种群生活史对策
种群生活史对策 ppt课件

血吸虫生活史
种群生活史对策
一、个体大小
A. 地球上生物的个体大小差异很大; B. 个体大:在生境中调节能力强;在种间竞争能力强;捕
食能力强;生活期长;繁殖时间长; C. 个体小:寿命短;世代更新快;遗传变异快;进化速度
快;生态可塑性大; D. 在生活史格局中,个体的大小要和生活史的其他内容联
种群生活史对策
种群生活史对策
三、繁殖
1.繁殖方式 ▪ 有机体生产出与自己相似后代的现象; ▪ 营养繁殖:部分生物营养体生长发育成一个
新个体的繁殖方式; ▪ 孢子生殖:生殖细胞孢子不经过有性过程而直接发育成新个
体的繁殖方式; ▪ 有性生殖:两性细胞核结合形成新个体的繁殖方式; 2. 繁殖意义 增加在现存环境中的扩展性; 对多变环境的适应性; 繁殖速度; 繁殖潜力; 进化速度。
种群生活史对策
地形条件对于传播的影响是间接的,主要是作用 于传播因子。例如,平原、丘陵、高山、河流、 湖泊海洋等等,有的有利于繁殖体的传播,有的 却成为传播的障碍,而地形特点有时会影响到传 播方向和传播速度。
种群生活史对策
动物的扩散
动物的每个个体均具有或大或小的可动性,除了 有些小型动物的扩散有时具有偶然性外(例如,幼小 的昆虫碰上气流时容易因气流的影响呈现被动扩散), 其他无论是幼体还是繁殖成体都可能表现出离开原栖 息地的行为。所以,动物的扩散大多数表现为主动扩 散。 引起动物扩散的原因包括食物资源不足;在社会结构 和领域性处于低等级地位的个体常被逐出;幼仔长大 被亲代驱逐;自然环境与气候的季节性变化;躲避天 敌;追寻配偶;生境灾变;环境污染等等。
布区域的种群数量; 3. 扩大种群的分布区 4. 种群可能获得更多的可利用资源; 5. 种群也可能承担更大的风险;
生态学 第六章 生活史对策

第六章生活史对策生活史life history:生物的生活史是指从出生到死亡所经历的全部过程。
生活史的关键组分包括身体大小、生长率、繁殖和寿命。
生态对策bionomic strategy:又称生活史对策life history strategy,是生物在生存斗争中获得的生存对策权衡trade-off:指生物在资源(物质和能量)在繁殖、生长、维持等三方面进行分配。
生物可利用的资源是有限的,投入到某一功能或性状上的量多,必然会减少投入到另一项上的量。
r-选择r-selection:r-选择种类是在不稳定环境中进化的,具有所有使种群增长率最大化的特征:快速发展,小型成体,数量多而个体小的后代,高的繁殖能量分配和短的时代周期。
虽然r-选择种类死亡率甚高,但高r值使其种群能迅速恢复,而且高扩散能力可以使其迅速离开恶化生境,在其他地区建立新的种群,因此r-选择种类的高死亡率、高运动型和连续地面临新局面是,有利于形成新物种。
k-选择k-selection:k-选择种类是在接近环境容纳量K的稳定环境中进化的,具有事种群竞争能力最大化的特征:慢速发展,大型成体,数量少但体型大的后代,低繁殖能量分配和长的世代周期。
虽然k-选择种类大量死亡或导致生境退化的可能性小,但一旦受到危害造成种群数量下降,其低r指使种群恢复十分困难,因此在动物保护中需特别注意,如大熊猫、大象、虎均属此类。
CSR模式:利用生境干扰程度及其对植物的严峻性来划分生境,将生活史对策分为:Competitive选择:竞争对策,低严峻度、低干扰生境,以生长为主,竞争力最大化Stress tolerant选择:胁迫忍耐对策,高严峻度、低干扰生境,生长慢,寿命长,繁殖分配小Ruderal选择:杂草对策,低严峻度、高干扰生境,繁殖率高,生长快,寿命短。
种群生活史对策

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个体大小的意义
• 物种个体的大小与其 寿命有很强的正相关 关系。 • 个体大小与内禀增长 率r有同样强的负相关 关系。 • 体型大、寿命长的个 体有较强的竞争力。 • 体型小、寿命短的物 种进化速度更快。
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生长和发育速度
• 生长:
▫ 1生物体生物物质的增加; ▫ 2生物细胞数量的增加。
• 发育:
生产很多后代,对子代的抚育投入很少 生产少数后代,对子代的抚育投资较大
• 不抚育(多数植物)
后代个体小,数量多 后代个体大,数量少
