生态学课件K

K1寄生的性质,要点,寄生物的多样性,寄生物是摄取其他生物的组织、与其寄主紧密相联而生的捕食者的子群。寄生物可以分为两大类（i）微寄生物，在寄主体内或表面繁殖，（ii）大寄生物，在寄主体内或表面生长，但不繁殖。主要的微寄生物有病毒、细菌、真菌和原生动物。寄生蠕虫和昆虫是重要的大寄生物。一大类昆虫大寄生物是拟寄生生物，它们在昆虫寄主身上或体内产卵，通常导致寄主死亡。,SARS病毒,Parasitesareasubgroupofpredators(whichconsumethetissueofanotherlivingorganism)thatliveincloseassociationwiththeirhost.Parasitescanbeclassifiedintotwobroadgroups:(i)microparasites,whichmultiplywithin,oronthesurfaceof,thehost,and(ii)macroparasiteswhichgrowinoronthehost,butdonotmultiply.Themainmicroparasitesareviruses,bacteria,fungiandprotozoans.Helminthwormsandinsectsareimportantmacroparasites.Alargegroupofinsectmacroparasitesareparasitoids,whichlayeggsinoronthebodyoftheirinsecthost,andusuallycausethedeathofthehost.,KeyNotes,Thediversityofparasites,K1THENATUREOFPARASITISM,寄主对疾病的反应,脊椎动物被微寄生物感染后产生强烈的免疫反应。这种反应主要有两种成分：（i）细胞免疫反应，特定细胞直接攻击病原体细胞，和（ii）B-细胞免疫反应，使抗体量上升。初次被病原体感染后，免疫记忆对未来同样的侵袭产生快速反应，导致免疫。无脊椎动物和植物也可以抑制感染，但方式较简单，通常较少特化机制。免疫造成的潜在寄主减少，使微寄生物的繁荣-和-破产对策加强（见K2）,传播方式,寄生物可以横向传播（在种群个体之间），或在少数情况下，纵向传播（从母体到后代）。横向传播或直接或间接，由传病媒介（如蚊子）或中间寄主做中介。,艾滋病毒的传播途径,细胞免疫反应,Parasitetransmissioncanbeeitherhorizontal(amongmembersofapopulation)or,lesscommonly,vertical(passedfrommothertooffspring).Horizontaltransmissionmayeitherbedirectorindirect,mediatedbyavector(e.g.amosquito)oranalternatehost.,Modesoftransmission,Invertebrates,infectionbymicroparasitesresultsinastrongimmunologicalresponse.Therearetwocomponentstothisresponse:(i)thecellularimmuneresponse,wherespecializedcellsdirectlyattackpathogencells,and(ii)theB-cellimmuneresponse,whichgivesrisetoantibodies.Afterthefirstinfectionbyapathogen,immunologicalmemorycreatesaraidresponsetofutureattacksbythesameorganism,resultinginimmunity.Invertebratesandplantsalsomaysuppressinfections,butbylesssophisticated,andusuallylessspecificmechanisms.Thelossofpotentialhostswhichimmunityengendersaccentuatestheboom-and-buststrategyofmicroparasites(seeTopicK2).,Hostresponsetodisease,复杂的生活史,许多寄生物在其生活史中不得不转换二或三种寄主。对这种复杂的生活史有三种不同的解释：（i）交替寄生是被寄生物感染的传病媒介（不适用于不可能成为传病媒介的不动寄主）；（ii）出现最适生境利用，在这种环境中，不同寄主种是不同季节或不同生活史阶段的最佳资源；（iii）这种模式起因于进化约束，因为寄生物在其生活史的某阶段中高度适应一种寄主，所以它们不能离开该寄主，即使在其他地方能获得更高的利益。,Manyparasitesobligatelyswitchbetweentwoorthreehostspeciesinthecourseoftheirlifecycle.Threedifferentexplanationshavebeenadvancedtoexplainsuchcomplexlifecycles:(i)alternatehostsarevectorswhichhavebeenattackedbytheparasite(thiscannotapplytoimmobilehostswhichcannotbevectors);(ii)optimalhabitatuseisoccurring,wheredifferentspeciesaretheoptimalresourceindifferentseasons,orfordifferentlifecyclestage;(iii)thepatternisduetoevolutionaryconstraint,asparasitesbecomehighlyadaptedtoonehostforpartoftheirlifecycle,theyareunabletoleaveiteventhoughtherewardsarehigherelsewhere.,Complexlifecycles,相关主题,出生率、死亡率和种群增长（H2）寄生的动态（K2）捕食的性质（J1）,社会性寄生物,“社会性寄生物”与其寄主之间有一种完全不同的关系。社会性寄生物不通过摄食寄主组织获益，而是通过强迫寄主提供食物或其他利益而获利。这种关系发现在杜鹃，它们将蛋下在别种鸟的巢中，让这种鸟饲育其幼鸟。这种关系还发现在一些蚂蚁种类，它们迫使其他种工蚁给它们的幼体食品或其他利益。,工蚁,Relatedtopics,Natality,mortalityandpopulationThedynamicsofparasitism(K2)growth(H2)Thematureofpredation(J1),Acompletelydifferentformofrelationshipisfoundbetweensocialparasitesandtheirhosts.Socialparasitesgainbenefitfromtheiranimalhostsnotbyfeedingontheirtissuesbutbycoercingthemtoprovidefoodorotherbenefits.Suchrelationshipsarefoundincuckooswhichlaytheireggsinthenestsofotherbirdspecies,whichthenundertaketherearingoftheyoung,andinsomeantspecieswhichcoercetheworkersofanotherspeciestoprovisiontheirbrood.,Socialparasites,K2寄生的动态,要点,寄生物-寄主动态,脊椎动物寄主一般对寄生产生免疫。