【正文】 第五篇 生物與環(huán)境第一章 動物生態(tài)生態(tài)學(xué) (ecology)是研究生物與環(huán)境之間相互關(guān)系及其作用機理的科學(xué)。生態(tài)學(xué)的研究對象和層次大分子（基因） 細胞 組織 器官 個體 種群 群落 生態(tài)系統(tǒng)　　　生物圈　　 　地球生態(tài)學(xué)研究的對象個體生態(tài) ： 也就是生物與環(huán)境，它研究生物個體發(fā)育與環(huán)境之間的關(guān)系。種群生態(tài)： 它研究種群的形成、發(fā)展、變化和調(diào)節(jié)。群落生態(tài)： 它研究群落的組成、特征、功能和分布。 生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)： 它研究生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、能量流動、及信息傳遞。第一節(jié) 個體生態(tài)一、環(huán)境與生態(tài)因子環(huán)境： 是指某一特定生物體或生物群體以外的空間及直接、間接影響該生物群體生存的一切事物的總和，包括生物和非生物。環(huán)境總是針對某一特定的主體或中心而言的，離開了這個主體或中心也就無所謂環(huán)境了。 (ecological factor)的分類生態(tài)因子非生物因子： 溫度、光、大氣、水、 鹽分、土壤和壓力等。生物因子： 指的是同種或者異種的其他生活在一起的生物。生態(tài)因子 （ ecologicalfactor） :生物有機體周圍所有一切有機的和無機的因子，直接地或間接地影響著動物的生命活動和生活周期都是它的外界環(huán)境。（ 1）最小因子法則 (law of the minimum) 任何特定因子的存在量低于某種生物的最小需要量，因而成為決定該物種生存或分布的根本因素。（ 2）耐受性法則 (law of tolerance) 各種生態(tài)因子對某一種生物都存在生物學(xué)的上限和下限， 它們之間的幅度就是該種生物對某一生態(tài)因子的 耐受范圍 (生態(tài)價或生態(tài)幅） 。耐受性定律可用鐘性曲線來表示。最適點最適區(qū)適宜區(qū)高死亡限低死亡限環(huán)境梯度生長、生殖0環(huán)境梯度生長、生殖廣生態(tài)幅狹生態(tài)幅 狹生態(tài)幅根據(jù)生物對環(huán)境因子的適應(yīng)范圍的大小 對同一生態(tài)因子，不同種類的生物耐受范圍是不相同的。有的可耐受很廣的溫度范圍，稱 廣溫性動物 ；有的只能耐受很窄的溫度范圍，稱 狹溫性生物 。注意：1).一般來說，如果一種生物對所有生態(tài)因子的 耐受范圍都是廣泛的 ，那么這種生物在自然界的 分布也一定很廣。2).一種生物的 耐受范圍越廣 ， 對某一特定點的適應(yīng)能力也就越低； 相反狹生態(tài)幅的生物，通常對范圍狹窄的環(huán)境條件具有極強的適應(yīng)能力 ，但卻喪失了在其它條件下的生存能力。3).自然界中的動植物很少能夠生活在對他們來說是最適宜的地方， 而只能生活在它們占有更大競爭優(yōu)勢的地方。 例如：很多沙漠植物在潮濕的氣候條件下能夠生長得更茂盛，但是它們卻只分布在沙漠中，因為只有在那里它們才占有最大的競爭優(yōu)勢。生物對生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整①. 馴化： 生物借助于馴化過程可以稍稍調(diào)整它們對某個生態(tài)因子或某些生態(tài)因子的耐受范圍。如果一種生物長期生活在它的最適生存范圍偏一側(cè)的環(huán)境條件下，久而久之就會導(dǎo)致該種生物耐受曲線的位置移動。 馴化在實驗室條件下，一般只需較短時間；而在自然環(huán)境中這個變化通常要較長時間。 馴化可以理解為生物體內(nèi)決定代謝速率地酶系統(tǒng)的適應(yīng)性改變。②. 休眠： 休眠是動植物抵御暫時不利環(huán)境條件的一種非常有效的生理機制，環(huán)境條件如果超出了生物的適宜范圍 (但不能超出致死限度 )，雖然生物也能維持生活，但卻常常以休眠的狀態(tài)適應(yīng)這種環(huán)境。 