物种间竞争与共存的进化机制
生物种内和种间关系课件PPT(2024版)
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种间关系之三：生态位（niche)理论
什么是生态位？
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生态位（niche）：
一个种群在生态系统中，在时间、空间上（环境 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
生态位重叠越显著，那么生态位分化越强烈
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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.
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种内关系之三：生物的领域性
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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
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哪些因素影响领域的大小？
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影响领域大小的因素： ➢体重 ➢食物品质 ➢生活史
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影响领域大小的因素之一：体重
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?
与体重的关系？
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影响领域大小的因素之二：食物品质 ?
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形形色色的雷锋精神 种内关系之五：利他行为
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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。
第五章-种内与种间关系
（4） 生态位移动（niche drift）: 生态位移动是 指种群对资源谱利用的变动。种群的生态位 移动往往是环境压迫或是激烈竞争的结果。
Trends in Ecology and Evolution 2007,Vol.23 No.3
5）生态位分离（niche separation）: 生态位分 离是指两个物种在资源序列上利用资源的分离程 度。这是竞争的结果。
在三角形K1 E K2 / 中，种群1不能增长，种群2继续 增长， 三角形K2EK1 /α中，种群2不能增长，种群1继 续增长。N2和N1出现稳定的平衡点。
K2
K1/α
dN2/dt=0
E dN1/dt=0
K2 /
K1
K1 >K2 / (N1)，K2> K1 /α(N2):不稳定共存
在三角形K1 E K2 / 中，种群2不能增长，种群1 继续增长， 三角形K2EK1 /α中，种群1不能增长， 种群2继续增长。N2和N1出现不稳定的平衡点。
性状替换 （character displacement）： 生态位收缩导致 形态性状发生变 化的现象。
案例：燕鸥的性状替换
三、 共位群
共位群（guild）：同资源种团，以相同方式 利用相同资源的所用物种，这些物种的生态位 相似，并且种间竞争很弱，在生态位研究视为 一个整体。如分布在池塘和湖泊的慈姑、泽泻、 芦苇等。
Gause1934，通过草履虫实验，提出了著名的 竞争排斥原理，即两个生态位完全相同的种不 可能实现共存。
Hutchison1957，一个特定群落中与物种适应 性有关的环境大小就是它的生态多维超体积。 未考虑竞争作用和资源限制，称为基础生态位 。后来加进了竞争和资源限制作用，称为实际 生态位。
进化与生态位分化生态位分化对物种进化的影响
进化与生态位分化生态位分化对物种进化的影响进化与生态位分化：生态位分化对物种进化的影响生态位分化是指一种或多种物种在生态系统中适应不同的资源和环境条件而形成的差异化。
这种差异化是由物种之间的竞争和互利关系所驱动的，它对物种进化产生了重要的影响。
