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1、种群（Population）:在特定的时间和一定的空间中生活和繁殖的同种个体所组成的群体。简而言之，在一定空间中同种个体的组合。,第四章 种群生态学,种群特征,种群增长模型,种内、种间关系,生态对策,种群调节,问题与讨论,第四章 种群生态学,种群特征,种群增长模型,种内、种间关系,生态对策,种群调节,问题与讨论,第七章 种群生态学,变异和遗传多样性,变异（variation）和遗传漂变（genetic drift） 变异是指个体或群体之间的形态、生理、行为和生态特征上的差别和区别，通常指遗传变异。 基因频率在小的种群里随机增减的现象称遗传漂变。 遗传多样性 遗传多样性可表现在种群、个体、组织和
2、细胞、分子水平，最直接的表现形式就是遗传变异水平的高低。 检测遗传多性的主要方法有：形态学技术；染色体技术；等位酶技术；DNA技术。,进化动力,自然选择和遗传漂变是两种进化的动力。 两种进化动力的作用 中性说： 认为遗传变异完全是突变和遗传漂变的结果，不包括自然选择。 筛选说：认为遗传变异是突变、遗传漂变和自然选择的联合结果。 平衡选择说：认为遗传变异完全是自然选择的结果。,1种群生活史 一个生物从出生到所经历的全部过程称为生活史（life history）或生活周期（life cycle）。 表现的主要特征： 个体大小：是生物的遗传特征，与生活周期长短有很好相关性。 生长与发育速度：呈“S”
3、形生长曲线，包括停滞期、指数期、静止期。,四、种群的生活史、进化和选择,繁殖：指有机体生产出与自己相似后代的现象，是生物形成新个体所有方式的总称。包括： 有性生殖（sexual reproduction）：通过两性细胞核的结合形成新个体的繁殖方式。 无性生殖（asexual reproduction）： 孢子生殖（spore reproduction）：生殖细胞即孢子不经过有性过程而直接发育成新个体的繁殖方式。 营养繁殖（vegetative reproduction）： 繁殖与物种的生存和发展关系极密切，它是生活史中的核心问题。 达尔文魔鬼（Darwinian demons）：完美的假定生物
4、（hypothetical organism）应该具备可是繁殖力达到最大的一切特征在出生后短期内达到大型的成体大小，生产许多大个体后代并长寿。,扩散：指生物个体或繁殖体从一个生境转移到另一个生境中。 植物的扩散（繁殖体的传播）： 扩散形式水力、动物（人）、风力。各自有特殊的适应性。 动物扩散（主动扩散） 扩散形式迁出、迁入、迁移 迁出（emigration）分离出去而不再归来的单方向移动。 迁入（immigration）进入的单方向移动。 迁移（migration）周期性的离开和返回（回游、迁徙）。 动植物扩散的生物学与生态学意义 可以使种群内和种群间的个体得以交换，防止长期近亲繁殖而产生不良
5、的后果； 可以补充或维持正常分布区以外的暂时性分布区域的数量； 扩大种群分布区。,2、性选择（sexual selection）,性选择理论 Darwin的理论 性选择（sexual selection）：达尔文在1871年首先使用，主要是指通过选择使某一性个体在寻求配偶时获得比同性其他个体更有竞争力的特征。其设想性选择是通过两种方式发生的：性内选择；性间选择。 Fisher的理论 建立在主动选择基础上的性选择可导致性二型特征的进化。 Trivers的理论 在雄性不承担任何抚育后代责任的物种中，如果雌性个体具有足够的辨别力，使它所选择的配偶所具有基因质量优于自身，那么，进行有性生殖仍然是有利的
6、。,具有特定遗传基础的精核与卵细胞优先受精的现象。 主要表现：生理生化和遗传上的特征，包括自交不亲和性、远缘杂交、不亲和性、多个花粉精核间的竞争等现象。 生物学意义： （1）可保证最适应的两性细胞的高度融合，从而增强后代的存活能力； （2）限制异种之间的自由交配，使种间生殖隔离，从而保证各个种的相对稳定性。,1）植物的选择受精（selective fertilization）,2）动物的性选择 途径： 性内选择(intrasexual selection),解释打斗武器的发生 性间选择(intersexual selection),解释奢侈的尾、头羽等 形式： 多种多样，主要以异性的外表和行为
7、作为选择依据。通常为修饰（ornamentation）、色泽（coloration）、求偶行为等方面，形成明显的雌雄二型（sexual dimorphism）现象。,动物中，绝大多数是由雄性作出求偶行为： 鸣叫、鸣啭、发声； 体色显示，发光； 释放分泌物； 身体接触； 舞蹈和婚飞； 求偶喂食； 象征性营巢； 装饰求偶场； 公共竞技场求偶等。,求偶行为的生态学意义： 吸引异性； 防止与异种个体杂交； 激发对方的性欲望； 选择最为理想的配偶。,雌性动物的择偶标准： 性功能正常者作配偶； 具有优质基因的异性； 占有优质领域和资源的雄性个体作配偶； 有遗传互补性的异性作配偶。,2、性选择（sexual
8、 selection）,雌性对奢侈的特征的喜好是如何产生的？ 让步赛理论（handicap theory） Fisher私奔模型（Fishers runaway model ）,雌性动物的婚配选择： 精心选择那些携带最好基因型的雄性个体来获得高质量的后代，提高其繁殖成效。为此: 雌性往往对雄性个体有敏锐的洞察力，特别对色彩和声音有较高的鉴别力。 此外，对雄性的体态、行为特征（如争斗、给饵等）等也有一定的鉴别力，择优选择，保证后代健康。,视频欣赏,中文名称：BBC透视动物 英文名称：BBC Animal The Inside Story 资源类型：DVDRip 地区：英国 语言：英语,俄语 网址
