7 生活史对策
生态学-5-生活史对策
2.能量分配与权衡
➢进化与原则：自然选择必然有利于形成这样的生活史 对策：其能量分配合理，各个生命过程协调最佳，并使 物种的繁殖和存活效益或适合度达到最大。 ➢适合度：适合度是衡量遗传物质在进化过程中传递能 力的尺度，适合度包括繁殖和存活能力。各种生活史对 策的价值，就决定于这一生活史对策对于生存和繁衍后 代所作的贡献的大小，即适合度的值。 ➢能量的限制导致必须进行能量的权衡 ➢能量分配
个体大小与世代周期的关系（正相关）
个体大小与内禀增长率（负相关）
3.生殖对策
3.1两种相反的生殖进化对策 Lack(1954)研究鸟类生殖进化时发现：鸟类生殖时有 保证其幼鸟存活率最大为目标的倾向。成鸟大小相似的 物种，如果产大卵，其生育力就低；如果产小卵，其生 育力就高。即鸟类在生殖率的进化中，有两种相反方向 可供选择，一种是低生育力的，亲体有良好的保护下代 的育幼行为；另一种是高生育力的，没有亲代关怀的行 为。
✓单次生殖或多次生殖 ✓大量小型后代或少量大型后代
生长与繁殖的权衡：花旗松生长率与繁殖率负相关。
花旗松Pseudotsuga menziesii
不繁殖的雌鼠妇比繁殖的生长能高三倍。 繁殖与生存的权衡： 产奶雌马鹿死亡率明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。 解释： ➢Southwood（1976）认为随着生物个体体型变小，使 其单位重量的代谢率升高，能耗大，所以寿命缩短。反过来 生命周期的缩短，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。 ➢从生存角度看，体型大、寿命长的个体在异质环境中更有 可能保持它的调节功能不变，种内和种间竞争力会更强。而 小个体物种由于寿命短，世代更新快，可产生更多的遗传异 质性后代，增大生态适应幅度，使进化速度更快。
生活史对策 进化心理学
生活史对策进化心理学进化心理学是一门研究人类心理特征如何适应环境的学科。
人类作为智慧生物，其心理特征的形成是经过漫长的进化过程。
生活史对策是进化心理学中的一个重要概念，指的是个体在面临不同环境压力时，选择适应性策略以提高自己的生存和繁殖成功率。
本文将从进化心理学的角度，探讨生活史对策对人类行为和心理的影响。
一、生活史对策的概念生活史对策是指个体在面临环境压力时，选择适应性策略以提高自身生存和繁殖的成功率。
生活史对策与个体的资源分配有关，资源包括时间、能量和投资。
个体会根据自身情况和环境条件，选择不同的生活史对策，例如早熟、晚熟、快繁殖、慢繁殖等。
这些对策的选择会影响个体的行为和心理特征。
二、生活史对策与行为生活史对策对个体的行为有着重要的影响。
在资源丰富的环境中，个体更倾向于采取快繁殖策略，追求短期的利益和高风险的行为，以增加自己的生存和繁殖机会。
而在资源稀缺的环境中，个体则更倾向于采取慢繁殖策略，追求长期的利益和低风险的行为，以保证自己的生存和繁衍。
生活史对策还会影响个体的社交行为。
在资源丰富的环境中，个体更容易表现出自我竞争和攀比的行为，以争夺更多的资源。
而在资源稀缺的环境中，个体更倾向于合作和共享资源，以确保群体的生存和繁衍。
三、生活史对策与心理特征生活史对策也会对个体的心理特征产生影响。
在资源丰富的环境中，个体更容易表现出冒险和探索的心理特征，以寻求更多的机会和利益。
而在资源稀缺的环境中，个体更倾向于保守和稳定的心理特征，以减少风险和损失。
生活史对策还会对个体的性格产生影响。
在资源丰富的环境中，个体更容易表现出外向和自信的性格特征，以增加社交和竞争的机会。
而在资源稀缺的环境中，个体更倾向于内向和谨慎的性格特征，以保护自己的利益和生存。
四、生活史对策的适应性生活史对策的选择是基于个体与环境的匹配度，因此具有一定的适应性。
在资源丰富的环境中，快繁殖和冒险的生活史对策更容易带来成功。
而在资源稀缺的环境中，慢繁殖和保守的生活史对策更容易保证个体的生存和繁殖。
生活史对策概述
生活史对策概述大气基地贺园园1111700026生活史与生活史对策：生活史（life history）意为生物从其出生到死亡所经历的全部过程，也叫生活周期(life cycle)。
