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1、第五章 生态系统及其稳定性,什么是信息？,一般将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息（information）,生命系统的信息观,细胞生命系统（接受外界信息）,生命系统的信息观,个体生命系统 例：神经调节中的电信号、化学信号 激素调节中的激素 免疫调节中的抗原信号等,生命系统的信息观,生命系统的信息观,生命系统的信息观,生态生命系统（1）个体从获取环境信息以保证自己的生存活动的需要（定位、方向、感光、测温、化学感受、磁场感应等）。（2）种群内不同个体之间进行合作或竞争所进行的信息传递。（求偶、繁殖、觅食、抵抗侵略、社会行为等）（3）不同种群个体之间竞争或捕捉与反侵害所进行的信息传递
2、。（警戒、驱逐、识别等）,生命系统的信息观,个体从获取环境信息以保证自己的生存活动的需要（定位、方向、感光、测温、化学感受、磁场感应等）,生命系统的信息观,蝙蝠的回声定位与雷达（超声波）,生命系统的信息观,海豚的回声定位,生命系统的信息观,鸟迁徙行为中对方向的判断（太阳）,生命系统的信息观,鸽子喙部发现感应磁场器官 识途靠地磁导航,生命系统的信息观,蛇的热感受器与导弹（红外线感受器）,生命系统的信息观,鱼的侧线,生命系统的信息观,蚊触须上的（二氧化碳和剧烈运动时产生的乳酸 ）化学探测器,大约有2700种蚊子还具有相当灵敏的视觉感受器和热传感器,生命系统的信息观,苍蝇的平衡棒和运载火箭（振动陀螺
3、仪）,一只小小的苍蝇可以一气飞行好几个小时，速度高达20公里小时。它还有垂直升降、急速调头、空中悬停、隐身潜伏和微波信息收发等绝招儿。平衡棒可以调节翅膀的运动力向，是身体平衡度的一个导航仪。苍蝇飞行时，平衡棒以一定的频率进行机械振动。当苍蝇飞行出现倾斜或偏离航向时，平衡棒的振动就会随之发生变化，并且把这种变化信息及时传递给蝇脑。苍蝇会按新的指令调整身体的姿态和航向。,生命系统的信息观,生物界存在着效率极高、精确可靠的定向、导航、探测、控制调节、能量转换、信息处理、生物合成、结构力学和流体力学等生物系统，它们可以为现代军事技术系统提供最佳的设计原理。仿生学,生命系统的信息观,种群内不同个体之间进
4、行合作或竞争所进行的信息传递。（求偶、繁殖、觅食、抵抗侵略、社会行为等）,生命系统的信息观,求偶行为,发光 萤火虫发出的萤光是一种求偶信号，以此与异性取得联系。但这种信号往往被第三者狼蛛非法利用，结果双双被捕，成了爱情的牺牲品。,生命系统的信息观,求偶行为,鸣叫 以嘹亮的鸣声呼唤配偶的动物较多，其中有些只是简单的鸣叫，如蝉类。有些鸟类则伴有炫耀歌喉或滔滔不绝地“表白”。这种方式也容易暴露目标，往往酿成爱情悲剧。,黄斑黑蟋蟀,生命系统的信息观,求偶行为,激素诱导（信息素） 这是最安全的求偶密码，多见于昆虫。如雌蝗在远处的草丛中分泌一种特殊的激素，雄蝗头上的一对触角像电视接收天线一样，能准确无误地
5、接收到这种信号，及时飞来，喜从天降，巧结良缘。,昆虫性信息素 防治病虫害,信息素主要有性信息素、聚集素、告警素、追踪素等,生命系统的信息观,求偶行为,炫耀 这种行为多见于水鸟。如雄鸭子经常在雌鸭面前脉脉含情，不时用喙梳理羽毛，并涂擦脂肪，使羽毛平伏光洁，以炫耀自己的美丽姿态。有些鸟则只梳理色彩鲜明或者色彩别致的地方。最进步的是鸳鸯，它只象征性地用喙触碰一下翅翼上一根特别大的橙色羽毛。鹑鸡类雄性凭着花丽的外表、雄健的气魄，常在雌性面前展翅、度步、开屏等，以炫耀自己的健美。有些鸣禽则以歌舞的方式进行炫耀，从而取得配偶。,生命系统的信息观,求偶行为,送礼 这是一种奇特而温柔的求偶方式。如一些蝇类，雄
6、性在求偶前先建造一个细软的和自身大小相当的丝质球，然后带球飞到蝇群中，并在那里绕圈飞行以吸引雌蝇。雌蝇相中之后，接受礼品，结成配偶双双离开蝇群，完成交配。有些则事先捕获猎物；如蚊子成昆虫翅片，有些还用丝缕裹在所获猎物上，使其显大，也许有更大的引诱作用；有些动物已经把“送礼”发展为“请客”的形式，如公鸡找到食物之后，常常邀请母鸡共享美餐，居心便是交配，有时甚至不等母鸡食完，便色相毕露。,生命系统的信息观,求偶行为,情杀 这是一种激烈的求偶方式。例如，雄性鳄鱼为争夺雌体而叫嚣绕转；雄的鲑鱼常常整天地相互争斗；雄鍬形虫的巨型大颚常被其他雄虫咬伤。又如流苏鹬的雄性二者拼命争斗，雌性却歇在一旁观战，最后
