生态学协同进化、生态变迁,能量环境

1、人口生态学人口生态学史会娟史会娟20159120722015912072主要内容主要内容1.协同进化协同进化2.生态变迁生态变迁3.生物与能量环境相互作用机制及其生态意义生物与能量环境相互作用机制及其生态意义1.1.协同进化协同进化- -起源起源u协同进化这一概念最早由埃利希和雷文协同进化这一概念最早由埃利希和雷文(Ehrlich Raven，1964)在讨论植物与植食性昆虫相互作用对进化的影响时提出的。在讨论植物与植食性昆虫相互作用对进化的影响时提出的。u19801980年扬岑年扬岑(Jazen)给协同进化下了一个严格的定义：一个物种的给协同进化下了一个严格的定义：一个物种的某一特性由于回应

2、另一物种的某一特性而进化，而后者的该特性某一特性由于回应另一物种的某一特性而进化，而后者的该特性也同样由于回应前者的特性而进化。也同样由于回应前者的特性而进化。概念概念u个体的进化过程是在其环境的选择压力下进行的，而环境不仅包括个体的进化过程是在其环境的选择压力下进行的，而环境不仅包括非生物因素，而且也包括其他生物。因此，一个物种的进化必然会非生物因素，而且也包括其他生物。因此，一个物种的进化必然会改变作用于其他生物的选择压力，引起其他生物也发生变化，这些改变作用于其他生物的选择压力，引起其他生物也发生变化，这些变化反过来又会引起相关物种的进一步变化。很多情况下，两个或变化反过来又会引起相关物

3、种的进一步变化。很多情况下，两个或更多物种的单独进化常常会相互影响，形成一个相互作用的协同适更多物种的单独进化常常会相互影响，形成一个相互作用的协同适应系统。应系统。（尚玉昌，普通生态学，（尚玉昌，普通生态学，20102010）实例：实例：u捕食者和猎物之间的相互作用：捕食者和猎物之间的相互作用：捕食对于捕食对于捕食者和猎物都是一种强有捕食者和猎物都是一种强有力的选择力：捕食者为了生存必须获得狩猎的成功，而猎物的生存则力的选择力：捕食者为了生存必须获得狩猎的成功，而猎物的生存则依赖逃避捕食的能力。在捕食者的压力下，猎物必须靠增加隐蔽性、依赖逃避捕食的能力。在捕食者的压力下，猎物必须靠增加隐蔽性

4、、提高感官的敏锐性和疾跑来减少被捕食的风险。提高感官的敏锐性和疾跑来减少被捕食的风险。u瞪羚和猎豹：瞪羚和猎豹：瞪羚为了不成瞪羚为了不成为猎豹的牺牲品就会跑得越为猎豹的牺牲品就会跑得越来越快，但瞪羚提高了奔跑来越快，但瞪羚提高了奔跑速度反过来又成了作用于猎速度反过来又成了作用于猎豹的一种选择压力，促使猎豹的一种选择压力，促使猎豹也增加奔跑速度。豹也增加奔跑速度。2.2.生态变迁生态变迁u生态变迁就是指一定区域生态环境的历史面貌及现状的客观演变生态变迁就是指一定区域生态环境的历史面貌及现状的客观演变过程。过程。u还有一种是指一种生物迁移到另一个地方时间长了，产生了一些还有一种是指一种生物迁移到另

5、一个地方时间长了，产生了一些变异。变异。实例：实例：u罗布泊罗布泊3.3.生物与能量环境相互作用机制生物与能量环境相互作用机制u生命存在的一个重要的条件是能量环境。地球上生命生存必须的能量主生命存在的一个重要的条件是能量环境。地球上生命生存必须的能量主要来自太阳的辐射。对于地球及其生物来说，太阳辐射具有两种不同的要来自太阳的辐射。对于地球及其生物来说，太阳辐射具有两种不同的功能：功能：热能热能，它给地球送来了温暖，是地球表面土壤、水体变热，推，它给地球送来了温暖，是地球表面土壤、水体变热，推动着水的循环，引起了空气和水的流动；动着水的循环，引起了空气和水的流动；光能光能，它在光合作用中被绿，它

6、在光合作用中被绿色植物利用，形成了碳水化合物，这些有机物所包含的能量、沿着食物色植物利用，形成了碳水化合物，这些有机物所包含的能量、沿着食物链在生态系统中不停地流动，这就是链在生态系统中不停地流动，这就是生物的能量环境生物的能量环境。 能量环境对生物的影响：能量环境对生物的影响：阳光阳光只有在光照条件下，植物才能进行光合作用，制造有机物，并储存能量。只有在光照条件下，植物才能进行光合作用，制造有机物，并储存能量。u 光对植物的生理和分布起着决定性的作用。有些植物只有在强光下才光对植物的生理和分布起着决定性的作用。有些植物只有在强光下才能生长得好，如小麦、玉米等。有些植物只有在密林下层较阴暗处才

7、能生长得好，如小麦、玉米等。有些植物只有在密林下层较阴暗处才能生长得好，如人参、三七等。能生长得好，如人参、三七等。u 光对动物的影响也很明显如蛾类多在夜间涌动，绝大多数动物在白光对动物的影响也很明显如蛾类多在夜间涌动，绝大多数动物在白天活动。鼠妇天活动。鼠妇(潮虫潮虫)总是存阴暗的地方出现等。总是存阴暗的地方出现等。非生物因素对生物的影响：非生物因素对生物的影响：非生物因素包括：阳光、空气、水分、上壤、温度、非生物因素包括：阳光、空气、水分、上壤、温度、湿度等多种因素，它们对生物的形态、生理和分布湿度等多种因素，它们对生物的形态、生理和分布产生着影响。产生着影响。温度温度u 温度影响生物的生

