耐对策7.5.3CSR三角形机遇、平衡和周期性生活史对策•K.Winermiller&K.Rose,1992•以鱼类为研究对象•从权衡(trade-off)的角度出发，认为生物在繁殖力、成活率和性成熟年龄间存在权衡397.6滞育和休眠7.6.1休眠(dormancy)：是由不良环境条件直接引起的，当不良环境条件消除时，便可恢复生长发育7.6.2滞育(diapause)：是昆虫长期适应不良环境而形成的种的遗传性。在自然情况下，当不良环境到来之前，生理上已经有所准备，即已进入滞育。一旦进入滞育必需经过一定的物理或化学的刺激，否则恢复到适宜环境也不进行生长发育7.6.3潜生现象(隐生现象,cryptobiosis)、蛰伏(torper)、冬眠(hibernation)、夏眠(aestivation)407.7迁移7.7.1迁徙(migration)7.7.2扩散(dispersal)7.7.3迁移的模式•反复往返旅行:家燕•单次往返旅行:鲑鱼•单程旅行:斑蝶417.8复杂的生活史周期7.8.1复杂的生活史周期–变态：个体生活史中形态学的变化(昆虫、两栖类)–世代间变化：包括形态转换7.8.2适应优势–扩散与生长间平衡–生境利用最优化427.9衰老7.9.1衰老现象–生物体进入老年后，身体恶化，繁殖力、精力、存活力下降7.9.2衰老的原因–机械水平：化学毒物的影响使细胞器崩溃，引起衰老–突变积累模型：早期表达的坏基因早期被去除，晚期表达的则不能被去除而持久地保持在种群中–拮抗性多效模型：部分基因对早期繁殖有利对生命晚期有害43本章小结•生活史的相关概念•生物的能量分配与权衡•r-选择和K-选择•C-S-R对策•生物抵御不良环境的方式滞育、休眠、迁徙等的概念44本章主要概念生活史、生殖对策、滞育、休眠、r-选择、K-选择、生殖价、生殖效率、迁徙、衰老45思考题1.什么叫生活史策略，试比较r-选择和k-选择的基本特征。2.根据资源配置理论分析为什么生物适应环境的能力总是有限的？2.C-S-R的植物生活史划分中将植物的生境划分为哪三种类型？3.请用生物的能量权衡解释个体重量与种群内禀增长率的关系。4.什么是两头下注理论？