生物种内和种间关系
种内和种间关系

1
1
2
3-最适密度
3-最适密度
41
5
开花后的三叶草
不同发育阶段的三叶草
1
• 最后产量恒值法则:
Y=W•d=Ki
式中:W—植物个体平均干重; d—密度; Y—单位面积产量; Ki—常数。
原因:高密度条件下,竞争加1强,生长率下降,个体变小。
2. -3/2自疏法则
• 自疏现象:在高密度样方中,植物出现死亡使得 密度得以稀疏的现象。 自疏过程中存活个体的平均株干重W与种群 密度d之间的关系为: W = C •d -a 两边取对数: lgW=lgc -algd 其中:a = 3/2
1
K=-3/2
1
1
二、领域性
• 领域:是指由个体、家庭或其他社群单位 所占据的,鸟的类叫并;声积海可极哺尿豹以乳标、传保动记吼播卫物物喉的不:质、很群;让长远狼犬臂;同、科青猿种小、和 蛙鼠猫其猩和和科猩蜥他狐、成狸犀都牛员用、 侵入的空间蜴也。能凭猿声猴音、认啮出齿各动自物的常领用域唾液标记领域.
的两个物种不能在同一地区长期共存 草履虫为实验对象
1
草履虫
草履虫是一种身体很小,圆筒形的原 生动物,它只有一个细胞构成,是单 细胞动物,雌雄同体。最常见的是尾 草履虫。体长只有180-280微米。它 和变形虫的寿命最短,以小时来计算, 寿命时间为一昼夜左右。因为它身体 形状从平面角度看上去像一只倒放的 草鞋底而叫做草履虫。
领域性 社会等级
1
一、密度效应
密度效应:在一定时间内,当种群的个体数 目增加时,就必定会出现邻接个体之间的相 互影响。
种群的密度效应是由出生和死亡、迁入和迁 出两对矛盾引起的。凡是影响出生率、死亡 率、迁入和迁出的理化因子、生物因子都对 种群密度起着调节作用
种内关系和种间关系

时间
生物A
生物B
捕食
指一种生物以另一种为食的现象。
例如:草食动物兔以某些植物为食 小型肉食动物可以草食动物为食 大型肉食动物可以草食或小型肉食动物为食 杂食性生物可以植物或动物为食
如果用坐标系来表示两种生物的寄生关系,则可表示如下:
生物数量
时间
生物数量
时间
A 宿主
B 寄主
A 宿主
B 寄主
C 寄主
两种生物生活在一起,由于争夺资源、空间等而发生斗争的现象叫竞争。结果往往对一方不利,甚至于被消灭。
大草履虫小草履虫
分别培养
生活很好
混合培养
大草履虫死亡小草履虫正常
如果用坐标系来表示两种生物的竞争关系,则可表示为
例四:狼群在追捕马鹿时,常常是几只狼在后面追,另几只狼在前面抄近路堵截,配合默契,它们的阴谋往往能够得成。
种内斗争
两种生物共同生活在一起,相互依赖,彼此有利;或对一方有利但对另一方无害;如果彼此分开,则双方或者一方不能独立生存。两种生物的这种关系叫共生 。
藻类
光合作用
给真菌提供有机物
例如:地衣是藻类与真菌共生体
种内斗争
种内互助
1 种内关系
2 种间关系
共生
寄生
竞争
捕食
种内互助
例一:社会性昆虫
例二:非社会性生物
Eg蚂蚁、蜜蜂
Eg 蝗虫、鱼类、某些哺乳类等;
同种生物生活在一起,通力合作,共同维护群体的生存。如:群聚的生活的某些生物,聚集成群,对捕食和御敌是有利的
例三:麝牛聚集成群时,遇到狼群,雄牛就围成一圈,头朝外面,把雌牛和小牛围在圈内,可免遭狼群袭击。
真菌
吸收水和无机盐
种内与种间关系

21
再如 求偶给饵:就是在婚配前的求偶期 间,雄性给雌性采集饵料作为礼物向 雌性献殷勤,这种行为与雌性繁殖前 的营养补给以及对抚幼运送饵料的能 力密切相关。
22
有些雌性有识别近亲异性的能力: 如欧洲天鹅通过羽色和姿容,山雀 通过鸣叫来识别近亲雄性。
23
