性选择sexualselection课件.ppt

1、2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学l1植物的选择受精植物的选择受精选择受精（选择受精（selective fertilization）是指具有特定遗）是指具有特定遗传基础的精核与卵细胞优先受精的现象。传基础的精核与卵细胞优先受精的现象。选择受精主要表现为生理生化和遗传上的特征，包括选择受精主要表现为生理生化和遗传上的特征，包括自交不亲和性、远缘杂交不亲和性、多个花粉精核间自交不亲和性、远缘杂交不亲和性、多个花粉精核间的竞争等现象。的竞争等现象。植物的选择受精的生物学意义：植物的选择受精的生物学意义：（1）可）可保证最适应的两性细胞的高度融合，从而增强保证最适应的两性细

2、胞的高度融合，从而增强后代的存活能力；后代的存活能力；（2）限制异种之间的自由交配，使）限制异种之间的自由交配，使种间生殖隔离种间生殖隔离，从，从而保证各个种的相对稳定性。而保证各个种的相对稳定性。 2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学l（1）动物性选择形式：动物的性选择形式多）动物性选择形式：动物的性选择形式多种多样，主要以异性的外表和行为作为选择的种多样，主要以异性的外表和行为作为选择的依据。通常表现为修饰（依据。通常表现为修饰（ornamentation）、）、色泽（色泽（coloration）、求偶行为等方面，形成）、求偶行为等方面，形成明显的雌雄二形（明显的雌

3、雄二形（sexual dimorphism）现象。）现象。 在动物中，绝大多数物种是在动物中，绝大多数物种是由雄性作出求由雄性作出求偶行为偶行为，往往表现在颜色修饰和声音上有许多，往往表现在颜色修饰和声音上有许多差异（特别是鸟类），有的做出各种各样动作，差异（特别是鸟类），有的做出各种各样动作，显示自己的魅力。显示自己的魅力。2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学l（2）雌性动物的婚配选择：精心选择那）雌性动物的婚配选择：精心选择那些携带最好些携带最好基因型基因型的雄性个体交配，来的雄性个体交配，来获得高质量的后代，提高其繁殖成效。获得高质量的后代，提高其繁殖成效。为此，

4、雌性动物往往对雄性个体有敏锐为此，雌性动物往往对雄性个体有敏锐的洞察力，特别对色彩和声音有较高的的洞察力，特别对色彩和声音有较高的鉴别力。此外，对雄性的鉴别力。此外，对雄性的体态、行为特体态、行为特征（如争斗、给饵等）征（如争斗、给饵等）等也有一定的鉴等也有一定的鉴别力，从中择优选择，才能保证别力，从中择优选择，才能保证后代健后代健康康。2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学l婚配体制的形式婚配体制的形式多配制多配制v一雄多雌：海狗科一雄多雌：海狗科(O

5、taridae)v一雌多雄：距翅水雉（一雌多雄：距翅水雉（Jacana spinosa）单配制单配制:天鹅（天鹅（Cygnus）l决定婚配体制的环境因素决定婚配体制的环境因素 主要生态因素可能是资源的分布，主要是食物和营巢主要生态因素可能是资源的分布，主要是食物和营巢地在空间和时间上的分布情况。地在空间和时间上的分布情况。2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学l领域性（领域性（territoriality）:动物的个体、家动物的个体、家庭，甚至社群所占据的、并积极保卫不让庭，甚至社群所占据的、并积极保卫不让同种其它个体侵入的空间，称同种其它个体侵入的空间，称领域领域（te

6、rritory）。这种占有领域的行为称）。这种占有领域的行为称领领域行为域行为，这种现象称，这种现象称领域性领域性。动物的领域。动物的领域随占有者的体重而变化，受食物品质影响，随占有者的体重而变化，受食物品质影响，领域面积随生活史而变化。领域面积随生活史而变化。2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学领域的主要特征有三点领域的主要特征有三点： v领域是一个固定的领域是一个固定的区域，且大小可调整；区域，且大小可调整； v领域受积极保护；领域受积极保护；v领域的使用是排他领域的使用是排他性的。性的。领域使动物可以得到充领域使动物可以得到充足的食物，减少对生殖足的食物，减少对生