本文将探讨生态位分化对物种进化的影响，并讨论其在进化生物学中的重要性。
一、生态位分化的概念和机制生态位是指一个物种在特定环境中的角色、位置和资源利用方式。
物种之间通过资源的分配和竞争来形成生态位分化，从而使它们在同一生态系统中找到适合自身的生存空间。
生态位分化主要通过两个机制来实现：资源利用分化和空间分离。
资源利用分化是指不同物种在资源利用上的差异化，它使物种能够充分利用生态系统中存在的各种资源。
空间分离是指物种在空间上的分布差异，这种差异可以使物种避免直接竞争，提高其在生态系统中的生存能力。
二、生态位分化对物种进化的影响1. 促进物种多样性的形成：生态位分化使不同物种能够在同一生态系统中找到适合自身的生存空间，避免直接竞争。
这种差异化促进了物种多样性的形成，使生态系统更加稳定和丰富。
2. 促进物种适应新环境的能力：当环境发生变化时，生态位分化使不同物种能够利用新的资源和适应新的环境条件。
这种适应能力提高了物种的生存和繁殖成功率，促进了物种的进化。
3. 加速物种演化的速度：生态位分化引起的资源利用和空间分离差异，使不同物种之间形成了相对独立的进化轨迹。
这种相对独立的进化轨迹加速了物种演化的速度，使物种在较短的时间内适应和占领不同的生态位。
4. 促进亲缘物种间的竞争和协同进化：生态位分化使不同物种之间的竞争更加激烈，同时也促进了它们之间的协同进化。
例如，鸟类和花卉之间的共生关系，鸟类通过吸食花蜜获得食物，而花卉则通过吸引鸟类传播花粉，这种互利共生关系在进化过程中得以形成。
三、生态位分化的重要性和研究方法生态位分化对物种进化具有重要影响，它丰富了物种多样性，提高了物种适应新环境的能力，加速了物种演化的速度，并促进了亲缘物种间的竞争和协同进化。
种内关系(intraspecificrelationship)存在于各种生物种群
二、Lotka-Volterra模型
两个物种单独生长，其增长方程是：
dN1 / dt r1N1(K1 N1 / K1) dN2 / dt r2N2 (K2 N2 / K2 )
如果将这两个物种放置在一起，则它们就要发生 竞争，从而影响种群的增长。设物种1和2的竞争系数 为和 (表示在物种l的环境中，每存在一个物种2的 个体，对于物种1种群的效应。表示在物种2的环境中， 每存在一个物种l的个体，对于物种2种群的效应)，并 假定两种竞争者之间的竞争系数保持稳定，则物种1和 物种2在竞争中的种群增长方程分别为：
◆ 实际生态位(realized niche)：生物群落中物种实际 占有的生态位空间称实际生态位。
4、R．H．Whittaker(1970)
时空位置、功能地位
5、E.P.Odum(1971):物理空间、功能作用、环境变化 梯度中的位置
（二）生态位分化
dd
物种 物种 物种
1
2
3
w
w
dd
物种 物种 物种
生态位是一个种所占有的微环境。 2、C.Elton（1927）的营养生态位（trophic niche）
生态位是“物种在生物群落或生态系统中的地位 与功能作用”。
3、G.E.Hutchinson（1957）的n维生态位、基础生态 位与实际生态位
◆ n维生态位(multidimensioanl niche space)：影响有 机体的环境变量作为一系列维，多维变量便是n-维空间， 称多维生态位空间，或n-维超体积(n-diensional hypervolume)生态位。 ◆ 基础生态位(fundamental niche)：生物群落中，某 一物种所栖息的理论上的最大空间，称为基础生态位。
《群落中生物的种间关系》 知识清单
《群落中生物的种间关系》知识清单在生态学中，群落是指在一定时间内，居住在一定区域或生境中的各种生物种群相互关联、相互影响而形成的有规律的组合结构。
而群落中生物的种间关系则是群落生态学研究的重要内容之一，它对于理解生物多样性的维持、生态系统的功能和稳定性等方面都具有关键意义。
一、种间关系的类型1、互利共生互利共生是指两种生物生活在一起，彼此有利，相互依存。
例如，豆科植物与根瘤菌之间就是典型的互利共生关系。
根瘤菌能够将空气中的氮气转化为含氮化合物，为豆科植物提供氮素营养；而豆科植物则为根瘤菌提供生存的场所和营养物质。
地衣也是一种互利共生的典型例子，它由真菌和藻类组成，真菌为藻类提供保护和吸收水分、无机盐等，藻类通过光合作用为真菌提供有机养分。
2、寄生寄生是指一种生物（寄生者）寄居于另一种生物（寄主）的体内或体表，摄取寄主的养分以维持生活。
常见的寄生生物有蛔虫、绦虫等寄生虫，它们寄生于人体或其他动物体内，从寄主获取营养，对寄主的健康造成危害。
还有一些植物，如菟丝子，会缠绕在其他植物上，通过特殊的吸器从寄主植物中吸取水分和营养物质。