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植物的亲代投资策略
• 一种物种采取哪种亲本投资策略,取决于该物种 的具体情况。 • 就有性繁殖而言,种子的大小应当最有利于种子 的传播、定居和减少植物的取食。
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能量分配与权衡
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各类植物生长型的年净同化中的繁殖分配
玉米、大麦
多数禾谷类
40%
30%
野生一年生草本 多年生草本(有克隆) 多年生木本(无克隆)
10% 20%
多年生草本(无克隆)
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生长和繁殖
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繁殖和存活
• 哺乳雌鹿和未生育雌鹿的死亡率比较
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现在生育与未来存活
• 轮虫现在生育力与未来存活可能性的关系
• 种群为了适应其生活环境,实现最大限度的生存 与繁衍,在生活史动态上所表现的各种自组织和 有序性,可概括为各种生态对策或生活史对策。 • 有很多不同的方案被提出并用来对这些性状组合 进行分类,并预测某种特定环境中会出现怎样的 生活史对策。
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策略
r-选择: 小而快
K-选择:大而慢
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r-选择和K-选择
河流(繁殖)
幼体生境 墨西哥 南欧洲
生态学原理与进展:6 种群生活史对策

– 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
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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
6 种群生活史对策
6.1 生活史 6.2 能量分配与权衡 6.3 体型效应 6.4 生殖对策 6.5 生境分类 6.6 滞育和休眠 6.7 迁移 6.8 复杂的生活史周期 6.9 衰老
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相关概念
生活史的概念
– 生物从出生到死亡所经历的全部过程
生活史的关键组分
– 体型大小 (body size)、生长率 (growth rate)、繁殖 (reproduction)、寿命 (longevity)
为稳定 – 单次生殖:幼体死亡率低于成体死亡率 6.4.3 CSR三角形
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• CSR三角形
– 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 干
杂草对策
扰
水 平 竞争对策
胁迫忍耐对策
生境的严峻度
1920Biblioteka 6.5 滞育和休眠生态对策(生活史对策, life history strategy)
– 生物在生存斗争中获得的生存对策(生殖/取食/迁移/ 体型)
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6.1 能量分配与权衡 (trade-off)
6.1.1 不存在理想的高度适应性生物(达尔文魔鬼) 6.1.2 能量的限制导致必须进行能量的权衡(生长和繁殖)
- 生物必须在不同生活史组分中进行权衡
6生活史对策

环境
生物进化方向
6.3.2 生殖价和生殖效率
所有生物都不得不在分配给当前繁殖 ( Current
reproduction)的能量和分配给存活的能量之间进行权
衡,后者与未来的繁殖(future reproduction)相关联。 生殖价(reproduction value)是该个体马上要生 产的后代数量加上那些预期的其在以后的生命过程中要 生产的后代数量。进化预期使个体传递给下一世代的总 如果未来生命期望低,分配给当前繁殖的能量应该高, 而如果剩下的预期寿命很长,分配给当前繁殖的能量应 该较低。
