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1、第5章 种群生态学,沈 显 生中国科学技术大学生命科学学院,主要内容,第1节 种群的基本特征一、population概念二、种群统计学基础三、种群的动态与调节四、种群增长五、种群的遗传与进化六、性别生态学,二、种群统计学基础（自学）,(一)初级参数出生率、死亡率、迁出、迁入、大小、密度(二)次级参数性比、年龄结构、增长率,（3个月）,多年生草本植物的生命表早熟禾,单种群密度对出生率和死亡率影响,原理1:如果出生率和死亡率是不受密度制约的,那么种群就不会停止增长.,平衡点,密度制约死亡率,密度制约死亡率,密度制约出生率,密度制约出生率,种群达到平衡的3种方式,非密度制约出生率,非密度制约出生率,
2、三、种群的动态与调节,2-3种种群的密度模型,非密度制约出生率,非密度制约出生率,死亡曲线的位置不同,死亡曲线的斜率不同,密度制约死亡率,密度制约死亡率,原理2：两个种群的平衡密度可因密度制约或非密度制约出生率和死亡率的不同而不同。即：任何可改变出生率和死亡率的因素，都会影响种群的平衡密度。,种群数量的调节,种群数量的变动因素来自外因和内因。外源性调节理论 非密度制约的气候学说（例子：玫瑰花上的蓟马）密度制约的生物学派（例子：田鼠）内源性调节理论（1）社会性交互作用调节学说（社群等级，领域性等行为，使资源合理分配，排除一些个体，种群稳定。）（2）病理效应调节学说（种群上升，个体压力大，代谢紊乱
3、，器官病变多，死亡增加。）（3）遗传调节学说（环境宽松时，变异增加，弱个体存活；环境正常，选择加大，淘汰弱个体。）内源性理论特征：调节是物种对环境的适应性反映；强调个体间的差异对种群的作用；种群的初级参数是受密度制约的。,集合种群的概念与动态？,灭绝点,平衡点,K,Nt+1,Nt,四、种群的增长,种群增长特征,在没有限制的指数增长中，增长速度（G）与个体数量（N）成正比，也就是说，个体数量越大，增长速度越快。指数增长模式只是一种理想的状态,指数增长模式,在细菌实际增长的曲线中分为3段：最初起始阶段，个体数量的增长在加速；对数增长阶段；减速阶段。种群生长限制因子、环境限制因子在指数增长方程中加入
4、环境容纳量K,逻辑斯蒂增长模型,NK 种群数量下降NK 种群数量上升N=K 种群数量不变,哈迪-魏伯格定律,Hardy-Weinberg 1908:在一个足够大的种群里，自由交配，没有干扰，那么，基因频率和基因型频率在各代中始终保持不变。（即种群遗传平衡）,1对显隐性基因,3个等位基因,五、种群的遗传与进化,物种形成的机理,种群是进化的基本单元，对于广域种来说，同一环境下的一群个体，享有共同的基因库（由基因流决定种群的大小）。同一物种的若干种群 地理隔离 种群间发生生殖隔离 新物种产生,环境的异质性,长期封闭，基因内部交流,隔离在物种形成中的作用,Darwin将某些地理障碍如大的山脉、峡谷、海
5、洋等把生物相互隔开称为地理隔离。地理隔离造成小种群间基因交流的阻断使基因库的差异越来越大，最终出现了生殖隔离，即不同小种群间的个体不能彼此交配和产生有生殖能力的后代。例.马德拉岛上的家兔,由于500年的隔离,就不能与欧洲家兔杂交繁殖后代了。,生态型概念,生态型一个物种对某特定生境发生基因型反应而产生的遗传类群。内涵：（1）广布种在形态学和生理学特征上表现出空间的差异；（2）种内的差异与特定的环境相联系；（3）生态学上的变异可以遗传。生态型与亚种区别：生态型是生态适应，对环境的反应不同，可以有形态差异，也可没有形态差异。亚种是形态、地理、历史的分类学概念，有地理隔离和形态学上的区别。1个亚种可含
6、1或多个生态型。,家蝇蛹和寄生蜂相互作用的实验（康奈尔大学，1960）,进化的动力在哪里？,蜂,蝇,柑橘的介壳虫,种群的进化可能是由环境引起的,可抵抗氰化物的基因，在从未接触过的种群中是很低的频率。但是，有多次接触后，对氰化物的适合度就高了，说明该基因的变化是环境引起的。,N5H1禽流感病毒对达芬的抗性引起人们的焦虑.,六、性别生态学,性别生态学要研究2个问题：（1）两性细胞的结合和亲代的投入；（2）为什么大多数生物都选择了有性生殖。决定性别的因素：（1）环境决定性别裂唇鱼科（鱼群中只有1条雄鱼，如果死去，就有某条雌鱼转变为雄鱼）；鹰嘴鱼科（产卵后体内受精，排出后，落入雌鱼口中，发育为雄鱼；落
7、入深海发育为雌鱼）。（2）发育温度决定性别（爬行动物）（3）性逆转（4）植物不同于动物,性比（sex ratio）种群中雄性个体与雌性个体比例参数。（：）动物的性比有：第1性比受精卵的性比第2性比幼体到性成熟时的性比第3性比充分成熟的个体的性比人类的性比第1性比配子的性比第2性比受精卵的性比第3性比婴儿的性比（我国第4次人口普查，116.9：100）,动物的性比,有性生殖重排了基因型,减数分裂价亲本通过减数分裂，对后带个体保持50%的贡献率。,性别生态学（续）,另外，生殖投入与幼体存活率有关系,红皇后效应（假说）,宿主与病原体之间，通过有性生殖产生变异，以达到互相适应的现象，叫做 Red Queen Hypothesis.有性生殖的好处，宿主能够产生遗传上与自身不同的后代，具有亲体中病原体不能很好适应的独特基因组成。性和遗传重组就是以这样方式给病原体进化提供了运动的“靶子”，并且保持病原体也能得到有利的地位。,多数是无性，全雌克隆；13%为雄性。但茎吸虫寄生后蜗牛不育。,是茎吸虫的保存宿主。,吸虫通过有性生殖产生变异,深水中的吸虫只进行无性生殖。,卵,红皇后理论的验证实验（1996，新西兰Indiana大学）,3组蜗牛,3组蜗牛,让山龙眼的花序一半进行自花授粉，另一半进行异花授粉,自交对适合度有负面影响,种子败育的果实%,半花序种子数,