7、殖活动的外来干扰，使安活动的外来干扰，使安全更有保障。全更有保障。2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学l社会等级（社会等级（social hierarchy）: 一群同种动物中，各一群同种动物中，各个体的地位有一定的顺序性。其个体的地位有一定的顺序性。其基础是支配基础是支配从属关从属关系系。支配。支配从属关系有三种基本形式：从属关系有三种基本形式：独霸式：群体内只有一个个体支配全群，其他个体都独霸式：群体内只有一个个体支配全群，其他个体都服从它而不再分等级。服从它而不再分等级。单线式：群内个体成单线支配关系，甲制乙，乙制单线式：群内个体成单线支配关系，甲制乙，乙制两以些

8、类推。两以些类推。循环式：甲制乙，乙制丙，而丙又制甲的形式。循环式：甲制乙，乙制丙，而丙又制甲的形式。2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学l合作合作（cooperation）行为是动物界常见现行为是动物界常见现象。指个体通过相互象。指个体通过相互联合，从而对彼此间联合，从而对彼此间有利的行为。合作常有利的行为。合作常常是暂或过渡性的，常是暂或过渡性的，但也可能是长久性的。但也可能是长久性的。2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学l利他利他（altruism）行为是指一个体牺牲）行为是指一个体牺牲自我而使社群整体或其他个体获得利益自我而使社群整体或其

9、他个体获得利益的行为。的行为。利他行为可以对直系亲属、近利他行为可以对直系亲属、近亲家族、整个群体有利。亲家族、整个群体有利。2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学l视觉通讯视觉通讯 萤火虫（萤火虫（Photinus pyralis）通过每隔一定的时间发）通过每隔一定的时间发光的应答进行求偶活动。光的应答进行求偶活动。l听觉通讯听觉通讯 蟾蜍和鸟的鸣叫求偶、蝙蝠和鲸等通过回声定位进行蟾蜍和鸟的鸣叫求偶、蝙蝠和鲸等通过回声定位进行个体间的交流。个体间的交流。l化学通讯化学通讯 昆虫、哺乳动物等释放性信息素招引异性。昆虫、哺乳动物等释放性信息素招引异性。l接触通讯接触通讯 鸟

10、类和兽类的理毛。鸟类和兽类的理毛。l电通讯电通讯 电鳗等鱼类通过放电进行通讯。电鳗等鱼类通过放电进行通讯。2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学种群相互关系的类型种群相互关系的类型 关系类型关系类型 关系特点关系特点 竞争竞争(- -) (- -) 彼此互相抑制彼此互相抑制 捕食捕食(+ -) (+ -) 种群种群A A杀死或吃掉种群杀死或吃掉种群B B一些个一些个体体 寄生(+ -) (+ -) 种群种群A A寄生于种群寄生于种群B B, ,并有害于后并有害于后者者 中性(0 0) (0 0) 彼此互不影响彼此互不影响 共生(+ +) (+ +) 彼此互相有利彼此互相有

11、利, ,专性专性 互惠(+ +) (+ +) 彼此互相有利彼此互相有利, ,兼性兼性 偏利(+ 0) (+ 0) 对对A A种群有利种群有利, ,对种群对种群B B无利害无利害 偏害(- 0) (- 0) 对对A A种群有害种群有害, ,对种群对种群B B无利害无利害2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学 竞争竞争: 生活在同一地区的两个物种生活在同一地区的两个物种,由于由于利用相同的资源利用相同的资源,导致每一个物种的数量下导致每一个物种的数量下降降,即两种群彼此发生有害影响即两种群彼此发生有害影响. 竞争一般可分为干扰竞争和利用竞争竞争一般可分为干扰竞争和利用竞争.

12、干扰竞争干扰竞争:一种动物借助于行为排斥另一一种动物借助于行为排斥另一种动物使其得不到资源种动物使其得不到资源. 利用竞争利用竞争:一个物种所利用的资源对第二一个物种所利用的资源对第二个物种也非常重要个物种也非常重要,但两个物种并不发生直但两个物种并不发生直接接触接接触.如如:蚂蚁、啮齿动物都以植物种子为蚂蚁、啮齿动物都以植物种子为食食.2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学二、竞争排除二、竞争排除 两个种群开始竞争时两个种群开始竞争时,一个种群最终将另一个种群最终将另一个种群完全排除掉一个种群完全排除掉,并使整个系统趋向饱并使整个系统趋向饱和和. 结论结论: 两个生态学

13、上完全相同的物种不两个生态学上完全相同的物种不可能同时同地生活在一起可能同时同地生活在一起;不同物种要实现不同物种要实现在饱和环境和竞争群落中的共存在饱和环境和竞争群落中的共存,必须具有必须具有某些生态学的差异某些生态学的差异.2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学l竞争竞争（competition）是利用有限资源的个体间的相互作用。）是利用有限资源的个体间的相互作用。在同种个体间发生的竞争叫种内竞争（在同种个体间发生的竞争叫种内竞争（ interspe