第三部分:种群生态学
三 、 生 活 史 对 策
• 1、能量分配与权衡 • 2、体型效应 • 3、生殖对策 • 4、滞育和休眠 • 5、迁移 • 6、复杂的生活周期
• 7、衰老
生活史(life history):指生物从出生到死
亡所经历的全部过程。
生活史的关键组分包括身体大小(body size)、生长率(growth rate)、繁殖 (reproduction)和寿命(longevity)。 生态对策(bionomic strategy)或生活史对策 ( life history strategy ):生物在生存斗争中 获得的生存对策,如生殖对策、取食对策、 迁移对策 避敌对策、体型大小对策、r对策和K对策等。
2、体型效应
2.1 体型大小与寿命
体型大小是生物体最明显的表面性状, 是生物的遗传特征,它强烈影响到生物 的生活史对策。
一般来说,物种个体体型大小与其寿 命有很强的正相关关系。
图片:体型效应
体 型 效 应
2.2 体型大小与内禀ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ长率
物种个体体型大小与内禀增长率有很强的负相关关 系。
森林生态学:3_2物种生活史对策

第二是生殖的效率问题,生物选择的对策, 都旨在提高生殖的效率,这一点可从植物 的生殖行为中证实。
➢ 体型效应 ➢ 成体的存活与繁殖 ➢ 现在的繁殖与未来的繁殖 ➢ 后代的数量、大小与亲代抚育 ➢ 休眠(种子库)和迁移
(1)体型效应
物种个体的大小与其寿命有很强的正相关关系。
物种个体大小与内禀增长率r有强的负相关关系。 Southwood(1976)认为生物个 体体型小,单位质量的代谢率 升高,能耗大,寿命缩短;生 命周期缩短必将导致生殖时期 的不足,从而只有提高内禀增 长率来加以补偿。
适应的环境
极端环境 有周期性不利干扰的 环境 相对较稳定的环境
(3)当前繁殖与未来繁殖
▪ 生殖价和生殖效率
x龄个体的生殖价(reproductive value)(RVx)是该个体马 上要生产的后代数量(当前繁殖输出),加上那些预期的 以后生命过程中要生产的后代数量(未来繁殖输出)。
特点:如果未来生命期望低, 分配给当前繁殖的能量应该高, 而如果剩下的预期寿命很长, 分配给当前繁殖的能量应该较 低。
两种对策者特征对比:环境特征
比较项目
气候因子
环 境生 特物 点因
子
种内竞争 种间竞争 捕食压力
食物
多样性
r-对策者 多变、不确定 多变,不紧张 多变,不紧张
通常较大 较丰富 贫乏
K-对策者 稳定、较确定
激烈 激烈(紧张) 通常较小
较贫乏 丰富
两种对策者特征对比:生物特征
比较项目
r-对策者
K-对策者
三种生活史样式与三种可能的资源分配方式相一致 R-选择:主要分配给繁殖 C-选择:主要分配给生长 S-选择:主要分配给维持
R-,C-,S-对策植物生活史比较
第二部分-种群生态学-3-生活史对策

大小及对后代的亲代关怀等要素。
– 早熟型和晚熟型
– 生殖的时间节律
– 一次生殖和多次生殖
– 窝卵数/每胎产仔数
– 抚育与无抚育
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• 植物种群的生殖对策:
– 有性繁殖/无性繁殖 – 种子植物的种子数量与大小
• 生殖价 (reproductive value):生物体今后
传递到下一个世代的总后代数量。
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r-对策与K-对策的特征比较
r-选择(机会主义) 气候 死亡 存活 数量 种内种间竞争 多变,不稳定,难以预测 具灾变性,无规律 非密度制约 幼体存活率低 时间上变动大,不稳定 远远低于环境容纳量K 多变,通常不紧张 K-选择(保守主义) 稳定,较确定,可预测 比较有规律 密度制约 幼体存活率高 时间上稳定 通常接近K 经常保持紧张
• 生殖效率:后代质量与投入能量的比值
r
三、K-对策与r-对策 环境与物种进化
不稳定 环境 r生 物
K-
稳定 环境
不稳定 环境
r生 物
K-
稳定 环境
不稳定环境 不可预测 灾变较多
如何应对
两条道路 遭遇两种环境
?
