河南科技大学生态学第5章生活史对策资料.ppt

第五章 生活史对策 5.1 能量分配与权衡 5.2 体型效应 5.3 生殖对策 5.4 滞育和休眠 5.5 迁移 5.6 复杂的生活周期 5.7 衰老 生活史概述 生物的生活史（life history）：指其从出生到死亡所经历的全过程，又称生活周期（life cycle）。 生活史的关键组分包括身体大小（size），生长率（growth rate）、繁殖（reproduction）、寿命（longevity）以及扩散(dispersal)。 生态对策（bionomic strategy）或生活史对策（life history strategy）：生物在生存斗争中的获得的生存对策。 5.1 能量分配与权衡 “达尔文魔鬼”（Darwinian demons）：生物在自己出生后立即生殖，孵化出大量快速成年、具抵抗能力和长寿的后代，并给予它们慷慨的爱，赶走所有竞争者并使后代免遭捕食。 　 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”（trade-off）。 5.2 体型效应 体型效应（Size effect）：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。 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。 Southwood（1976） 认为：生物个体体型小，单位重量代谢率高，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。 5.2 体型效应 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。 5.3 生殖对策 C．Darwin（1859）在 “物种起源”中就已经详细地描述了繁殖与死亡现象的相互作用，认为繁殖力是维持物种延续的一个重要因子。 D．Lack（1954）发现了动物繁殖的生态趋势，提出动物总是面对两种对立的进化过程：一种是高生育力但无亲代抚育；一种是低生育力但有亲代抚育。这一理论得到广泛认同，被称为D．Lack法则。 r- 选择和K- 选择 R．E．MacArthur和E．O．Wilson（1967）发展了以上各个理论，提出了r－K选择的自然选择理论，从而推动了生活史策略研究从定性描述走向定量分析的新阶段。 r- 选择和K- 选择 在不稳定的环境中种群数量被压低，维持在负荷量K的水平以下，因此自然选择的作用是使种群的繁殖能力r朝着最高水平的方向发展，从而使数量在受到损失后迅速得以升高。这种能量分配的结果，突出了种群的增值能力特性，相应地也使其他特征与之相符，这种选择因此被称为r选择。 r-选择种类具有所有使种群增长率最大化的特征：快速发育，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世代周期。 r- 选择和K- 选择 在稳定的环境条件下，如气候灾变比较罕见的地区，种群数量是在接近环境容纳量K的稳定环境中进化的，因而适应竞争。 K- 选择具有使种群竞争能力最大化的特征：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。 r- 选择和K- 选择 K-选择者是以提高竞争能力，以“质”取胜； r-选择者是以提高增殖能力和扩散能力，以“量”取胜。 所以有的学者将r-选择者称为“机会主义者”（opportunists）。r-选择者的高死亡率，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源泉。 r- 选择和K- 选择 在r-选择和K-选择之间，中间有很多过渡类型，有的更接近于r-选择，有的更接近于K-选择，这是一个连续变化的谱系，称为r-K选择对策系统。 r- 选择和K- 选择 Linhart(1974)年曾研究过水苦荬的两个种群 生殖价和生殖效率 生殖价（reproductive value）：该个体马上要生产的后代数量（当前繁殖输出）加上那些预期的其在以后的生命过程中要生产的后代数量（未来繁殖输出）。 进化预期使个体传递给下一世代的总后代数量最大，换句话说，使个体出生时的生殖价最大。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。 生殖价和生殖效率 生殖效率也是生殖对策的主要问题。毫无疑问，生物选择的对策，都旨在提高生殖的效率，这一点可从生物的生殖行为中证实。 生境分类与植物的生活史对策 20世纪70年代后期，英国生态学者J.P.Grime等在r-和K-选择的基础上对生活史式样的分类提出一种连接生境与生活史的新模式。 生境分类与植物的生活史对策 干扰型（R）：在资源丰富的临时生境中的选择。来源于杂草ruderal一词，说明是临时性的和经常受干扰的生境，同r-Strategy。 竞争型（C）：在资源丰富的可预测生境中的选择。来源于competi