14、cific competition ），在不同种个体间发生的竞争叫种间竞争），在不同种个体间发生的竞争叫种间竞争（ intraspecific competition ）。）。l资源竞争的二种作用方式：资源竞争的二种作用方式：相互干扰性竞争相互干扰性竞争资源利用性竞争资源利用性竞争竞争的特征：竞争的特征：不对称性；不对称性；对一种资源的竞争影响对另一种资源的竞争结果。对一种资源的竞争影响对另一种资源的竞争结果。2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学l他感作用（他感作用（allelopathy）：某些植物能分泌一些有害）：某些植物能分泌一些有害化学物质，阻止别种植物在其周围

15、生长，这种现象称化学物质，阻止别种植物在其周围生长，这种现象称他感作用他感作用, 或叫异株克生或叫异株克生。l他感作用例子：北美的黑胡桃（他感作用例子：北美的黑胡桃（Juglans nigra）抑制）抑制离树干离树干25m范围内植物的生长，其根抽提物含有化学范围内植物的生长，其根抽提物含有化学苯醌，可杀死紫花苜蓿和番茄类植物。苯醌，可杀死紫花苜蓿和番茄类植物。l生态学意义：生态学意义：1. 轮作与歇地轮作与歇地2.影响群落组成影响群落组成;3.影响群落的演替影响群落的演替2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学l同样年龄大小的固着生活生物中同样年龄大小的固着生活生物中,竞争

16、个体不能通过运动逃竞争个体不能通过运动逃避竞争，因此竞争中失败者死去避竞争，因此竞争中失败者死去,这种竞争结果使较少量的这种竞争结果使较少量的较大个体存活下来，这一过程叫较大个体存活下来，这一过程叫自疏（自疏（shlf-thinning）。l自疏导致密度与个体大小之间的关系在双对数作图时，具有自疏导致密度与个体大小之间的关系在双对数作图时，具有32斜率，称斜率，称Yoda 3/2自疏法则自疏法则（ Yoda 3/2 law）。）。密度制约密度制约扩散扩散领域性领域性自疏自疏适合度下降适合度下降竞争竞争2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学l当两物种利用同样的有限资源时，种

17、间竞争就会发生。当两物种利用同样的有限资源时，种间竞争就会发生。l种间竞争的例子：种间竞争的例子：原生动物双核小草履虫原生动物双核小草履虫(Paramecium aurelia)和大草履和大草履虫虫(P. caudatum)。 当二种在一起培养时，由于前者生当二种在一起培养时，由于前者生长快，最后大草履虫死亡消失。长快，最后大草履虫死亡消失。硅藻星杆藻硅藻星杆藻(Asterionella formosa)和针杆藻和针杆藻(Synedra ulna)。 后者对硅酸盐的利用率高，当二者在一起培养后者对硅酸盐的利用率高，当二者在一起培养时，前者被淘汰。时，前者被淘汰。入侵杂草。入侵杂草。2022年4

18、月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学l竞争的性质竞争的性质l种内竞争种内竞争l种间竞争种间竞争l自然种群的竞争和生态位分化自然种群的竞争和生态位分化2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学l逻辑斯缔模型逻辑斯缔模型: dN/dt=rN(K -N)/K lLotka-Volterra竞争模型竞争模型(Lotka,1925;Volterra,1926)当两种共存时当两种共存时:dN1/dt=r1N1(K1 N1)/K1 dN1/dt=r1N1(K1 -N1-12N2)/K1dN2/dt=r2N2(K2 N2)/K2 dN2/dt=r2N2(K2-N2- 21 N1)

19、/K22022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学dN1/dt=0 N1K1 - 12 N2 N1 = 0 , N2 = K1 /12 N1 = K1 , N2 = 0 dN2/dt=0 N2K2 21 N1 N2 = 0 , N1 = K2 /21 N2 = K2 , N1 = 02022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学dN1/dt=0dN1/dt0dN2/dt0N1N2N2N1K1/12K2/21K2K12022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学lK1 K2 /21,K2 K1/12lN2超过环境容纳量而超过环境容纳量而停止增长停止增长