环境
K
稳定环境 竞争较 为激烈
以r-对策者模式应对
以K-对策者模式应对
r K
r-对策者 K-对策者
• 扩散与迁移
藏羚羊的 季节性迁徙
• 美洲王蝶的迁徙:10 月底至来年3月初, 上亿只美洲王蝶从美 东北部和加南部飞越 4500多公里来到温暖 的墨西哥中部林区越 冬和繁衍。
动物的迁移模式
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思考作业:主要概念
生殖价reproductive value 生活史life history
种群生活史对策讲解

进化异速增长指的是在进化过程中某一部分的生 长速率随着个体整体大小的改变二等比的逐渐改 变。
三、繁殖
1.繁殖方式 有机体生产出与自己相似后代的现象; 营养繁殖:部分生物营养体生长发育成一个
新个体的繁殖方式; 孢子生殖:生殖细胞孢子不经过有性过程而直接发育成新个
二、生长与发育
(1)生长(gowth):生物体质量的增加;生物细 胞数量的增加;
(2)发育(development):生物体的结构和功能 从简单到复杂,从幼体形成一个与亲代相似的个 体的转变过程;
(3)很多生长过程都符合逻辑斯谛方程—“S”型生 长曲线;
异速增长理论
狭义的是指个体躯干各部分以不同的速率生长, 是其中的各个部分随者另一部分或整个躯体的改 变二呈幂函数的速率发生改变,这里指的是个体 异速增长,
体的繁殖方式; 有性生殖:两性细胞核结合形成新个体的繁殖方式; 2. 繁殖意义 增加在现存环境中的扩展性; 对多变环境的适应性; 繁殖速度; 繁殖潜力; 进化速度。
四、扩散
植物的扩散:一般称为繁殖体的传播;可动性,传 播相关因子,地形条件;
动物的扩散:迁出,迁入,迁移; o 外因性迁移:环境变化引起;周期性和非周期性迁
大多数生物的繁殖价值在开始繁殖时较低,随 年龄的增长而升高,然后再随衰老而下降
所有生物都不得不在分配给当前繁殖的能量和分配给存活的能量之间进行 权衡,而后者与未来的繁殖相关联。x龄个体的生殖价是该个体马上要生产的后 代数量,加上那些预期的以后的生命过程中要生产的后代数量(未来繁殖输 出)。
特点:如果未来生命期望低,分配给当前繁殖的能量应该高,而如果剩下 的预期寿命很长,分配给当前繁殖的能量应该较低。
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生态对策:生物朝不同方向进化的“对策”。
• r对策(选择):个体小、寿命短、存活率低、增殖率
( r )高、具有较大的扩散能力、适应于多种栖息环境、
种群数量常出现大起大落的突发性波动。
• K对策(选择):个体较大、寿命长、存活率高、适应 于稳定的栖息环境,不具有较大扩散能力,但具有较强 的竞争能力,种群密度较稳定,常保持在K水平。
3)r 选择和K 选择的特征比较
K-对策者以提高竞争能力,是以“质”取胜, 是稳定环境的维护者,称为保守主义者 (conservatism); 则r-对策者以提高增殖能力和扩散能力,以 “量”取胜。所以有的学者将r-对策者称为 “机会主义者”(opportunists)。r-对策者 的高死亡率,广运动性和连续地面临新局面, 可能使其成为物种形成的丰富的源泉。
The theory of r- and K- selection
• r-selected species are commonly found at low population densities, where growth is exponential. • K-selected species face intense intraspecific competition for scarce resources.