•雌性选择的目的是生产出健康优质的后 代和提高繁殖成效,但明亮的色泽、美 丽的装饰必然给雄性带来极大的危险。 •所以,一方面,只有在生活史的晚期、 繁殖季节才出现美丽的色泽和装饰,或 埋藏在羽衣的底面。 •另一方面,让步赛特征表明它在一些方 面具有上等基因。
16
(2)动物的性选择
主要以异性的外表和行为作为选择 的依据,通常形成雌雄二型现象。 雌雄动物不仅在生殖器官结构上有 区别,而且常常在行为、大小和许多 形态特征上有差异。
17
性选择可能通过两条途径产生: 性内选择,即通过同性成员间的配偶 竞争,如打斗武器的发生; 性间选择,通过偏爱异性的某个独特 特征,如鸟类奢侈的尾和羽毛; 或两条途径兼而有之。
43
(2)他感作用对植物群落的种类组成有重 要影响
• 植物群落都由一定的植物种类组成,他 感作用是造成种类成分对群落的选择性 以及某种植物的出现引起另一类消退的 主要原因之一。
44
• H.B.Bode(1958)阐明了黑核桃 (Juglans nigra)树下几乎没有草本植 物的原因。他认为该树种的树皮和果 实含有氢化核桃酮(1-4-5-三羟基 萘),当这种物质被雨水冲洗到土 中,即被氧化成核桃酮,并抑制其他 植物的生长。
41
3、他感作用的生态学意义:
(1)对农林业生产和管理具有重要意义: 如歇地现象 在农业上,农作物必须与其他作物轮 作,不宜连作,连作则影响作物长势,降低 产量。 例如,早稻就是不宜连作的农作物,它的根 系分泌的对-羟基肉桂酸,对早稻的幼苗起 强烈的抑制作用,连作时则长势不好,产量 降低。 42
第五章 种内及种间关系

利用性竞争
干扰型竞争
争夺竞争
竞赛竞争
竞赛/争夺竞争强调资源分布的平均性,而利用/干扰性竞争强调机制。
(二)竞争类型及其一般特征
竞争结果的不对称性是种间竞争的一个共同特点。一个体的竞争代价常远高于另一个体,杀死竞争失败者是很普通的,或通过掠夺资源(使它们失去资源)或通过干扰(直接杀死或毒害它们)。
一、种间竞争
种间竞争是指两物种或更多物种共同利用同样的有限资源时产生的相互竞争作用,种间竞争的结果常是不对称性的,即一方取得优势,而另一方被抑制,甚至被消灭。竞争的能力取决于种的生态习性、生活型和生态幅度等。
高斯假说和竞争排斥原理
竞争类型及其一般特征
Lotka—Volterra模型
生态位理论
(一)高斯假说和竞争排斥原理
7、种间竞争与进化、新物种形成
长期、稳定的种间竞争还可能导致物种向着某一个方向连续进化,并可能导致新物种的出现。
(二)捕食作用(predation)
概念
捕食者与猎物
食草作用
1、概念
捕食可定义为一种生物摄取其他种生物个体的全部或部分为食,前者称为捕食者(predator),后者称为猎物或被食者(prey)。这一广泛的定义包括:
有性生殖是避开不利条件的部分机制。
(二)性比
Fisher氏性比理论(fisher‘s sex ratio theory):大多数生物种群的性比倾向于1:1,这种倾向的进化原因叫做Fisher氏性比理论。
Fisher氏性比理论解释说明
适合度是个体生产能存活后代,并能对未来世代有贡献的能力的指标。个体的相对适合度是有变化的,这种变化部分取决于个体的遗传区别,部分取决于环境的影响。
(四)生态位理论
第五章 种内与种间关系

第五章种内与种间关系1、种内关系:种群内部的个体与个体之间的关系称为种内关系。
2、种间关系:同一生境中的所有不同物种之间的关系称为种间关系。
一、种内关系:1、密度效应:在一定时间内,当种群的个体数目增加时,就必定会出现邻接个体之间的相互影响,称为密度效应或邻接效应。
反应在个体产量和死亡率上。
2、密度效应基本规律:(1)最后产量恒值法则:在一定范围内,当条件相同时,不管一个种群的密度如何,最后产量差不多总是一样的。