7、则和战胜者同去。这种方式在哺乳类中最为普遍。在激烈的争斗中，雄的常有特别的武器，如雄鹿的角、公鸡的距；有的还有特别的防御工具，如雄狮的鬣、雄鲑的钩形上颚等。,生命系统的信息观,求偶行为的意义,（1）每种动物的求偶行为都有物种的特异性，即使是很相近的物种也有细微的差异，这可以避免不同动物的种间杂交。种间杂交在相近物种之间也有时发生，如马和驴杂交生骡，狮和虎也能杂交产仔，但这种情况大多是发生在人工喂养的特殊环境下。（2）求偶行为会刺激对方神经的兴奋，并激发与生殖有关的内分泌腺的分泌活动，以协调雌雄双方的排卵和排精，提高受精率。（3）求偶行为使雌雄双方有更多选择机会，使后代获得良好的遗传基因组合。求
8、偶不成的，常常是群体中的弱者。例如鹿科动物，雄性为争夺配偶而斗殴，失败的弱者，多为幼小刚成年或年老体衰者、瘦弱有病者，它们不被雌鹿选中，对物种的繁衍有利。,生命系统的信息观,生命系统的信息观,不同种群个体之间竞争或捕捉与反侵害所进行的信息传递。（警戒、驱逐、识别等）,生命系统的信息观,警戒与防卫,生命系统的信息观,植物间有没有信息传递？,生命系统的信息观,阳光与植物间的信息 声音与植物间的信息？,生命系统的信息观,植物与植物间的信息传递,指植物产生的次生代谢物质在植物生长过程中，通过信息抑制其他植物的生长、发育并加以排除的现象，常称为异株克生现象。,生命系统的信息观,植物与植物间的信息传递,黄
9、瓜中某些品系在化学物质的信息作用下，可以阻止87左右的杂草生长，维持其在农田生态系统中的优势。 有时发生在同一个物种之内。在这些植物的早期生长中，这种毒素可能降低同一物种幼小个体的成活力。然而，当这种毒素在土壤中积累时，它们就能使植物自身死亡，减少生态系统内部空间的拥挤。例如桉树。,生命系统的信息观,植物与植物间的信息传递,在寄生植物和寄主植物之间，还表现有另一种不同的情况。黄独脚金（Striga hermonthica）是玄参科植物，寄生于甘蔗、玉米或棉花上。向日葵列当（Orobanche cumana）是列当科植物，寄生于向日葵、蚕豆、烟草等植物上。这些寄生植物的种子细小如尘埃，随风扩散，
10、它们并非在任何地方都可以发芽。而只有在接收到寄主植物根部分泌物的信号后，才萌动、发芽；若接收不到寄主植物的这种信息，寄生植物种子在土壤中呆上10年也不丧失其发芽的能力。后来分析出这种信息物是一种具有两个内酯的萜类化合物独脚金酚（strigol）。在合适的条件下，110-6moll-1的浓度就能促使50的黄独脚金种子发芽。,生命系统的信息观,植物与动物间的信息传递 植物和动物不同，它们是不会走动的，给人们表面的印象似乎只能呆在那里等待被吃掉。植物遭受昆虫和其他植食动物的侵袭和吞食，这是最糟的结局。然而，事实并非如此。植物决不是软弱无能，处于完全被动受害的地位，而是通过形态、生理生化等各个方面，采
11、取了多种行之有效的手段来保卫着自己。发现植物作为信息源对植食动物发出的种种信息。植物在千百万年进化中，形成了一道道防线，发出不同信号，确立了许多防御机制，以便保卫自己免受侵袭和吞食。,生命系统的信息观,植物与动物间的信息传递 植物和动物不同，它们是不会走动的，给人们表面的印象似乎只能呆在那里等待被吃掉。植物遭受昆虫和其他植食动物的侵袭和吞食，这是最糟的结局。然而，事实并非如此。植物决不是软弱无能，处于完全被动受害的地位，而是通过形态、生理生化等各个方面，采取了多种行之有效的手段来保卫着自己。发现植物作为信息源对植食动物发出的种种信息。植物在千百万年进化中，形成了一道道防线，发出不同信号，确立了
12、许多防御机制，以便保卫自己免受侵袭和吞食。,荆棘和皮刺、细毛等,生命系统的信息观,植物与动物间的信息传递 众所周知，植物的花是植物授粉动物间联系的极为重要的信息媒介，以此确立了二者的共生关系。有位生物学家曾对2680种花的色泽作了统计，结果表明：白花最多，占1193种；其次为黄花，占951种；红花占307种；绿花占153种；橙色花占50种；茶色花占18种；黑色花最少，只占8种。一朵花生成某种颜色，往往与能感觉到这种颜色信号的昆虫有关。例如，蜜蜂、黄蜂和丸花蜂偏爱粉红色、紫色和蓝色；蝇类和甲虫喜欢暗黄色花朵。,生命系统的信息观,物理信息化学信息行为信息营养信息,生态系统中信息流的人工调控,光信息的人工调控化学信息的人工调控声音信息的人工调控,第4节 生态系统的信息传递,生命系统的信息观,细胞生命系统（细胞内部信息流）例：DNAmRNA蛋白质,