8、长和发育。生物的生长和发育只能在一定的温度范温度影响生物的生长和发育。生物的生长和发育只能在一定的温度范围内进行，环境温度高于或低于一定的限度时，生物就可能受到伤害围内进行，环境温度高于或低于一定的限度时，生物就可能受到伤害，甚至死亡。，甚至死亡。u 温度也影响生物的分布。如苹果、梨不宜在热带地区栽种，香蕉、菠温度也影响生物的分布。如苹果、梨不宜在热带地区栽种，香蕉、菠萝不宜在寒冷地区栽种。萝不宜在寒冷地区栽种。水分水分一切生物的生活都离不开水。水常常决定生物的分布。如在干早的荒漠地一切生物的生活都离不开水。水常常决定生物的分布。如在干早的荒漠地区，只有少数耐干旱的动植物能生存；而在雨量充沛的

9、地区，森林茂密区，只有少数耐干旱的动植物能生存；而在雨量充沛的地区，森林茂密动植物种类繁多。动植物种类繁多。 空气空气空气影响动植物的生活。植物的光合作用需要一氧化碳，动物的呼吸需空气影响动植物的生活。植物的光合作用需要一氧化碳，动物的呼吸需要氧气等。要氧气等。生物的能量环境虽然能为各种生物提供阳光、空气、水和一定的温度生物的能量环境虽然能为各种生物提供阳光、空气、水和一定的温度等，但不同的生物对各种非生物因素的要求不同，从而影响了它们在生等，但不同的生物对各种非生物因素的要求不同，从而影响了它们在生物圈中的分布。物圈中的分布。 生物对环境的适应和影响：生物对环境的适应和影响：1、生物对环境的

10、适应：、生物对环境的适应：生物对环境的适应是存自然选择中优胜劣汰的过程，它促进了生物的不生物对环境的适应是存自然选择中优胜劣汰的过程，它促进了生物的不断进化，生物对环境的适应现象和自然界中普遍存在，对于现今存在的断进化，生物对环境的适应现象和自然界中普遍存在，对于现今存在的每一种生物来说，都有与环境相适应的特点。每一种生物来说，都有与环境相适应的特点。（1）植物与环境相适应的现象）植物与环境相适应的现象生长在干旱沙漠或荒漠中的植物，叶子特化成针形或刺形，根系特别生长在干旱沙漠或荒漠中的植物，叶子特化成针形或刺形，根系特别发达，如仙人掌、骆驼刺等。发达，如仙人掌、骆驼刺等。由于生活环境经常受到同

11、一方向大风的影响，树木的分枝只有一侧生由于生活环境经常受到同一方向大风的影响，树木的分枝只有一侧生长良好如旗形树长良好如旗形树（2）动物对环境的相适应的现象）动物对环境的相适应的现象保护色：保护色：动物适应栖息环境而具有的与环境色彩卡相似的体色，利于动物适应栖息环境而具有的与环境色彩卡相似的体色，利于逃避敌害或猎捕动物，如青蛙的体色。逃避敌害或猎捕动物，如青蛙的体色。警戒色：警戒色：某些有恶臭或毒刺的动物所具有的鲜艳色彩和斑纹，如黄蜂某些有恶臭或毒刺的动物所具有的鲜艳色彩和斑纹，如黄蜂腹部黑黄相间的条纹，能对敌害起到警示作用，利于自我保护。腹部黑黄相间的条纹，能对敌害起到警示作用，利于自我保护

12、。拟态：拟态：某些生物在进化过程中形成的外表性状和色泽斑等与其他生物某些生物在进化过程中形成的外表性状和色泽斑等与其他生物或非生物异常相似的状态，如枯叶蝶停息在树上的模样像枯叶。或非生物异常相似的状态，如枯叶蝶停息在树上的模样像枯叶。p生物对环境的适应是相对的生物对环境的适应是相对的生物对环境只是在一定程度上的适应，并不是绝对的、完全的适应，生物对环境只是在一定程度上的适应，并不是绝对的、完全的适应，更不是永久性的适应，即每种生物只能适应一定的环境，而不是适应更不是永久性的适应，即每种生物只能适应一定的环境，而不是适应所有的环境。所有的环境。如北极的雪兔在冬季到采时换上白毛，以适应雪地环境，但

13、如果降雪如北极的雪兔在冬季到采时换上白毛，以适应雪地环境，但如果降雪较迟。这样的体色反而易被敌害发现。较迟。这样的体色反而易被敌害发现。 生物对环境的影响生物对环境的影响生物与环境的关系是相互的，生物不仅能适应环境，同时也影响环境；生物与环境的关系是相互的，生物不仅能适应环境，同时也影响环境；反之，环境也影响生物的生长，分布等。反之，环境也影响生物的生长，分布等。（1）影响大气环境）影响大气环境：植物蒸腾作用增加空气湿度，降低空气温度、影响：植物蒸腾作用增加空气湿度，降低空气温度、影响降水量。某些植物的叶可吸滞尘埃，吸收有毒气体，起到净化空气的作降水量。某些植物的叶可吸滞尘埃，吸收有毒气体，起到净化空气的作用。用。（2）影响水环境：）影响水环境：某些微小浮游生物引发的赤潮现象，对水域环境造成某些微小浮游生物引发的赤潮现象，对水域环境造成危害。危害。（3）影响土壤环境