这些免疫寄主不能再被寄生物利用，因而易感种群的大小减少。这使疾病的传染力降低。然而，随着新的易感寄主加入种群（如新个体出生），疾病的传染力会再次增加。因此，传染病有循环的趋势，在新的易感个体增加时上升，在免疫水平上升时下降。当一种致病寄生物繁殖率下降时，传染力对易感个体加入的反应较慢，动态从两峰之间短间隔的明显的同步循环变为同步性减弱，间隔加长，直到最后观察不到循环。,Vertebratehostscommonlyacquireimmunitytoparasites.Theseimmunehostsarenolongeravailabletotheparasites,andthesizeofthesusceptiblepopulationisreduced,Thisresultsinafallintheincidenceofdisease.However,asnewsusceptiblehostsenterthepopulation(forexample,bybirth),thediseasewillincreaseinincidenceagain.Thus,thereisatendencyofdiseasestocycle,risingasthenumberofnewsusceptiblesincreasesandfallingasthelevelofimmunityrises.Astheinfluxofnewsusceptiblesincreasesandfallingasthelevelofimmunityrises.Asthereproductiverateofadiseasefalls,theresponseofdiseaseincidencetotheinfluxofsuscetiblesisslowerandthedynamicschangefromclear,synchronouscycleswithashortperiodbetweenpeakstoreducedsynchronyandlongerperiodicityuntilfinallynocyclesareobservable.,KeyNotes,Parasite-hostdynamics,K2THEDYNAMICSOFPARASITISM,寄主寄生物进化,寄生物与其寄主间紧密的关联经常导致二者在进化上的相互作用，或协同进化。协同进化使寄主的防御机制提高，而给寄生物克服这些防御的通路这叫做“军备竞赛”。但是，寄主与寄生物之间的协同进化并不都是提高性的。例如，协同进化会降低寄生物的毒性。,蜜蜂与花的协同进化,Thecloseassociationbetweenparasitesandtheirhostsoftenresultsinevolutionaryinteractions,orcoevolution.Coevolutionmaygiverisetodefencemechanismsinthehostandroutestoovercomethesedefencesintheparasitesocalledarmsraces.Notallcoevolutionbetweenhostandparasiteisescalatory,however.Forexample,coevolutionmayleadtothereductioninthevirulenceofaparasite.,Host-parasiteevolution,微寄生物传染病模型,微寄生物的繁殖率（Rp）可表示为由一个感染寄主所传染的新个体数：Rp=Sd。如果Rp小于1，则病症传染力在寄主种群中下降，而如果Rp大于1，疾病传染上升。该模型可预测（i）寄主死亡快速发生时降低毒性的进化，（ii）转换寄主使寄生的适合度最大，（iii）对某一寄生物来说有一寄主密度阈值，低于该阈值寄生物不能存活，和（iv）易传染时间短的疾病不能在小种群中持续。,Thereproductiverateofamicroparasite(Rp)canbeexpressedasthenumberofmewcasesthatwillarisefromaninfectedhost:Rp=Sd.IfRpislessthanone,thenthediseaseincidenceisfallinginthehostpopulation,whilstifRpisgreaterthanone,thelevelofdiseaseisincreasing.Thismodelcanpredict(i)theevolutionofreducedvirulencewhenhostdeathsoccurrapidly,(ii)alteredhostbehaviortomaximizeparasitefitness,(iii)thatthereisathresholddensityofhostsforagivenparasite,belowwhichtheparasitewillnotsurvive,and(iv)thatdiseaseswithshortperiodsofinfectivityshouldnotpersistinsmallpopulations.,Amodelofmicroparasitedisease,寄生物种群的异质性,一些疾病是稳定的，而另一些进化了通过变异“逃离”寄主防御的手段。人类“孩童时期”的疾病麻疹、腮腺炎、水痘等大部分局限于孩子，因为它们的抗原稳定。与此相对，寄生物如流感病毒、鼻病毒（普通感冒原）和沙门氏菌（Salmonella）具有可经常加入的很多变异型。寄主因此要经常与变化的寄生物军队的进攻而进行战斗。,急性化脓性腮腺炎,Whilstsomediseasesarestable,othershaveevolvedescapesfromhostdefencesbyvariation.Thechildhooddiseasesofhumansmeasles,mumpschickenpoxetc.arelargelyrestrictedtochildrenbecausetheyareantigenicallystable.Incontrast,parasitessuchasinfluenza,rhinoviruses(thecauseofthecommoncold)andSalmonellahavemultitudesofstrainswhichareconstantlybeingaddedto.Hoststhereforehaveaconstantlyvaryingarmyofattackingparasitestocontendwith.,Heterogeneityinhostpopulations,寄生作为有性繁殖的原因：“红皇后”,有性繁殖的代价高于无性繁殖，因为雄性不产后代，所以种群增长慢。因此，一定存在一些可平衡利益。据认为有性繁殖的主要利益是产生遗传变异，来对付寄生物普遍存在的和变化着的攻击。,相关主题,出生率、死亡率和种群增长（H2）寄生的性质（K1）捕食的性质（J1）生态学中的性（N2）,寄主种群的异质性,寄主种群内个体在被寄生物感染的风险上很少是均等的。个体的年龄、行为、健康状况、与被感染个体的接近程度以及特别重要的个体的遗传性易患病程度，都会影响结果。,