動植物一旦進入休眠期，它們對環(huán)境條件的耐受范圍就會比正?；顒邮菍挼枚唷?．限制因子定律 (limiting factors) 任何一種生態(tài)因子，只要接近或超過生物的耐受范圍，它就阻止其生長、繁殖、分布、生理機能或者生存的因素就是 限制因子 。注意： 如果一種生物對某一生態(tài)因子的耐受范圍很廣 (窄 )， 而且這種因子又非常穩(wěn)定 (不穩(wěn)定 )， 那么這種因子就不太可能 (很容易 )成為限制因子。例如：氧氣對陸生動物來說，數(shù)量多，含量穩(wěn)定，因此一般不會成為限制因子；但是氧氣在水體中的含量是有限的，而且經(jīng)常發(fā)生波動，因此常常成為水生生物的限制因子。二 .主要生態(tài)因子及其對動物的生態(tài)作用(一 )環(huán)境溫度對動物的生態(tài)作用最適點、最低點、最高點， 在生態(tài)學(xué)上稱為溫度的三基點 無脊椎動物的繁殖往往受到溫度的制約。 首先是產(chǎn)卵的時間受環(huán)境溫度的制約 ：鯉魚在水溫 18℃ 時才能產(chǎn)卵。溫度同時也制約產(chǎn)卵數(shù)和產(chǎn)卵量 ，白鼠在 30℃ 以上的外溫下產(chǎn)仔數(shù)就明顯少于 18℃ 。 其三是制約性別。生物零度： 是指有機體在溫度達到一定界限以上才開始生長發(fā)育的環(huán)境溫度。 如雞胚需在 環(huán)境溫度達到 38 ℃ 才開始發(fā)育， 38 ℃ 就是雞胚的生物學(xué)零度。 貝格曼定律 （ Bergman’s rule） 恒溫動物（內(nèi)溫動物）在寒冷的氣候條件下，體型趨向于大，在溫暖的氣候條件下，體型趨向于小。因為個體大的動物，其相對表面積小，單位體重散熱量相對較少，這樣有利于保持體溫。約丹定律 （ Jordan’s rule） 棲息于冷水水域中的魚類，比棲息于溫暖水域中的同種魚的脊椎骨數(shù)目多。解釋：低溫使魚類的生長和發(fā)育速度變慢，因而延長了其性成熟時間，從而產(chǎn)生更大的個體，其脊椎骨的數(shù)目也增多。阿侖定律（ Allen’s rule） 如：恒溫動物身體的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低溫環(huán)境中有變小變短的趨勢，在溫暖地區(qū)有變長的趨勢。這也是在寒冷地區(qū)減少散熱和在溫暖地區(qū)增加散熱的一種形態(tài)適應(yīng)。（自學(xué)）（自學(xué)） 低溫使動物致死，主要是由于細胞內(nèi)形成冰晶的損傷所致。高溫對動物的有害影響主要是破壞酶的活性，使蛋白質(zhì)凝固變性，造成缺氧、排泄功能失調(diào)和神經(jīng)系統(tǒng)麻痹等。(二 )光及生態(tài)作用 自然界的光源：太陽光、月光、星光和生物發(fā)出的光。生物生活所必需的全部能量都直接或間接來自太陽光。在自然界中，光和熱是太陽輻射到達地球上的兩種能的狀態(tài)。光是一種電磁波，因為波長不同，顯示出不同的性質(zhì)。（ 1）影響動物的體色 在動物的個體發(fā)育中，光能使動物產(chǎn)生色素，形成異種固定的色型，一些動物在光刺激后，重新排列色素兒改變體色。同時光強不同，體色也不同，如魚背色暗，腹部白色而淺。（ 2）影響動物的繁殖 短日照植物 按植物開花與光照的關(guān)系 長日照植物 在溫帶和高緯度地區(qū)的許多鳥獸春夏之 際繁殖，這正是白晝延長季節(jié)，如鼬、動物可分兩大類 水貂和許多鳥類，這相當于 “長日照動 物 ” 綿羊、山羊和鹿類只有在白晝 漸縮短的秋冬之際，才開始性腺活動， 他們相當 “短日照動物 ”。 大部分哺乳動物一年換毛兩次，鳥類一年一次，少數(shù)換兩次?，F(xiàn)已證明：鳥、獸換毛和換羽與光周期有密切關(guān)系。用人工光照可以改變換毛和換羽的日期和速度。 （ 3）影響動物的換毛和換羽（ 4）影響動物的生長發(fā)育 光質(zhì)和光照強度都對生物的生長和發(fā)育有一定的影響。 如：貽貝在暗光下生長較快，蛙卵在有光的條件下發(fā)育快而且正常，平常生活與光下的昆蟲，其幼蟲在無光的情況下發(fā)育緩慢，而平時生活于無光條件下的昆蟲，則在有光條件下幼蟲發(fā)育遲緩。（ 4）影響動物