(2)—3/2自疏法则3、决定动物婚配制度的主要生态因素可能是资源的分布,主要是食物和营巢地在空间和时间上的分布情况。
4、婚配制度的类型:(1)一雄多雌制;(2)一雌多雄制;(3)单配偶制5、领域是指由个体、家庭或其他社群单位所占据的、并积极保卫不让同种其他成员侵入的空间。
以威胁或直接进攻驱赶入侵者等,称为领域行为。
6、领域性原理:(1)领域面积随领域占有者的体重而扩大;(2)领域面积受食物品质的影响;(3)领域行为和面积往往随生活史,尤其是繁殖季节而变化。
7、社会等级:是指动物种群中各个动物的地位具有一定顺序的等级现象。
8、社会等级和领域性这两类重要的社会性行为,与种群调节有密切联系。
二、种间关系:(一)种间竞争1、种间竞争:是指具有相似要求的物种,为了争夺空间和资源,而产生的一种直接或间接抑制对方的现象。
2、高斯假说(竞争排斥原理):在一个稳定的环境内,两个以上受资源限制的但具有相同资源利用方式的种,不能长期共存在一起,也即完全的竞争者不能共存。
3、Lotka-Volterra模型:(1)(2)(3)(4)4、生态位理论:(1)生态位:主要指在自然生态系统中一个种群在时间、空间上的位置及其与相关种群之间的功能关系。
(2)生态位的发展阶段:空间生态位——>营养生态位——>n-组生态位5、竞争排斥原理与生态位应用到自然生物群落,有以下要点:(1)一个稳定的群落中占据了相同生态位的两个物种,其中一个终究要灭亡;(2)一个稳定的群落中,由于各种群在群落中具有各自的生态位,种群间能避免直接的竞争。
种内和种间关系

– 收获蚁、达尔文雀
捕食的相关概念
捕食 (predation):生物摄取其他生物个体
(猎物)的全部或部分为食的现象
广义的捕食概念:
典型的捕食 食草作用 寄生和拟寄生 同类相食
食肉动物、食草动物和杂食动物 特化种、泛化种;单食者、寡食者
-
- 每一种群直接抑制另一个
竞争:资源利用型
-
- 资源缺乏时的间接抑制
偏害作用
-
○ 种群 1 受抑制,种群 2 无影响
寄生作用
+
- 种群 1 寄生者,通常较宿主 2 的个体小
捕食作用
+
- 种群 1 捕食者,通常较猎物 2 的个体大
偏利作用
+
○ 种群 1 偏利者,而宿主 2 无影响
原始合作
+
+ 相互作用对两种都有利,但不是必然的
捕食者和猎物
Prey adaptations
Fig. a white-tailed ptarmigan.
保护色
警戒色
警戒色
Lotka-Volterra 捕食者-猎物模型
• 条件:
– 一种捕食者和一种猎物 – 捕食者和猎物数量相关 – 无捕食者时猎物指数增长、无猎物时捕食者指数减少
– 假设α表示在物种1的环境中,每存在一个物种2的 个体,对于物种1的效应。 β表示在物种2的环境中, 每存在一个物种1的个体,对于物种2的效应,则有 逻辑斯蒂方程: CdN1 /dt = r1N1 (1-N1/K1 – αN2/K1)
CdN2 /dt = r2N2 (1-N2/K2 – βN1/K2)
互利共生
+
16第五章 种内与种间关系--解析

(2)种内竞争的特征 ① 竞争是密度制约的
密度制约的种群调节
(a) 死亡率是密度制约而出生率是非密度制约 (b) 死亡率是非密度制约而出生率是密度制约 (c) 死亡率和出生率都是密度制约的
鸟类领域面积与体重、食性的关系
(2)领域面积受食物品质的影响
(3)领域行为和面积往往随生活史而变化
4.社会等级
(1)社会等级的形成过程
(2)社会等级的生物学意义
三、他感作用
1.他感作用的概念 2.他感作用的物质 3.他感作用的生态学意义
(1)他感作用的歇地现象
