生活史进化的基本原理是什么,举例说明
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发布时间:2022-05-27 13:44
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热心网友
时间:2023-10-26 04:45
进化生物学发展时间还很短,现在唯一被接纳的进化的基本原理只有
权衡与ESS如果你真理解啦!
热心网友
时间:2023-10-26 04:45
生活史(life history)是指生物从其出生到死亡所经历的全部过程,包括出生、生长、分化、繁殖、衰老和死亡等过程。其关键组分包括身体大小(body size)、生长率(growth rate) 、繁殖(reproction)和寿命(longevity)。
不同种类的生物生活史类型存在巨大变异,在寿命、个体大小、繁殖次数、繁殖效能等方面都有不同。二、生活史对策的类型
1.能量分配与权衡
生物生活史中的各个环节(维持、生长、繁殖、竞争)都要分享体内有限的能量和资源。增加对某一环节的分配,就必然以减少对其他环节的分配为代价——能量分配原理(principle of energy allocation)。
在生活史对策中的“达尔文精灵”(Darwinian demons)是不存在的,能量分配必须在生活史的不同组分间进行“权衡”(trade-off)。
成功的生活史是使能量协调使用的结果——妥协。
不同的生活史性状(traits)之间常存在相互制约和影响,如长寿命,则生殖期开始较迟;个体小,则寿命短等,即在生活史性状间表现出权衡。
生活史特点或格局受遗传控制保持稳定,一般不能改变,但在一定范围内有些性状具有可塑性(如种子数量、大小、个体高矮、窝卵数等)。
2.体型效应
体型大小是生物体最明显的表观性状,受遗传控制。体型大小在不同类群差异巨大,在同一种群的不同个体间也有变化,特别在构件生物中更常见。
强烈影响生活史对策
与寿命正相关
与内禀增长率负相关
与进化速度负相关
与竞争能力正相关
在生活史格局研究中,注重体型大小与生长、发育、繁殖、行为及相关生理特征的联系,才有实际意义。
MacArthur(1962)总结了前人对生物生活史的研究,认为在稳定的环境中,哪个物种能更好地利用环境资源,使种群数量达到更高的饱和密度 K 值,对谁就有利。相反,在不稳定和自然灾害频发的环境,只有依靠较高的繁殖能力 rm 才能补偿灾害造成的数量损失,具有较高繁殖潜力的物种是有利的。
MacArthur和Wilson(1967)将生物种按照栖息地和进化对策分为两大类:
稳定环境中的K-对策者(K-strategists),倾向于增加竞争能力的选择,K-选择;
不稳定环境中的r-对策者(r-strategists);倾向于增大内禀增长率的选择,r-选择。
MacArthur和Wilson(1967)认为,物种总是面临这两个对立的进化途径,只能择其一才能在竞争中生存下来。美国生态学家Pianka(1970)将 MacArthur和 Wilson 的 r、K选择理论推广到一切有机体,并将两种选择的特征进行了总结。表
r -选择生物的特性: 是新生境的开拓者,但存活要靠机会,所以在一定意义上是机会主义者(opportunist),很容易出现“突然的爆发和猛烈的破产”,种群数量变动较大。
r -选择生物的策略: 通常出生率高、寿命短、个体小,一般缺乏保护后代的机制,竞争力弱,但一般具有很强的扩散能力,一有机会就入侵新的栖息生境,并通过高的 r 值而迅速增殖。
K-选择生物的特性: 是稳定环境的维持者,在一定意义上是保守主义者(conservatism),当生存环境发生灾变时很难迅速恢复,如果再有竞争者抑制,就可能趋向灭绝。
K-选择生物的策略: 通常出生率低、寿命长、个体大、具有完善的保护后代机制,一般扩散能力较弱,但竞争能力较强,即把有限能量资源多投入于提高竞争能力上
生境分类与植物的生活史对策
在r、K选择理论的基础上,人们通过划分生境建立了生境与生活史相连接的模式。如将生境划分为高-CR和低-CR两类。在高-CR生境中,竞争激烈,若CR高,则导致生长下降,最终降低FR,因此,该生境中的物种必须在达到足够的个体大小后才开始繁殖。相反,在低-CR生境中,竞争弱,宜大量快速繁殖,推迟繁殖无任何好处。
“两面下注”(bed-hedging)理论根据对生活史不同组分(出生率、幼体死亡率、成体死亡率等)的影响来比较不同生境。如果成体死亡率比幼体死亡率稳定,则成体将进行多次繁殖,以保证其“赌注”;反之,则增加成体对一次性繁殖的能量分配,进行单次繁殖,以使生殖价最高。
生境分类与植物的生活史对策
Grime等人(1979)在r、K选择的基础上,对生活史式样作了扩充。提出环境变异(主要是干扰和胁迫)导致植物生活史对策的发展。据此将生境分为4种。除植物不能生存的生境外,另外3种生境都对应于特定的物种生活史对策:
低胁迫、低干扰生境中的选择,称竞争型(C);
低胁迫、*扰生境中的选择,称干扰型(R);
高胁迫、低干扰生境中的选择,称胁迫忍耐型(S)。
C 源于竞争(competition)一词, 有利的环境中,常成为群落优势种,不利条件下,可通过营养器官的调节来适应生境变化。该对策存在于资源仅便于竞争种利用的生境。其能量主要分配给生长。
机遇、平衡和周期性生活史对策
Winemiller和Rose(1992)在研究鱼类生活史对策时,根据种群动态参数,如幼体存活率(lx)、生殖率(mx)和生殖年龄(α) 划分生活史类型,并认为这些参数之间存在权衡。 以这3个参数构成的三维空间划分鱼类的生活史对策,有3种类型:
机遇对策:低lx、低mx和低α,繁殖分配比例很高,以提高对不可预测的环境的拓殖能力。
平衡对策:高lx、低mx和高α。
周期性对策:低lx、高mx和高α
参考资料:基础生态学