【正文】 Chapter 5 Life History Strategies 七、應(yīng)用生態(tài)學(xué) ? K選擇物種 ? 幾乎所有特性都將其置于較高絕滅風(fēng)險(xiǎn)中 ? 個(gè)體大 – 需要大生境 ? 繁殖慢，子代少 – 種群難以從擾動(dòng)中快速恢復(fù) ? 繁殖晚 – 世代時(shí)間長(zhǎng) ? 種群小 – 自交風(fēng)險(xiǎn)高 ? 例 – 佛羅里達(dá)黑豹 – 美洲巨杉 – 大型陸生哺乳動(dòng)物 (大象，犀牛，灰熊 ) – 大型水生哺乳動(dòng)物 (藍(lán)鯨 ) Chapter 5 Life History Strategies 小結(jié) – 一次繁殖 – 多次繁殖 – 幼體 /成體比低 – 種群衰退 – 幼體 /成體比高 – 種群增加 Chapter 5 Life History Strategies – 大部分種群均為 1:1 – 一雄多雌 – 一雌多雄 – 單配制 – 多配制常常由于資源限制而形成 小結(jié) Chapter 5 Life History Strategies – rK 連續(xù)統(tǒng) ? r選擇 –弱競(jìng)爭(zhēng)者 –處于擾動(dòng)生境，數(shù)量波動(dòng)大，高增長(zhǎng)率 ? K選擇 –強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)者 –總是存在于成熟生境中，數(shù)量接近環(huán)境承載力 – RCS生活史對(duì)策 ? 雜草、競(jìng)爭(zhēng)者、脅迫忍耐者生活史對(duì)策 小結(jié) 思考與討論 ?試舉 2例在中國成功入侵的外來物種。 自然選擇塑造了有機(jī)體的表型特征 ， 也同樣塑造著生活史式樣 。 但不管怎樣 ， 生活史式樣的差異主要表現(xiàn)在 ： ? 子代數(shù)目和大??； ? 平均壽命； ? 存活曲線形式； ? 開始生殖的年齡； ? 特定年齡生育力或結(jié)實(shí)力 (即一次性生殖或多次性生殖 ， 各年齡產(chǎn)生的子裔數(shù) )。 Rose 1992) 哺乳動(dòng)物 兩棲和爬行動(dòng)物 魚類 鳥類 ?由于研究的生物類群非常不同 ， 上述幾種生活史對(duì)策很難相互等同對(duì)應(yīng) 。 ?周期性對(duì)策 ：低 lx、高 mx和高 α。以這 3個(gè)參數(shù)構(gòu)成的三維空間劃分魚類的生活史對(duì)策 ， 有 3種類型： ?機(jī)遇對(duì)策 ：低 lx、低 mx和低 α，繁殖分配比例相對(duì)很高，以提高對(duì)不可預(yù)測(cè)環(huán)境的拓殖能力。 五、繁育系統(tǒng) 六、生活史對(duì)策連續(xù)統(tǒng) 1. 種群的成功決定于 – 繁殖對(duì)策 – 存活對(duì)策 – 生境資源利用 – 競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系 2. 3類生活史對(duì)策連續(xù)統(tǒng) – rK連續(xù)統(tǒng)、 RCS連續(xù)統(tǒng)、 lxmx?連續(xù)統(tǒng) ?r — K選擇連續(xù)統(tǒng) (鳥類、哺乳動(dòng)物 ) – K選擇 ? 生境穩(wěn)定，種群數(shù)量緩慢逼近環(huán)境承載量 (K) ? 繁殖分配低 ? 多次繁殖 ? 競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，能量主要投向生長(zhǎng) – r選擇 ? 生境多變，不可預(yù)測(cè)。這可能與個(gè)體大小和環(huán)境有關(guān)。 五、繁育系統(tǒng) Chapter 5 Life History Strategies – 繁育系統(tǒng)的變異還表現(xiàn)在性別不穩(wěn)定，稱為性態(tài)變化或性相選擇。 五、繁育系統(tǒng) Chapter 5 Life History Strategies – 巨大多樣性。繁殖成功受限于孵卵的雄體數(shù)量 –例：美洲水雉 五、繁育系統(tǒng) Chapter 5 Life History Strategies – 單型或同型的繁育系統(tǒng)，包括兩性花植物、單性同株、雌全同株、雄全同株和多全同株； – 兩型或異型的繁育系統(tǒng)，包括單性異株、雌全異株、雄全異株和三全異株。眷群首領(lǐng)可更替 – 一雌多雄 (Polyandry) ? 僅為少數(shù)鳥類擁有 –例：北極凍原斑紋磯鷂 187。常見于群居動(dòng)物 187。雌體越多意味著其繁殖成功率越低 187。 五、繁育系統(tǒng) – 單配制 (Monogamy) ? 排他性交配，較少 ? 鳥類的 90%，如信天翁、軍艦鳥、鳳頭雨燕等 五、繁育系統(tǒng) Chapter 5 Life History Strategies – 多配制 (Polygamy) ? 