(2)他感作用和植物群落中的种类组成 (3)他感作用与植物群落的演替
3.一般规律
(1)限制生物潜能的充分发挥 (2)影响个体生长 (3)引起种内竞争 (4)调节种群密度
4.最后产量恒值法则 在一定范围内,当条件相同,不管一个种群 的密度如何,最后产量差不多总是一样的。 最后产量恒值法则可用下式表示: Y =W · d =K i 式中:W —— 植物个体平均重量; d —— 密度; Y —— 单位面积产量; Ki —— 常数。 最后产量恒值法则的原因是在高密度情况下, 植株之间的光、水、营养物的竞争十分激烈,在 有限的资源中,植株的生长率降低,个体变小。
(a)
(b)
生物种群密度效应的反应类型 (a)按增长着的种群的反应百分比表示 (b)按增长着的种群的反应个体数表示
2 .密度效应的作用因素类型
(1)内源性因素
种群自身内部的作用因素,它包括种内竞争所 产生的各种作用因素(如遗传效应、病理效应和领 域性效应等)。 (2)外源性因素 外部因素,即种群外部的作用因素,它包括种 间竞争、食物和气候等外部作用因素所引起的密度 效应。
07-种内与种间关系

种间关系
指两个或多个不同物种在共同的时间和空间环境中 生活,由于不同物种相互成为环境因子,形成了不 同物种之间的相互作用 相互动态:相互作用的不同物种的种群动态 协同进化:物种在进化上的相互作用 种间竞争 捕食作用 寄生和共生
18
主要研究方向
关系类型
(一) 种间竞争
33
稳定的共存
种间竞争总结
1/K1和1/K2代表物种1和物种2的种内竞争强度
β/K2代表物种1对物种2的种间竞争强度
α/K1代表物种2对物种1的种间竞争强度 1/K1< β/K2, 1/K2 > α/K1 ,种2被排斥,种1取胜 1/K2 < α/K1, 1/K1 > β/K2,种1被排斥,种2 取胜 1/K1 < β/K2, 1/K2 < α/K1,不稳定的平衡点,皆可能 获胜 1/K1 > β/K2/, K2 > α/K1, 稳定的平衡点,共存
壮、体重大、性成熟程度高,具有打斗经验。
生理基础:是血液中有较高浓度的雄性激素(睾丸
酮)。实验证明,给低位鸡注射睾丸酮就会出现反 啄食顺序的表现,许多野生动物也有类似结果。
一般说来,社群中雌雄各有等级顺序,主雄多 与主雌或若干强雌交配,不允许其他雄体与后 者交配。
14
领域性社会等级与种群调节的关系
Growth curves for双核小草履虫Paramecium aurelia and大 草履虫P. caudatumin separate and mixed cultures
大草履虫与袋状草履虫共培养
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-3/2自疏法则:
W = C×d-a
a一般为3/2。即W = C×d-3/2
思考题:
种植密度持续提高,对产量有何影响? 最后产量恒值法则和自疏现象发生的原因?
种内关系之二:生物的性行为
植物的性别系统 雌雄同花:多见 同株异花:
雌雄异株:少见,优势?
哪个系统更进化?
种内关系之二:
动物的婚配制度
过度放牧使草场退化
种间关系之五:互利共生
生物之间的和平共处现象
互利共生
指两种生物生活在一起,彼此有利,两者分开以后都不能独立生 活。 地衣中真菌和藻类植物的共生体,两者分开,不能独立生活。 白蚁和肠内鞭毛虫的关系:白蚁体内无法分泌纤维素脢,无 法消化木质纤维素,然而鞭毛虫能分泌一种消化纤维素脢 蚂蚁和蚜虫; 豆科植物与根瘤菌;
一部分。
(2)捕食者只是利用了对象种中超出环境所能支持的 部分个体,所以对最终猎物种群大小没有影响。
捕食有什么生态意义?