生活史性状包括出生时个体大小；生长形式；成熟年龄；成熟时个体大小；后代的数量、大小、性比；特定年龄和大小的繁殖投入；特定年龄和大小的死亡规律；寿命等。
生活史对策（life history strategy）是指生物在生存斗争中获得的生存对策，也称生态对策（bionomic strategy ）或进化对策，例如生殖对策、取食对策、迁移对策、体型大小对策等主要内容：任何生物做出的任何一种生活史对策，都意味着能量的合理分配，并通过这种能量使用的协调，来促进自身的有效生存和繁殖。
每个生物具有生长、维持生存和繁殖三大基本功能，生物必须采取一定的策略配置能够获得的有限资源，其核心主要强调在特定环境中提高生殖、生存和生长能力的组合方式.1）生长对策●生长速度早期演替种：早期迅速生长，具开拓对策（白桦）后期演替种：早期生长缓慢，具保守对策（红松）●生长方式以温带木本植物为例，其顶枝形成有两种主要方式：①有限生长类型：顶枝在冬季完全定型，冬芽形成时就决定了叶子数目。
②无限生长类型：冬芽只含有少量叶原基，在下一个生长季，顶枝尖端在生长季内还能产生新的叶子和节间。
●根冠比率—物质分配2）生殖对策生殖对策实际就包括两个方面的问题：第一是生殖者存活的问题，也即生殖的代价问题，生物生殖必然带来变化的生理压力和个体危险，因此，也就必然会影响到生物的生存；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。
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。
2）成体的存活与繁殖成熟个体存活率低，生物繁殖越早，投资于繁殖的能量越多；成熟个体存活率越高，生物的繁殖期越晚（个体较大），分配于繁殖的能量就越少。
3）当前繁殖与未来繁殖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。
《生活史对策》PPT课件
(仿MackeMie等,1998)
该模式预示两种环境间观察到的生活史特性的不同
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
精选ppt
37
生殖效率也是生殖对策的一个主要问题。
后代的质量 投入能量
生殖效率
如一年生蚊母草是生长在池塘中的。在春天，池塘中心部分是一种相对稳定的环境， 竞争相当激烈，因此蚊母草产生较少的但是较重的种子，以便能迅速萌发。 与此相反，在池塘周围，由于环境较不稳定，它们则产生数量较多、重量较轻的种子， 以便增加从—不良的池塘环境中逃出的机会(Linhart,1974)。
Relationship between adult fish mortality and reproductive effort
as measured by the go精n选apdpot somatic index or GSI (data from 12 Gunderson 1997).
其它范例
Lack(1954)在研究鸟类生殖率进化问题时提出： 每一种鸟的产卵数，有以保证其幼鸟存活率最大为目标的倾向。 成体大小相似的物种，如果产小型卵，其生育力就高，但由此 导致的高能量消费必然会降低其对保护和关怀幼鸟的投资。
低生育力的、亲体有良好的育幼行为 高生育力，没有亲体关怀的行为
在进化过程中，动物可供选择的进化对策
精选ppt
33
产卵少—资源 浪费
产卵多—幼虫 竞争
豆象产 多少卵 合适？
产较多的卵会 耗尽自己的资 源和减少自己 的寿命
一只雌豆象 发现了一株
；
豇豆并开始 产卵
豆象的幼虫不能 在豇豆植株间移动
成年豆象也 无喂幼行为
生殖效率：后代精选质ppt量/投入能量
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第六章--生活史对策
R-、C-和S-选择的生活史对策
R-选择：在资源丰富的临时生境中 的选择，主要将资源分配给生殖。 称杂草对策（ruderal)。 R-选择 主要分配给生殖，选择适应等同 于r-选择物种。
C-选择：在资源丰富的可预测生境 中的选择，主要将资源分配给生 长。称竞争对策（competitive). C-选择主要分配给生长，选择适 应等同于K-选择物种。