3、竞争竞争是指两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等。
竞争的结果往往是一方获胜，另一方被淘汰；或者双方在竞争中相互适应，共同生存。
例如，在草原上，牛和羊会竞争有限的牧草资源；在森林中，不同树种可能会竞争阳光、水分和土壤中的养分。
4、捕食捕食是指一种生物以另一种生物为食的现象。
捕食者在捕食过程中通常会对被捕食者产生选择压力，促使被捕食者进化出相应的防御机制。
例如，狮子捕食羚羊，老鹰捕食兔子，都是常见的捕食关系。
二、种间关系的特点1、动态变化群落中生物的种间关系并非一成不变的，而是随着环境条件的改变和生物自身的发展而动态变化。
例如，在资源丰富的时期，竞争关系可能相对缓和；而在资源匮乏时，竞争则可能变得激烈。
2、相对性一种生物在不同的环境中，与其他生物的种间关系可能会有所不同。
例如，某种昆虫在某些情况下可能是捕食者，而在其他情况下可能成为被捕食者。
森林进化论规则文字版
森林进化论规则文字版引言森林进化论是一种描述生物进化的理论，它通过对森林中的生物群落进行观察和研究，揭示了生物进化的规律和机制。
本文将介绍森林进化论的规则，以及这些规则在森林生态系统中的应用。
一、生物多样性与适应性森林生态系统中存在着丰富的生物多样性，不同物种之间的适应性也不尽相同。
在进化过程中，物种通过适应环境和选择性压力的作用，逐渐发展出适应性强的特征。
例如，一些树种在土壤贫瘠的环境中发展出了深根系，以便更好地吸收养分。
而一些动物则在食物稀缺的情况下发展出了长距离迁徙的能力，以寻找更适合生存的环境。
二、竞争与合作森林中的生物之间存在着竞争与合作的关系。
资源有限的情况下，不同物种之间会为了生存和繁衍而进行竞争。
竞争可以促进物种的进化，使其更适应环境。
例如，一些鸟类在食物稀缺的情况下，会发展出长而尖锐的嘴，以便更有效地捕食昆虫。
同时，森林中的生物也存在着合作的现象。
例如，一些鸟类会组成群体，共同狩猎和保护领地，提高生存的成功率。
三、自然选择与遗传变异自然选择是森林进化论的核心概念之一。
在自然选择的作用下，适应环境的个体更容易生存和繁衍，而不适应环境的个体则会被淘汰。
这样的选择过程会导致物种的适应性逐渐提高。
与此同时，遗传变异也是进化的关键因素之一。
遗传变异使得个体之间存在差异，这些差异可以通过遗传方式传递给后代。
适应性强的特征会在遗传变异中得到保留和扩散，从而促进物种的进化。
四、物种间的相互作用在森林生态系统中，不同物种之间存在着复杂的相互作用关系。
例如，食物链和食物网的形成是物种间相互作用的结果。
某一物种的消失或增加都会对整个生态系统产生影响。
此外，共生关系和拟态现象也是物种间相互作用的重要表现形式。
共生关系指的是两个物种彼此依赖、互利共生的关系，而拟态现象指的是不同物种由于生态环境的压力而发展出相似的形态和行为，以达到更好的生存和繁衍。
五、环境变化与进化森林生态系统中的环境是动态变化的，这种环境变化会对生物群落的进化产生影响。
生态位分化促进物种多样性维持
生态位分化促进物种多样性维持生态位分化是生物学中一个重要的概念，它指的是不同物种在同一生态系统中利用资源的方式不同，从而避免竞争。
生态位分化不仅可以促进物种之间的共存，还能够维持和增加生物多样性。
本文将探讨生态位分化如何促进物种多样性维持，以及其对生态系统的重要性。
生态位是生物在其生态系统内的角色和位置，它包括生物的生活方式、所占据的生境、所利用的资源等。
生态位分化是不同物种在共同生态系统中通过选择不同的资源利用策略，避免竞争的现象。
例如，一种鸟类食用的种子主要分布在低处的灌木丛中，而另一种鸟类则食用树冠中的昆虫。
这样两种鸟类就在同一生态系统中找到了不同的资源利用方式，避免了直接竞争，从而增加了物种的多样性。
生态位分化对物种多样性的维持起到了重要的作用。
首先，通过避免资源竞争，生态位分化能够减少物种之间的竞争压力，使得物种能够更好地共存。
如果不同物种之间没有生态位分化，它们将会竞争同一种资源，互相排斥甚至灭绝，导致物种多样性的减少。
而有了生态位分化，物种可以选择不同的生活方式和资源利用方式，使得共存成为可能。
其次，生态位分化可以促进生物的进化。
不同物种在竞争中选择不同的资源利用策略，使得它们逐渐适应各自的生态位。
适应性进化意味着物种能够更好地适应环境，并且进化成为适应性更强的类型。
这种进化过程不仅使得物种在生态位上分化，还会导致物种的遗传多样性的增加，从而促进物种多样性的维持。
此外，生态位分化对生态系统的稳定性和功能也具有重要影响。
生态系统中的物种之间相互依赖、相互作用。