捕食的生态意义:
对猎物种群的数量和质量起着重要的生态意义 保持种群规模平衡:种群规模增大 例如 鹿种群的稳定 捕食者淘汰多余个体
促进种群健康:患病个体被捕杀以后,消除了病原体,减少传
植物和食草动物的协同进化
化学防御:植物发展防御机制, 积累有毒物质,以对付食草动物的进攻, VS 食草动物在进化中形成特殊的酶进行解毒; 物理防御: 植物长刺 VS 动物调整食用季节
食草作用对植物种群有何影响?
适度的食草作用(放牧),可以促进植物生长
报复性生长
放牧强度对植物生长的影响
息地或食物结构,避免与竞争对手的生态位重叠
,以获取新的生存方式。 生态位重叠越显著,那么生态位分化越强烈
Resource partitioning
Resource partitioning
•
Resource partitioning is demonstrated by the feeding habits of five species of North American warblers. Each of these insect-eating species searches for food in different regions of spruce trees.
?
朱鹮 非筑巢期
筑巢期
与生活史的关系?筑巢期间
种群内个体间是平等的吗?
种内关系之四:社会等级
什么是社会等级? 社会等级 指动物种群中的各个动物的地位具有一定的 排列顺序的等级现象。
社会等级的生态学意义? 行为表现? 获得方式? 与种群调节的关系? 优点?
形形色色的雷锋精神
种内关系之五:利他行为
• 繁殖力很强
本 章 结 束!
什么是利他行为?
利他行为
指生物个体通过牺牲自我而使社群整体或其他个 体获得利益的行为。
利他行为的案例:
蜘蛛和螳螂
魑(ci)幅 工蚁或工蜂 犬 鼠
为什么存在利他行为?
利他行为的动机?
利他行为的动机:
为了种群的繁衍
利益互惠 被操纵或欺骗
利他行为的动机之一:利于亲缘关系和种群的繁衍
雄性蜘蛛为了繁衍后代,牺牲自己
一个物种的性状作为对另一物种性状的反应而进化,而后一 物种的这一性状本身又是作为对前一物种性状的反应而进化的。
结果: 捕食者与猎物协同进化的结果常常是使有害的“负
作用” 减弱。
?
捕食作用会影响猎物种群的大小吗? 影响大?小?
自然界中捕食者对猎物种群大小的影响 (1)任一捕食者的作用,只占猎物种总死亡率的很小
梯度)所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系 与作用 生态位一般与资源、环境梯度有关
一维、二维生态位
生态位空间
定义?
生态位空间
影响有机体的每个条件都可以被认为是一个轴或维, 在 此轴或维上,可以定义有机体将出现的一个范围。 同时考虑一系列这样的维,就可以得到有机体生态位 的定义图,称为生态位空间。
一雄多雌或 一雌多雄
一雄一雌和一雄多雌(一雌多雄)婚配制度类
?
型的比较:
哪个婚配类型更有优势? 哪个类型在哺乳动物中更普遍吗? 哪个类型的种群更易灭绝?
生物的性行为小结:
植物的性别系统?
雌雄同花、同株异花、雌雄异株
哪个更进化?
动物的婚配制度?
一雄一雌、一雄多雌(一雌多雄)
哪个更进化?
种内关系之三:生物的领域性
接的影响。
?
他感作用的物质?
酚类物质,如对羟基苯甲酸、香草酸和阿魏酸
他感作用的主体?
香桃木属(Myrtus)、桉树属(Eucalyptus)和臭椿属(
Ailanthus),蒿,黑核桃等
种间关系之三:生态位(niche)理论
什么是生态位?
生态位(niche):
一个种群在生态系统中,在时间、空间上(环境
染。
促进优胜劣汰: 体弱的个体被捕食, 淘汰了劣质基因 使优质基因得以进一步延续,
食草作用的特点及其生态学意义
食草作用的特点: •被食者只有部分受损,并可以再生
•被食者没有逃脱食草动物的本领
植物如何适应食草活动?