所采取的生活或行为模式。也就是生物在生存斗争中获得的生
存对策。
体型大小对策
繁殖对策
取食对策
•
避敌对策
扩散对策
第一节 能量分配与权衡
任何一种生物在其生活周期中所能获得的总能力 是有限的。所以必须在各个生活史组分间合理的分配 。
所谓权衡(trade-off)就是指由某一过程所获得的好 处，要以减少对另一生命过程的投入为代价。
缺点：死亡率高、竞争力弱、缺乏对后代的关怀，高的瞬时 增长率必然导致种群的不稳定性，因此，种群的密度经常激 烈变动。
13
K-对策的优缺点
优点：种群的数量较稳定，一般保持在K值附近，因此，导 致生境退化的可能性小； 具有个体大和竞争能力强等特征，保证它们在 生存竞争中取得胜利。
缺点：由于r值较低，种群一旦遭到危害，难以恢复，有可 能灭绝。
第二节 体型效应
体型大小是生物的重要遗传特征。 物种个体体型大小与其寿命有很强的正相关关 系，与内禀增长率有同样强的负相关关系。
6
7
从生存角度看，体形大、寿命长的物种在异质环 境中更有可能保持它的调节功能不变，种内和种间竞 争力会更强。
但是小个体的物种由于寿命短，世代更新快，可产
生更多的遗传异质性个体，增大生态适应幅度，使进 化速度更快。
《生态学》复习题解析
《生态学》复习题一、名词解释：1. 生态因子2. 限制因子3. 基础生态位4.阿伦(Allen)规律5. 趋异适应6. 生活型7. 主导因子8.种群增长类型9. 生态位10. 生活史对策11. 邻接效应12. 遗传漂变13. 密度14. 重要值15. 优势种16. 先锋植物17. 构件生物18. 存活曲线19. 集合种群20. 复合种群21. 群落最小面积22. 逆行演替23.群落交错区24. 中度干扰理论25. 物质循环26. 生态平衡27. 林德曼效率28. 流通率29. 氨化作用30. 生态承载力二、简答题1.20 世纪，生态学界出现了四大著名生态学派，请写出学派的名称及其代表人物，以及他们的研究重点。
2.什么是耐受性定律？3.生态因子作用的特点有哪些？4.简述水生植物对水因子的适应。
5.种群数理统计的常用方法有哪些？6.比较动态生命表与静态生命表的异同。
7.种群具有哪些不同于个体的基本特征？8.阐述自然种群数量波动的类型。
9.什么是植物种内竞争所表现的密度效应？10.种间竞争的实质是什么？写出Lotka-V olterra 的种间竞争模型，并说明各参数的生态学意义。
11.描述逻辑斯谛增长曲线的形成过程及各阶段的特征。
12.高斯假说的中心内容是什么？13.空间异质性是怎样影响群落结构的?14.简述植物群落的原生演替和次生演替的一般特点及其异同。
15.层片具有哪些特征？16.生物群落的数量特征有哪些？17.陆地上呈大面积分布的地带性植物群落主要有哪几类？18.中国东北湿润区从南到北依次出现哪些植被？中国东部温带从东到西依次出现哪些植被？19.何谓群落交错区和边缘效应，它们在理论和实践上有什么意义？20.植物群落分布为什么具有"三向地带性"?21.试说明影响植被分布的主要因素和植被分布的地带性规律。
22.捕食作用具有哪些生态意义？23.为什么生态恢复时要考虑群落的演替因素？三、论述题1.试述生态学的定义、研究对象和范围。
第六章生活史对策解析
B. 在繁殖中，生物可以选择能量分配方式。 C. 资源或许分配给一次大批繁殖----单次生殖，或更均匀地随时间分
开分配----多次生殖。 D. 同样的能量分配，可产生或者许多小型后代，或者少量大型的后代。
6.2 能量分配与权衡
6.3 体型效应
目前世界上恐龙脊椎化石最高高度为1.5米，而亚洲至今已 发现的恐龙脊椎化石还没有超过1.1米的。宁夏灵武发掘出 亚洲最大个体恐龙部分骨架 。据专家凭借其中一根高达
1.1米的脊椎判断，这是世界级的恐龙化石。
6.4 生殖对策
6.4.1 r-选择和K-选择
r-选择(r-strategy)：生活在条件 严酷和不稳定的环境中，种群内 的个体常把较多的能量用于生殖， 力争使种群增长率达到最大化的 选择。 r-选择( r-selection)者 ：采取r对策的生物称r-选择者。
6.5
生境分类 不同繁殖付出生境的物种: 高繁殖付出(高CR)生境物种：推迟繁殖后代, 竞争激烈; 低-CR生境物种：提前繁殖后代,竞争弱.