当生态位分化发生时，生物可以通过选择不同的生活方式和资源利用策略来避免直接竞争，这样生态系统就可以更好地维持其平衡状态。
物种多样性使得生态系统具备更高的弹性，当环境发生变化时，能够更好地适应并保持生态系统的稳定性。
总之，生态位分化是促进物种多样性维持的一个重要机制。
它通过避免资源竞争、促进物种的进化以及维持生态系统的稳定性和功能，使得生物能够在同一生态系统中找到不同的生活方式和资源利用策略。
物种竞争模型-概述说明以及解释
物种竞争模型-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在物种竞争模型研究领域，物种之间的相互作用和竞争关系一直是一个重要的研究方向。
物种竞争模型可以帮助我们理解生态系统中的物种相互作用和资源分配，并且对于预测和管理生态系统的稳定性和多样性也具有重要意义。
物种竞争是指同一生态位上的不同物种为获得有限资源而相互斗争的过程。
竞争可以是直接的，例如争夺食物和栖息地，也可以是间接的，例如通过影响环境条件或其他生物的生存和繁殖。
在一个生态系统中，物种之间的竞争关系既可以是对抗性的，也可以是互惠互利的。
物种竞争模型的研究，涉及到许多重要的概念和理论，例如生态位、资源分配、种群增长和演替等。
通过建立数学模型来描述物种竞争的过程，我们可以定量地分析不同物种之间的竞争关系，并研究这些关系对生态系统动态和稳定性的影响。
物种竞争模型在生态学、进化生物学和环境保护等领域中都有广泛的应用。
它们可以用于解释物种多样性的形成和维持机制，预测物种的分布和演变，评估物种对环境变化的响应能力，以及制定生物多样性保护和生态系统恢复的策略。
本篇文章将详细介绍物种竞争模型的基本概念和理论，并探讨物种竞争的影响因素。
同时，我们还将总结现有的竞争模型应用案例，并展望未来物种竞争模型研究的发展方向。
在接下来的章节中，我们将逐步展开讨论，希望通过本文的阐述，能够增进对物种竞争模型的理解，促进相关领域的研究和应用的发展。
1.2 文章结构:本文将按照以下结构进行叙述和讨论。
第一部分是引言，包括对物种竞争模型的概述、文章结构和目的的介绍。
通过引言，读者可以了解本文的主要内容和研究目的，为后续的正文部分做好铺垫。
第二部分是正文，主要分为两个小节。
首先，将介绍物种竞争模型的基本概念和背景知识，包括不同竞争模型的定义、应用范围和研究方法等。
在这一节中，将重点讨论各种竞争模型的特点和适用性，以及它们在实际生态系统中的应用情况。
接下来，将介绍物种竞争的影响因素。
物种之间的竞争关系受到多种因素的影响，包括资源可利用性、环境条件、种群密度和物种间的相互作用等。
人类与病原微生物间的相互作用与进化
人类与病原微生物间的相互作用与进化人类与病原微生物之间的相互作用是一个长期以来备受关注的领域。
病原微生物是指能够对人体造成疾病的微生物，包括病毒、细菌、真菌和寄生虫等。
这些微生物与人类之间的相互作用可以是互利共生的，也可以是对人类健康造成威胁的。
首先，互利共生的例子非常常见。
人类的肠道内寄生着大量的益生菌，这些益生菌可以帮助消化食物，合成维生素等。
它们与人类共同生活，形成了人体内一个复杂的微生物生态系统，也称为人体微生物组。
在这个系统中，微生物与人类相互作用，互相促进。
人体对于微生物提供了丰富的营养资源，而微生物则帮助人类完成一些生理功能。
这种互利共生的方式在人体的其他器官，如皮肤、口腔、生殖系统等，也能够观察到。
然而，也存在一些病原微生物对人类健康造成威胁的情况。
例如，病毒感染常常导致严重的人类传染病，如流感、艾滋病和乙肝等。
这些病原微生物通过感染人体细胞，利用其生命活动为自身提供生存环境，并释放出毒素导致人体出现症状。
人类与这些病原微生物之间的相互作用形成了一场持续的进化竞争。
人类与病原微生物的进化竞争是一个长期的过程。
作为人类的宿主，我们的免疫系统通过不断演化来抵抗病原微生物的攻击。
人类的免疫系统可以识别和攻击入侵的病原微生物，从而防止疾病的发生。
而病原微生物则不断进化以逃避人类免疫系统的攻击。
这种进化竞争的结果是，人类与病原微生物之间形成了一种平衡状态。
在进化竞争中，病原微生物经常发生突变以适应人类的免疫系统。
这些突变可能使它们能够更好地逃避免疫系统的攻击，或者使它们具有更强的传播能力。
例如，流感病毒每年都会发生变异，导致人们需要每年接种不同的流感疫苗。
这是因为流感病毒的表面蛋白会发生变异，改变其免疫原性，从而逃避人类免疫系统的攻击。
另一方面，人类的免疫系统也在不断地发展以对抗病原微生物的攻击。
这种进化包括对病原微生物的免疫记忆，这意味着当我们被感染后，我们的免疫系统会记住这种感染，并在再次面对同一病原微生物时做出迅速反应。
