4.3 繁殖策略园艺植物生物技术.pdf

繁殖策略 Reproductive strategy 1. 生态对策 • 生态对策：生物适应于所生存的环境并朝着一定的方向进行的对策。 • 正如我们所看及可以联想到的，不管生物的形态和功能是来自进化还 是个体的反映，生物一般都能很好的适应环境并且繁殖后代。 Ø 如胡椒蛾 （peppered moths ）和蝗虫与背景的颜色相近。 Ø 红大马哈鱼 （sockeye salmon）从太平洋游了5000公里而后还要溯 流而上1000km，生产数千个卵以后立刻死亡，而非洲大象间隔几年 后生产一个后代，并倾力抚养直到后代独立生活。 2. 繁殖对策 • 繁殖策略一直是进化生态学的核心问题。由于繁殖在种群动态中的重要地位，有 关生活史中生态对策的研究实际上也是繁殖策略的研究。 • 热带鸣禽的窝卵数明显低于温带的鸣禽，1947年, 牛津大学David Lack 成为认识 到繁殖策略的进化是响应热带和温带而差异的第一人。 3. 生活史分类 • 多种多样的选择压力造就了自然界如此丰富多样的生物 ！ • 生态学家试图通过几个决定种群动态的少数几个参数进行统一归类， 来归纳自然界庞杂的生活史，这些参数一般与繁殖过程有关，如出生 率、后代数、个体大小、存活、繁殖时间等 。 Ø虽然生活史的分类系统 （如r-K和CSR等）永远不会全面反映自然界复 杂情况，不过抽象信息使得不会被负责的信息所迷惑。 生活史分类的研究进程 Ø1859 Darwin 认为繁殖力是维持物种延续的重要因子； Ø1934 Wunder 研究了不同类型生物的繁殖差异； Ø1954 Lack 提出动物繁殖与生存的两种选择：高生育力但无亲代抚育，低生育力但有亲 代抚育； Ø1962 MacArthur和Wilson提出r-K策略的自然选择理论； Ø1966 Cody 提出生存与繁殖之间的能量分配问题; Ø1972 Pianka等提出r-K策略连续统的观点； Ø1977 Grime 将植物生活史分成CSR 三种类型； r和K选择的字面意思： Ø1992 Kirk和Kenneth 基于种群动态参数进行生活史归类； 字母r 代表的是内禀增长率，表明r选择者能够繁殖快速，因此种群出生率高，后代 Ø2002 Eric Charnov 提出摆脱个体大小和时间参数的分类方法。 数多，种群快速增加；而K选择者主要是指在密度较大的种群内，个体较大即竞争力 较强的生物，使得种群能够尽可能充分利用资源，达到环境容纳量 （K）。 3.1 r和K 选择 • MacArthur和Wilson提出的r-K 自然选择理论： Ør-选择 (r-selected): 在种群密度低时出现，呈指数增长，有利于 增大内禀增长率r 的选择。在不稳定或难预料的环境中出现，易被 m 环境胁迫 （如风暴、火、干旱和疾病）所毁灭; ØK-选择 (K-selected) : 在较大种群密度时出现，接近环境承载容量 K，有利于竞争能力增加的选择。在稳定或可预料的环境中出现，生 物为了有限资源面临强烈的种间竞争。 • r-K连续统 (r-K continuum)：大多数生物选择常位于r、 K选择之间 ，存在着r-K策略连续统。 Ø r-K连续统发展了r、K选择理论； 同一物种分布在不同生态梯度上 也可以形成连续统。 r-选择 K-选择 气候 多变，不确定，难预测 稳定，较确定，可预测 死亡 具灾变性，无规律，非密度制约 比较有规律，密度制约 存活 幼体存活率低 幼体存活率高 种群数量 不稳定，远低于环境承载力，指数增长 稳定，缓慢生长，临近K值 竞争 多变，通常较弱 通常强烈 1、发育快 1、发育缓慢 2、增长力高