种群调节机制的进展剖析
生物学派(biotic school)
内源性因素
自动调节学派强调种群的内源性因素对种群数量 的调节起着决定性作用。将研究焦点放在动物种 群内部各成员间及个体自身的因素上。他们的共 同前提是.种群密度影响种内的成员,使得出生 率、死亡率和迁移发生改变,其共同观点是:种 群调节是物种的一种适应性反应,这对于种群内 成员整体来说,能带来进化上的利益,因此,它 将经受自然的选择作用。 按其强调的重点不同,可分为行为调节学说、生 理学说和遗传调节学说3个支派。
种群调节机制的进展
主讲人:柯其昌 指导老师:刘家武
种群(Population)
种群是同种生物在特定环境空间内的个体集 群。在自然界,种群是生物种存在和进化的基本 单位,是生物群落或生态系统的基本组成,同时 也是生物资源开发、利用的对象。
种群的三大基本特征
1. 空间特征:指种群有一定的分布区域和型式。在分 布范围内,环境条件适合种群的生存。分布中心条件 最合适,边缘地区则波动较大。 2. 数量特征:种群密度随时间而变动。种群数量动态 的形式多种多样,从理论上讲,大致可以分为如下几 种形式:种群的增长;种群的动态平衡;种群的周期 性波动;种群的不规则波动;种群数量的下降、种群 的灭亡和种群灭绝。这些形式与各种群特有的出生率、 死亡率、生长率和年龄结构等特性有密切关系。 3. 遗传特征:种群是一个基因库,有一定的遗传组成 和遗传特征。种群在表观上的形态、生理、生态学现 象,实质上是种群基因库在环境作用下适应、选择结 果的反映。种群的遗传特征也使种群之间保持形态、 生理和生态特征上的差异。
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美国著名的生态学家Odum认为:“在结构简单, 受物理压力或其它不规则或难以预计的外部影响较 大的生态系统中,种群数量通常是受物理因素所调 节,例如天气、水流、化学限制因子、污染等等。 在结构复杂、不受物理胁迫的生态系统中,种群通 常受生物因素所调节。所有生态系统,都表现出强 烈的倾向,即通过自然选择,种群都向自我调节进 化(因为种群数量过剩对任何种群都是不利的!), 当然,这对于受外因控制的种群是较难达到的。”
动物通过社群行为调节自身种群密度,并不是说动物有自觉
认识种群密度与资源关系的能力,仅是动物对紧张的种内关 系所表现出的生理反应。
内容:
当种群密度较高时,种内竞争加剧,无领域者会积 极地争取领域,领域占领者就会积极地保卫领域。 在剧烈的竞争过程中,必定会有竞争的失败者,这 部分个体缺乏营巢和繁殖场所,容易受捕食者、疾 病、恶劣天气条件所侵害,不能进行繁殖,死亡率 高,限制了种群增长,使种群密度降低。 当种群密度降低到一定程度时,“游荡的贮存者” 会获得一定的领域,并获得一定的繁殖机会,从而 促进了种群增长,使种群密度升高。
生理调节学说
生理调节学说是由克里斯琴在1950年提出的,认 为种群增减的调节是通过社群压力的变化,影响有 机体的心理状态,刺激神经内分泌改变而实现的。 当种群数量上升时,种内个体间的社群压力 (social stress)增加,个体间处于紧张状态,加 强了对中枢神经系统的刺激,主要影响脑下垂体和 肾上腺的功能,一方面使生长素减少,生长代谢受 阻,个体死亡率增加,机体防御能力减弱;另一方 面性激素分泌减少,生殖受到抑制,出生率降低, 胚胎死亡率增高,幼体发育不佳等。 当种群数量下降时,社群压力降低,通过生理调节, 恢复种群数量。
有的强调外因,即强调环境因素对种群动态的影响,属 于气候学派或生物学派,前者强调气候因素在决定种群 大小中的作用,而后者则强调密度制约因素是决定种群 密度的关键因素,天敌是最主要的密度制约因素。 自然界任何生物数量都不可能永远上升,也不可能永远 下降,总是围绕着种群的平衡密度上下波动. 种群的数量波动:由于出生率和死亡率的变动和环境条 件的改变所引起的种群个体数量随时间的变持的种群最大数量称为环境容纳量。 阿利氏规律 (Allee′s law): 种群密度过疏和过密对种 群的生存与发展都是不利的,每一 种生物种群都有自 己的最适密度。
机制:
内源性因素
自动调节学派 (self-regulation school)
行为调节学说又WyuneEdwards(温· 爱德华)学说 生理调节学说又Christian(克里 斯琴)学说 遗传调节学说又 Chitty(奇蒂)学说
种 群 密 度 调 节
外源性因素
气候学派(climate school)
研究种群数量变化de意义
(1)有利于野生生物资源的合理利用及保护。 (2)为人工养殖及种植业中合理控制种群数量、适 时捕捞、采伐等提供理论指导。 (3)通过研究种群数量变动规律,为害虫的预测及 防治提供科学依据。 (4)有利于对濒危动物种群的拯救和恢复。
云 豹 的 保 护 苍鹭的保护 救 护 被 困 的 鲸 鱼 野猪的保护
种群密度调节
种群数量变动的机制是极为复杂的,生态学家提出 了许多不同的学说,来解释种群动态的机理。 作用于生物数量变动的因素非常多,可分为密度制 约(density dependent)和非密度制约(density independent),内源性调节(endogenetic regulation)和外源性调节(exogenetic regulation)因 素。 非密度制约因素主要是一些非生物因素,如 温度、盐度、气候等等。如灾变总是杀死一定比例 的个体。密度制约因素主要是生物性因素,包括种 内关系和种间关系。 有的强调内因,即强调种群的内部变化,特别是种 群内个体在行为、生理和遗传上的差异,属于自动 调节学派。
行为调节学说
行为调节学说主要是根据对鸟兽的研究资料所提出。
认为动物通过社群行为限制其在生境中的数量,使食物供应
和繁殖场所在种群内得到合理分配,把剩余的个体从适宜的
生境中排挤出去,使其死亡和失去繁殖的机会,从而维持种 群密度的相对恒定。 动物社群等级(social rank or hierarechy)和领域性(terri toriality)等社群行为是一种调 节种群密度的机制。