植物对食草活动的反应
补偿作用:增强光合作用,改变光合产物的分布,以维持根/ 枝比的平衡。用其他组织或器官中的糖类补偿受损组织;增加 种子粒种,以补偿繁殖期所受的损害 防卫反应:产生更多的刺,或分泌化学物质。 悬钩子:啃食过的枝条刺多而尖 松树:受树蜂危害,改变酚代谢,产生新的化学物质 荆豆:顶枝受害后,会积累毒素,变得不可食
蚂
蚁 放 牧 蚜 虫
种间关系之六:寄生
生物界的不劳而获现象
寄生
寄生是指一个种(寄生物)寄居于另一个种( 寄主)的体内或体表、靠寄主体液、组织或已消化物 质获取营养而生存。
寄生类型:
全寄生, 半寄生,
寄生类型:
全寄生
半寄生
寄生生物的特点:
• 生物体简化:不含叶绿体
• 专性固定器官: 吸盘小钩
与生态位相关的两个概念
竞争释放 性状替换
竞争释放:在缺乏竞争者时,物种扩张其实际生态位的现
象。
缺乏竞争者时的生态位
存在竞争者时 的生态位
性状替换:生态位收缩导致形态性状发生变化,生态位 发生分离。
种间关系之四: 捕食作用
?
捕食作用:
捕食(predation):一种生物摄取其它种生物个体的全部或 部分为食。 前者称为捕食者(predator,),后者称为猎物或被食者( prey)。
捕食的广义和狭义之分
•狭义: 典型的捕食:它们在袭击猎物后,迅速杀死而食之 •广义: •食草,他们逐渐的杀死对象生物(或不杀死),且只消费对 象个体的一部分; •寄生,它们与单一对象个体(寄主)有密切关系,通常生活 在寄主的组织中。
捕食过程对捕食者和猎物生态性状的影响?
捕食者与猎物的协同进化
协同进化:
第六节
Hale Waihona Puke 种内、种间关系1. 种内关系
种内关系之一: 植物的密度效应
最后产量恒值法则 : 在很大播种密度范围内,植物的最终产量是相等 的。(Y = W×d)
Y? W? d?
-3/2自疏法则
自疏现象:
如果播种密度进一步提高,随着高密度播种下
植株的连续生长,有些植株死亡,种群密度开始出 现降低的现象。
什么是领域性? 领域性
指个体、家庭或其他社群单位所占据并积极保卫不
让同种其他个体侵入的空间
哪些因素影响领域的大小?
影响领域大小的因素:
体重 食物品质
生活史
影响领域大小的因素之一:体重
?
与体重的关系?
影响领域大小的因素之二:食物品质
?
与食物品质的关系?
影响领域大小的因素之三:生活史
一起,也即完全的竞争者不能共存。
Growth curves for Paramecium aurelia and P. caudatumin separate and mixed cultures
高 斯 假 说
高斯假说中的失败者如何生存?
生态位的分化
生态位分化: 竞争中处于劣势的个体,通过调整自身的栖
的一种直接或间接抑制对方的现象。 为何竞争?
种间竞争类型
类型:
• 资源利用性竞争
仅通过
损耗有限的资源进行竞争,
而个体不直接相互作用。
• 相互干扰性竞争 通过竞 争个体间直接的相互作用进 行竞争。
种间关系之二:他感作用
利用化学物质进行竞争
什么是他感作用?
蓝桉林
紫茎泽兰
他感作用(allelopathy): 也称作异株克生,通常指一种植物通过向体外分 泌代谢过程中的化学物质,对其它植物产生直接或间
生态位的分类
基础生态位: 物种能够栖息的理论上的最大空间。
实际生态位: 物种能够占据的生态位空间(由竞争和捕食造成)。
两个物种处于相同地区, 并具有相似的生态位?
高斯假说
高斯假说 当两个物种生态位明显重叠
重叠越多
竞争越强烈
高斯假说(竞争排斥原理)
在一个稳定的环境中,两个以上受资源限制的但 具有相同资源利用方式的物种,不能长期共存在
种内关系小结:
密度效应: 最后产量恒值,自疏现象 植物性别系统(雌雄同花、同株异花、雌 雄异株)和动物的婚配制度 领域性
等级制度 利他行为
2 种间关系
种间竞争 他感作用 生态位 捕食作用 互利共生 寄生
种间关系之一: 种间竞争 种间竞争:
具有相似要求的物种,为了争夺空间和资源,而产生
婚配制度: 种群内婚配的各种模式 包括: 异性间相互识别
配偶的数目
配偶持续时间
对后代的抚育等