與多伴侶交配 –一雄多雌，如海狗 –一雌多雄，如矩翅水雉 – 一雄多雌 (Polygyny) ? 雌體必須撫育幼體 ? 多見于哺乳動(dòng)物 五、繁育系統(tǒng) Chapter 5 Life History Strategies –一雄多雌 (Polygyny)（續(xù)） ?受雌體時(shí)空分布的影響 –如果所有雌體同時(shí)發(fā)生性接納，即形成單配制關(guān)系 –雌體的接納性具有時(shí)間周期 ?受資源的影響 –關(guān)鍵資源呈斑塊分布或短缺 –雄體能支配資源從而與覓食的多個(gè)雌體交配–對(duì)雌體的不利條件 187。如在許多靈長(zhǎng)類中，雌體間的局域資源競(jìng)爭(zhēng)很緊張，雄仔產(chǎn)出就離開母體家區(qū)向外擴(kuò)散，而雌仔留在區(qū)內(nèi)，出生時(shí)性比偏雄有利于提高生殖成效。即稀少型有利 Chapter 5 Life History Strategies – 1:1 的例外 ? 有些物種在出生時(shí)性比偏離，是由于生殖成效最大化的傾向引起。雄體占優(yōu)的種群，選擇將傾向于產(chǎn)生雌性幼體 187。 成體 成體 幼體 幼體 Chapter 5 Life History Strategies ? 能量獲得，基礎(chǔ)代謝率隨體重的 次冪增加 ? 能量轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)子代的速率，隨體重的 – – 繁殖力決定于 2個(gè)過程： Chapter 5 Life History Strategies 三、繁殖對(duì)策 (Semelparity) – 有機(jī)體在唯一的繁殖事件中生產(chǎn)其全部子代 – 在繁殖前可能存活幾年或僅一年 (如，鮭魚，一年生植物 ) (Iteroparity) – 有機(jī)體連續(xù)多年或多個(gè)繁殖季節(jié)繁殖 – 繁殖窩數(shù)和窩卵數(shù)的變化 洄游性 鮭魚的 產(chǎn)卵策略 Chapter 5 Life History Strategies (Iteroparity) –有些物種具有明確的繁殖季節(jié) ? 例：溫帶鳥類和溫帶喬木 ? 形成明顯的世代 –有些物種在一年中的任何時(shí)間連續(xù)繁殖 ? 例：有些熱帶物種，寄生蟲和人類 三、繁殖對(duì)策 – 環(huán)境多變 ? 傾向于多次繁殖 ? 幼體的存活率低且不可預(yù)測(cè) ? 選擇傾向 – 重復(fù)繁殖 – 長(zhǎng)繁殖期 – 通過長(zhǎng)周期分?jǐn)傦L(fēng)險(xiǎn) —兩面打賭 (bet hedging) 三、繁殖對(duì)策 – 環(huán)境穩(wěn)定 ? 傾向于一次繁殖 ? 更多的能量可投入繁殖而非維持需要 ? 在環(huán)境不穩(wěn)定年份一年生植物會(huì)盡可能大量繁殖 三、繁殖對(duì)策 Chapter 5 Life History Strategies 四、年齡結(jié)構(gòu) – 形成同齡種群 – 同生群 (cohorts) – 同生群以相同速率生長(zhǎng) – 大量幼體具有不同年齡 Chapter 5 Life History Strategies – 大量幼體 – 少數(shù)幼體 – 年齡級(jí)缺失 ? 對(duì)種群有影響 ? 例：過度捕撈 – 中老齡級(jí)缺失 –去除繁殖齡級(jí) –繁殖障礙或失敗 –種群崩潰 ? 例：鹿群過度采食 – 幼齡樹木缺失 Figure 四、年齡結(jié)構(gòu) Chapter 5 Life History Strategies 20 40 60 20 40 60 (a) Age distribution in an undisturbed forest (b) Age distribution skewed toward adults where overgrazing has reduced the abundance of young trees 10 20 30 40 50 60 70 Age (years) Percent of trees Chapter 5 Life History Strategies 五、繁育系統(tǒng) – 應(yīng)用生態(tài)學(xué) ? 獵人更喜歡雄鹿數(shù)量占優(yōu)勢(shì)的鹿群 ? 雄鹿太多對(duì)種群數(shù)量增長(zhǎng)有影響 – 性比的分析 ? 為什么性比通常還是 1:1? –雄鹿不是過量嗎 ? –回答：自私的基因 (Selfish genes)! 187。 2 種衰老進(jìn)化模型： ? 突變積累模型： Medawar(1946， 1952)：衰老只是生物有機(jī)體不斷積累有害突變 (后期表達(dá) )的一個(gè)被動(dòng)反應(yīng)，本身不具有任何適應(yīng)價(jià)值。 –生活史中存在的靜止階段，在時(shí)間