20、,N1继续增长继续增长lN1取胜取胜,N2被排挤掉被排挤掉K1/12K1K2/21K2N1N22022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学lK1 K1/12lN1超过环境容纳量而超过环境容纳量而停止增长停止增长,N2继续增长继续增长lN2取胜取胜,N1被排挤掉被排挤掉K1/12K1K2/21K2N1N22022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学lK1 K2 /21,K2 K1/12lN1继续增长继续增长,N2也继续也继续增长增长lN2和和N1出现不稳定的出现不稳定的平衡点平衡点K1/12K1K2/21K2N1N22022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院

21、 现代生态学lK1 K2 /21,K2 K1/12lN1超过环境容纳量而超过环境容纳量而停止增长停止增长,N2也超过环也超过环境容纳量而增长境容纳量而增长lN2和和N1被出现稳定的被出现稳定的平衡点平衡点K1/12K1K2/21K2N1N22022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学l输入率输入率=物种甲（物种甲（N1）播种的种子数播种的种子数/物种乙物种乙（N2）播种的种子数）播种的种子数l输出率输出率=收获时物种甲收获时物种甲种子数种子数/收获时物种乙收获时物种乙种子数种子数输输入入率率输出率输出率2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学输输入入率率输输

22、入入率率输输入入率率输输入入率率输出率输出率输出率输出率输出率输出率a N1取胜；取胜；b N2取胜；取胜；c 稳定平衡；稳定平衡；d 不稳定平衡不稳定平衡输出率输出率bacd2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学l生态位生态位(niche)是是物种在生物群落物种在生物群落或生态系统中的地位和作用。或生态系统中的地位和作用。l多维生态位空间多维生态位空间(multidimensioanl niche space)：影响有机体的环境变量作为一系列影响有机体的环境变量作为一系列维，多维变量便是维，多维变量便是n-维空间，称多维空间，称多维生态位空间，或维生态位空间，或n-维超

23、体积维超体积(n-diensional hypervolume)生态位。生态位。l基础生态位基础生态位(fundamental niche)：生物群落中，某一物种所栖息的理生物群落中，某一物种所栖息的理论上的最大空间，称为基础生态位。论上的最大空间，称为基础生态位。l实际生态位实际生态位(realized niche)：生：生物群落中物种实际占有的生态位空物群落中物种实际占有的生态位空间称实际生态位间称实际生态位。温度温度温度温度温度温度猎猎物物大大小小猎猎物物大大小小取食高度取食高度2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学 两物种的资源利用曲线两物种的资源利用曲线食物大小

24、食物大小被被食食数数量量物物食物大小食物大小食物大小食物大小ABCababba2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学l种内竞争促使两物种的生态位接近种内竞争促使两物种的生态位接近l种间竞争又促使两物种的生态位分离。种间竞争又促使两物种的生态位分离。2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学l名词解释名词解释l利他行为（利他行为（altruism） l他感作用（他感作用（allelopathy） l基础生态位与实际生态位（基础生态位与实际生态位（fundamental niche and realized niche）l生态位与生态价（生态幅）（生态位与生

25、态价（生态幅）（niche and ecological valence） l竞争排斥原理（竞争排斥原理（competitive exclusion principle）l协同进化协同进化（coevolution） l植物的防御反应（植物的防御反应（plant defense）l互利共生互利共生(mutualism) 2022年4月4日9时30分宁夏大学资源环境学院 现代生态学l问答题问答题l从植物和植食动物的关系入手，阐述协同进化原理。从植物和植食动物的关系入手，阐述协同进化原理。l根据生态位理论，阐述竞争排斥原理。根据生态位理论，阐述竞争排斥原理。l写出写出Lotka-Volterra 的

26、种间竞争模型（数学形式），说明其的种间竞争模型（数学形式），说明其中变量和参数所代表的意义，并评述模型的行为。中变量和参数所代表的意义，并评述模型的行为。l阐述下列命题：阐述下列命题：捕食者与猎物的协同进化（捕食者和被捕捕食者与猎物的协同进化（捕食者和被捕食者的相互适应是长期协同进化的结果）；食者的相互适应是长期协同进化的结果）；在生物群落中，在生物群落中，物种间的竞争可能会导致生态位的分化。物种间的竞争可能会导致生态位的分化。l简述社会行为和社会等级的概念，并说明支配从属关系的简述社会行为和社会等级的概念，并说明支配从属关系的基本形式。基本形式。*l食物因子的生态作用？动物食性分化及其生态学意义？食物因子的生态作用？动物食性分化及其生态学意义？*l简述社会行为和社会等级的概念，并说明支配从属关系的简述社会行为和社会等级的概念，并说明支配从属关系的基本形式。基本形式。*