9、：http:/ effort ）与 繁殖格局（reproduction patterns）,Darwinian demons不存在，分配给生活史一个方面的能量不能再用于另一方面，必须在生活史特性之间“权衡”。如产果数与年轮 繁殖成效 繁殖价值(reproductive value， P74 ) 现时/当年繁殖价值： 剩余繁殖价值： 亲本投资（parental invest，p76) 繁殖成本（reproductive costs) 繁殖格局 一次繁殖生物（semelparity）：只繁殖一次即死亡的生物。 多次繁殖生物（iteroparity）：一生中能繁殖多次的生物。,3、繁殖成效（repr
10、oductive effort ）与 繁殖格局（reproduction patterns）,生活年限（life-span）与繁殖 植物可划分为1a、2a和多年生三种类型； 动物划分为短命、中等寿命和长寿型三种类型； 生活年限或寿命（lifetime）既具遗传性，也具有较大的生态可塑性，通常前者为生理寿命，后者为实际寿命或生态寿命。 短命型可视为提前繁殖，长寿型视为延迟繁殖。 繁殖格局是自然选择的结果，主要视生境条件决定的。 “两面下注”（bet-hedging）理论 根据对生活史不同部分（出生、幼体死亡、成体死亡率等）的影响来对比生境的可变性。如死亡率相对稳定，可预期成体会“保卫其赌注”，长
11、时间内多次繁殖；而幼体死亡率低于成体，分配给繁殖的能量就该高，后代一次全部产出，一次生殖。 相关术语 休眠（冬眠、夏眠）、滞育（diapause）、蛰伏（torper）,4、自然选择的类型 定向选择（directional selection） 稳定选择（stabilizing selection） 分裂选择（disruptive selection）,四、种群的生活史、进化和选择,NEXT,5、渐变群（cline）,四、种群的生活史、进化和选择,思考被鸟类取食的概率？ 工业黑化现象（industrial melanism） 桦尺蠖（Bistion betularia），鸟类的捕食作用是决定性
12、的环境选择压力。在污染区黑色型占优势，在未污染区则仍以浅色型个体占优势。工业黑化是人类目睹的自然选择作用下基因频率变化和物种进化的明显例子。,广布种的形态、生理、行为和生态特征往往在不同地区有显著的差异，称地理变异。它反映了物种种群对于环境选择压力空间变化的反应。,5、渐变群（cline）,四、种群的生活史、进化和选择,选择压力在地理空间上的连续变化，导致基因频率或表现型的渐变，形成一变异梯度，称为渐变群。,工业黑化现象（industrial melanism）,贝格曼定律,6、物种形成 （speciation）,四、种群的生活史、进化和选择,区别生物种与识别种（151）。 前者是一组可以相互
13、杂交的自然种群，它们与其他种群间具有繁殖隔离，由繁殖隔离机制（reproductive isolating mechanism）来保持，即交配前或合子前隔离机制阻止杂合子形成（生态或生境、季节或时间、性、机制、传粉者、配子隔离）；交配后或合子隔离机制降低杂合体的生存力或繁殖力（杂种不存活、杂种不育、杂种受损）。 后者是一组具有共同的识别和响应交配的方法的个体，该方法叫特异交配识别系统（specific mate recognition system,SMRS），包括交配的所有方面，如繁殖器官和配子的兼容性、求偶鸣叫、行为和仪式。强调将种保持在一起的因素。,6、物种形成 （speciation）
14、,四、种群的生活史、进化和选择,目前广为学者们所接受的是地理物种形成说（geographical theory of speciation）。过程大致分为三个步骤： 1）地理隔离 2）独立进化 3）生殖隔离机制的建立 物种形成的方式，一般分为三类： 1）异域性物种形成（allopatric speciation）：巴布亚翠鸟 2）邻域性物种形成（parapatric speciation）：银鸥 3）同域性物种形成（sympatric speciation）：大米草,物种形成的三类方式,地理隔离 独立进化 生殖隔离,异域的A,异域的B,邻域的,同域的,四、种群的生活史、进化和选择,思考： 在资
15、源有限的条件下，生物采取什么样的生长与繁殖对策对种群最有利？,有计划的避孕节育并不是人类的专利。,海鞘计划生育： 澳大利亚昆士兰大学的研究人员发现海鞘可以根据所处环境的性别比例改变生殖细胞的特性。 当有过多的雄海鞘时，排出的卵细胞会变得很小，被精子发现的几率就大为下降，因为过多精子与同一个卵子结合会导致卵子的死亡。 同样，雄海鞘发现性别比例失调后，为了遗传自己的基因，会排出相比平时更大、更强壮精子，以便存活更长时间，结合更多的卵子。,7、 进化对策,四、种群的生活史、进化和选择,生物适应所生存的环境条件并朝有利的方向进化的策略，或生物在生存斗争中获得生存的对策，称为生态对策（bionomic
16、strategy），或生活史对策（life history strategy）。 1）生殖对策 2）取食对策 3）逃避捕食对策 4）扩散对策 等等。本课程重点介绍生殖对策。,7、 进化对策,四、种群的生活史、进化和选择,繁殖对策（breed strategies） 种子库 种子大小、数量 逆境结实 无性繁殖 生长对策（growth strategies） 早期演替种：早期迅速生长，具有开拓对策（白桦） 后期演替种：早期生长缓慢，具有保守对策（红松）,（1）K对策和 r对策 由麦克阿瑟（MacArthur,1962）首先提出。 K和r即Logistic增长模型中的K和r所代表的含义。,（1）K对策和 r对策,K对策种 特征：个体大、寿命长，出生率低，死亡率低，稳定环境下竞争能力较高，对每个后代投资巨大。,R对策种 特