• 极端对策(extreme strategy)
指在严重压迫和干扰下,不能发育(产生种子)的对策。
7、波动与稳定
K-策略者曲线与虚线 有两个焦点(X和S) r-策略者趋向只有一个 平衡点(S’)
环境与物种进化
r
不稳定 环境 r生 物
K-
稳定 环境
不稳定 环境
r生 物
K-
稳定 环境
不稳定环境 不可预测 灾变较多
殖能量分配和短的世代周期。
典型的r对策种类一般为一年生植物、小型动物如鼠、兔和昆 虫等。白桦、山杨等树种虽为高大乔木,但种子小,数量大, 易飞散传播,具有典型的r对策特征。
2)K-选择
• K-选择:有利于竞争能力增加的选择称为K-选 择。 K-选择的物种称为K-策略者
• 特征:慢速发育,大型成体,数量少但体型大 的后代,低繁殖能量分配和长的世代周期。 • 典型的K对策种类有大象、虎、大熊猫、鲸等 大型哺乳动物,以及红松等树木。
如何应对
K
两条道路 遭遇两种环境
?
稳定环境 竞争较 为激烈
以r-对策者模式应对
以K-对策者模式应对
r K
r-对策者 K-对策者
化 物 过 种 程 进
环境
生物进化方向
大型和小型小天蓝绣球(Phlox drummondi) 生殖价随年龄的变化
6、生境分类 Grime的 植物生活史对策的分类——Grime的 CSR三角形
Grime(1979)认为有四种类型: • 竞争对策(competitive strategy)
有利的环境中,常成为群落中的优势种,不利条件下,可通过营养器官的调 节来适应生境的变化。
2、生活史对策的类型
1)能量分配与权衡 2)体型效应:物种个体体型大小与其寿命 有很强的正相关关系,并与内禀增长率 有同样强的负相关关系。
3、 繁殖策略
1)r-选择 r-选择:有利于内禀增长率的选择称为r-选择。他们的种群密 度很不稳定,很少达到K值,大部分时间保持在逻辑斯谛曲线 的上升段,为高增长率的。属于r-选择的生物称为r-对策者。 特征:快速发育,小型成体,数量多而个体小的后代,高的繁
为r-K连续对策系统。
4、R-、C-和S-选择的生活史式样
干扰型 ruderal(R):在资源丰富的临时生境中的选择。 竞争型competition (C):在资源丰富的可预测的生境 中的选择。 胁迫忍耐型 stress (S):在资源胁迫的生境中选择。
C-、S-和R-选择物种的特征比较
C-、S-和R-选择物种的特征比较
5、生殖价和生殖效率
x龄个体的生殖价(reproductive value)(RVx)是该个体马 上要生产的后代数量(当前繁殖输出),加上那些预期的以 后的生命过程中要生产的后代数量(未来繁殖输出)。
特点:
• 如果未来生命期望低,分配给当前繁殖的能量应该高,而 如果剩下的预期寿命很长,分配给当前繁殖的能量应该较低。 • 个体的生殖价必然会在出生后升高,并随年龄老化降低。 生殖效率也是生殖对策的一个主要问题。 生物是通过提高后代的质量与 投入能量的比值来达到提高生殖效 率的目的的。
4)r-K连续对策系统
生物适应环境会朝着两种不同的进化方向-r选择和K 选择发展。这种选择的结果,使一部分特征与r-选择结 合,使另一部分特征为K-选择结合,从而形成两种不同 的生活史策略类型,即r-对策和K-对策。在r-对策和 K-对策之间,中间有很多过渡的类型,有的更接近r-
对策,有的更接近K-对策,这是一个连续的谱系,称
• 耐逆境对策(stress-tolerant strategy)
多属于寿命长,生长慢,营养物质循环慢,开花既不繁多又不规则的常绿植物。
• 杂草对策(ruderal strategy)
以短的寿命,高的相对生长率,高的种子产量为特征。在资源匮乏时,能 压缩营养部分的分配,增加生殖部分的分配,保证大量种子的产生。
1.在大分类单位间比较:昆虫为 r 对策者(生物),脊 椎动物为K对策者(生物);
2.在分类单位之内比较:如鸟类中的山雀、虎皮鹦鹉为
r对策者(生物),鹰、鹫、信天翁为 K对策者(生 物);蚜虫成虫中无翅的属于 r对策,有翅的属于 K 对策;在植物中,一年生植物如农田杂草、先锋草 种等属于r对策,大多数森林树种属于K对策。