第4节 协同进化与生物多样性的形成
二、生物进化理论在发展
1.现代生物进化理论:适应是⑦ 自然选择 的结果;⑧ 种群 是生物进化的基
本单位;⑨ 突变和基因重组 提供进化的原材料, ⑩ 自然选择 导致种群基因
频率的定向改变,进而通过⑪ 隔离 形成新的物种;生物进化的过程实际上
是⑫ 生物与生物 、⑬ 生物与无机环境
协同进化的过程;生物多样性
是⑭ 协同进化
的结果。
2.中性突变学说:大量的基因突变是⑮ 中性的 ,决定生物进化方向的是 ⑯ 中性突变 的逐渐积累,而不是⑰ 自然选择 。 3.间断平衡学说:物种形成并不都是渐变的过程,而是物种⑱ 长期稳定 与 ⑲ 迅速形成新种 交替出现的过程。
判断正误,从课本中找到依据并标出页码。
1.[第 119页]捕食者的存在有利于增加物种多样性。( √ ) 2.[第 119页]协同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的。( ×) 3.[第 119页]蛾口器与兰花花距的相互适应是协同进化的结果。( √ ) 4.[第 121页]生物多样性包括遗传多样性、种群多样性和生态系统多样性三个层次。 (× ) 5.[第 121 页]生物多样性的形成是新物种形成的过程。( × )
探究协同进化、生物多样性的形成及生物进化理论在发展 活动 借助案例分析协同进化、生物多样性的形成及生物进化理论在发展 1. 协同进化只是生物之间进化和发展吗? 【提示】协同进化包括生物之间、生物与无机环境之间不断进化和发展。
2. 物种之间的协同进化都是通过物种之间的生存竞争实现的吗? 【提示】物种之间的协同进化有通过种间互助实现的,如某种兰花和专门给它 传粉的蛾;也有通过种间竞争实现的,如猎豹和斑马。
4.根据你的理解,分析三种生物多样性之间的关系。
【提示】遗传(基因)多样性是形成物种和生态系统多样性的基础,反过来 物种和生态系统多样性又影响遗传(基因)多样性。
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物种间竞争与共存的进化机制
物种间竞争与共存是自然界中普遍存在的现象，它们对生态系统的
结构和功能具有重要影响。在长期的进化过程中，物种通过适应和演
化，形成了一系列机制来进行竞争与共存，以维持生态平衡。本文将
从资源利用、空间分配、生态位分化和互利共生等方面探讨物种间竞
争与共存的进化机制。
一、资源利用的进化机制
资源是物种维持生存和繁衍的根本基础，不同物种对资源的利用方
式和效率存在差异。进化过程中，物种通过适应和演化，形成了一系
列资源利用的机制。其中，竞争压力较大的物种往往会表现出更高的
资源利用效率，以获取更多的生存资源。此外，物种还会通过分化资
源利用策略，减少直接竞争。例如，某些蜜蜂物种在采取特定的花粉
收集方式时，可以减少与其他蜜蜂的竞争，提高自身的繁衍成功率。
二、空间分配的进化机制
生态环境中的空间是有限的，不同物种需要依靠空间来满足生存和
繁衍的需求。物种通过适应和演化，形成了一系列空间分配的机制。
常见的机制包括领域分配和栖息地选择。在领域分配中，同一物种个
体之间会形成不同的领域，避免过度竞争，减少冲突，实现共存。在
栖息地选择中，不同物种会选择适合自身特征和生态需求的栖息地，
以降低与其他物种的竞争压力。
三、生态位分化的进化机制
生态位是物种在生态系统中的角色和生活方式，不同物种通过不同
的生态位，减少直接竞争，实现共存。在进化过程中，物种会通过生
态位分化来适应环境变化和降低竞争压力。生态位分化表现为利基化，
即物种在资源利用、生活史策略和行为方式等方面的差异化。例如，
森林中的鸟类会根据食物来源和生活方式的不同，选择在不同高度的
树冠层和林下生活，避免直接竞争，实现共存。
四、互利共生的进化机制
互利共生是一种特殊的生态关系，参与者之间通过相互合作获得利
益，同时避免直接竞争。物种通过适应和演化，形成了一系列互利共
生的机制。常见的互利共生表现为共生关系和互惠关系。共生关系中，
两个物种相互依赖，共同生活，并从中获益。例如，蚂蚁与植物的共
生关系，植物提供食物和栖息地，蚂蚁提供保护和传播种子。互惠关
系中，两个物种通过互相提供特定资源或服务，获得相应的回报。例
如，鸟类在清理其他动物身上的寄生虫时，获得食物的同时，减少了
自身寄生虫的感染风险。
综上所述，物种间竞争与共存的进化机制是多样而复杂的。在进化
过程中，物种通过资源利用、空间分配、生态位分化和互利共生等机
制实现了竞争与共存的平衡。了解和研究这些机制有助于我们深入理
解物种多样性的形成和生态系统的演化。