“两面下注”理论:
多次生殖：成体死亡率与幼体死亡率相比较 为稳定(在很长时期内产生后代)；
单次生殖：幼体死亡率低于成体死亡率（分 配给繁殖的能量高，后代一次全部产出）
竞争对策(C-选择)：在资源丰富的可预测生 增中的选择，主要将资源分配给生长。
胁迫-忍耐对策(S-选择)：在资源胁迫的生境 中的选择，主要将资源分配给维持。
6.6 滞育和休眠
如果当前环境苛刻，而未来环境预期会更好，生物可能进入发育暂时 延缓的休眠状态。休眠（dormancy）亦称“蛰伏”。为适应不利的环 境条件，动物的生命活动处于极度降低的状态。 昆虫的休眠称做滞育，是比较常见的现象。 如果环境条件不适宜，种子可能就会作为种子库的一部分而留在土中 一段时间。有些种子如睡莲的种子可在库中存活成百上千年。 另外，缓步类动物，在发育的任何阶段都可以发生一种叫做潜生现象 的休眠，动物可以在这种状态下存活许多年。 这种蛰伏可作为日周期的一部分发生，如发生在蜂鸟、蝙蝠和鼠中的 那样，也可能持续较长时间 。 响应冷环境的深度蛰伏叫冬眠（hibernation） ，冬眠通常特征是心率 和总代谢降低、核心体温降低于10°C。 一些种类的鸟和哺乳动物，可以通过类似于冬眠的夏季休眠来度过沙 漠长期的高温和类似的生境，这种休眠叫做夏眠（estivation） 。
生活史对策
豆象的幼虫不能
在豇豆植株间移动
成年豆象也 无喂幼行为
17
3.3生境分类与植物的生活史对策 除了r-K二分法的生态对策外，Grime（1977，1979）对植物 生境进行了四分，提出了植物生活史对策的三分法--CSR三角形。 影响植物选择压力最大的是生境的干扰强度和严峻度（胁迫 度），以此为坐标轴，可划分为四个象限区域，代表四种生境 类型： •①高干扰、高严峻度，如火山等，植物无法生存。 •②高干扰、低严峻度生境，如农田，支持高繁殖率－－杂草对 策（R－选择），在资源丰富的临时生境中的选择，主要将资 源分配给生殖。 •③低干扰、低严峻度生境，如热带雨林，支持成体间竞争能力 最大化的生活史对策（C－选择），在资源丰富的可预测生境中 的选择，主要将资源分配给生长 。 •④低干扰、高严峻度生境，如沙漠，支持胁迫－忍耐对策（S －选择）。在资源胁迫的生境中的选择，主要将资源分配给维 持。 三种对策即为CSR三角形
生殖效率(后代质量/投入能量 )。
—Department of Environmental Science and Engineering—
生殖效率：后代质量/投入能量
豆象产
产卵少—资源 浪费
多少卵
合适？
产卵多—幼虫 竞争
产较多的卵会 耗尽自己的资 源和减少自己 的寿命
一只雌豆象 发现了一株 豇豆并开始 产卵
1.1 理想的高度适应性生物(达尔文魔鬼) 一个理想的具高度适应性的假定生物体应该具备可使 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。 1.2 能量的限制导致必须进行能量的权衡(tradeoff)(生长和繁殖) 生物不可能使其生活史的每一组分都达到最大，而必 须在不同生活史组分间进行“权衡”。 生长与繁殖的权衡：花旗松生长率与繁殖率负相关； 繁殖与生存的权衡：不繁殖的雌鼠妇比繁殖的生长能 高三倍。
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7.5.3 CSR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
7.5.3 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) •
– 身体大小 (body size)、生长率 (growth rate)、繁殖 (reproduction)、寿命 (longevity)
7.1.3 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
7.2 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)
3
花旗松生长与繁殖 资源分配之间的权衡
4
生存与繁殖间存在权衡
7.2.3 能量分配 (Resource allocation)
– 单次生殖或多次生殖 – 大量小型后代或少量大型后代
– 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
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7.9 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
生 境 干 扰 水 平
杂草对策
竞争对策
胁迫忍耐对策
生境的严峻度
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
7.6 滞育和休眠
7.6.1 休眠 (dormancy)：是由不良环境条件直接引起
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
1
7.1 生活史 (Life history)
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
39
7.7 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
40
7.8 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)
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
产生大量种 子，种子个 体小
临时性池塘
28
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
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
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)
的机会 (r-对策)
7.5 生境分类
7.5.1 不同繁殖付出生境的物种
– 高-CR (cost of reproduction) 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 33
42
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
43
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
44
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。
7.3 体型效应
7.3.1 体型大小与寿命（Fig6-3 P110) 7.3.2 体型大小与内禀增长率（Fig 6-4 P111)
• 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
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
25
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
环境多变 环境稳定 产生少量种子，种子个 体大，可以很快萌发 种群死亡率高
11
图片：体型效应
体 型 效 应
12
体型大小与内禀增长率的关系
13
7.4 生殖对策
7.4.1 r-选择和K-选择
7.4.2 生殖价和生殖效率
20
7.4.1 r-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
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？
45Βιβλιοθήκη 环境生物进化方向29
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 (reproductive value)：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
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• 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
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
22
下几颗蛋合适？
图片：鸟类窝寄生
23
r-选择种和K-选择种的特征
7.4.1 r-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