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生态策略(上) |
作者:九歌 文章来源:三思科学网 点击数 更新时间:2004/4/19 8:36:42 文章录入:ahaoxie 责任编辑:ahaoxie |
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在一些野外,你会感觉到你周围有许多动物正潜伏着,但你往往并不能一下就发现它们,只有当无意中接近它们时,它们才突然逃逸,同时也会吓你一大跳,而就在你被惊吓住的那一刹那,也就是你的判断力和做出迅速追击反应效率最低的时候。在这里主客体的反应实际上表明野生动物存在着一种对付环境的生态策略,显然这种环境不仅仅是物理环境,其间还包括同种和异种的各种生物,即一种广义的环境,生态策略就是生物在这种环境中形成的进化策略。 ![]() ![]() 加拉帕戈斯的达尔文地雀来自南美的同一种鸟,这是“自然选择”说的直接依据。 生态策略客观存在的事实使之成了生态学最基础的理论之一。人们为了研究的方便,从中又分离出了诸如生殖策略、防御策略、取食策略、资源获取和分配策略、生活史策略等。当然,将这些分别地进行研究可能会带来一些片面的认识,人们在深入地研究中发现上述那种划分要想单一地进行是非常困难的,于是在经历过一段曲折之后,科学家们重新开始进行综合的整体研究,即探讨所谓生物进化的总体最佳策略。 ![]() ![]() 凤眼莲可以在短期内迅速长满池塘 ![]() ![]() 非洲红嘴麦奎利雀可结成万只以上的大群,它们是世界上最大的害鸟。 鸟类学家们很早就发现不同的鸟类会在产卵上存在着质、量上的差异,英国鸟类学家D.拉克在1954年明确指出产卵率和鸟类的其它动物特征一样是自然选择的结果。研究表明:为保证幼鸟成活率达到最大值,不同的鸟类会表现出不同的倾向。如成体大小相似的物种,如果产卵大则卵的数量就会少,反之卵越小则数量上就会越多。在一个区域内食物是有限的,想把这有限的食物用来保证幼鸟的成活则必然要在保幼力和生育力上作出一个选择。那么正常的情况只会有两种选择模式:低生育力,但亲体有着完善的护幼能力;高生育力,亲体的照顾相应要弱很多。如鹰和某些大型雏类。 在此基础上科学家们按照栖息、环境和进化策略将生物分成r策略者和K策略者两大类。首先是从环境稳定性来考虑,如果一个理想环境为气候稳定、资源丰富、灾害稀少,我们将这个称为饱和系统,在这个系统内动物密度就很高,生存竞争会非常地激烈,这个我们可以以热带雨林生态环境为例;而如果一个理想环境气候变化大、资源相对短缺、灾害比较多,则称为不饱和系统,生物密度影响很小,缺乏竞争,如苔原带和沙漠带。在饱和系统中,动物数量达到或接近环境的负载水平,即与种群逻辑斯蒂增长模型的饱和密度K接近,则该系统对生物的作用被称为K选择。在不饱和系统中种群密度处在K值以下的增长段,这样种群通常会处于扩展增大过程,表现为高增长率r,因此该系统对生物的作用可称为r选择。 ![]() ![]() ![]() 图左的普通欧洲蛙一次可产数千粒卵,这些卵很小,雌蛙产卵后便不再照管,幼体成活率很低;右边的有毒负子蟾仅产数十粒卵,卵粒很大,由于亲体的精心照料,幼体成活率较高。 以上是由麦克阿瑟和威尔逊在1967年提出的,研究范围限于一些岛屿,因此还存在着一些缺陷。三年后皮安卡在此基础上进行了更为深入地研究,并将r-K策略说扩展应用到所有生物。皮安卡首先是从统计分析入手的,他比较了两种选择有不同特征。另外还研究了大量的古生物化石,结合古地理学来阐明这一规律的普适性。从大类群间的比较来看,昆虫是典型的r策略者,而脊椎动物则是K策略者。在气候极其复杂多变的二叠纪和三叠纪,昆虫得以快速进化,进入侏罗纪和白垩纪后,这一地质时期的气候温暖而潮湿,相对来说也比较稳定,则脊椎动物得到了全面的发展。从大的类群中来看我们也能进行策略的比较,如昆虫中的锹甲,它们产卵数较少,护幼能力也相应较强,蝗虫则可以大量产卵,不存在真正意义上的护幼;再如同为哺乳动物的大象和鼠,前者有极低的生育力,但有很长时间的哺幼过程,而鼠类则生殖能力相对要强得多,幼鼠在一个短暂的生长期过后就能独立生活了。这说明r策略者和K策略者是两个进化方向不同的类型,在它们之间还有各种过渡,一些接近于r策略者,另一些则接近K策略者,即极端的r策略者到极端的K策略者之间有一个连续的谱。 ![]() ![]() 如无说明你会认为它们都是仙人掌 我们研究生物的生态策略对于认识害虫、杂草、拟寄生物等是有帮助的。自后工业时代以来,人们大量地使用化肥、农药和除草剂等,导致农业生态恶化,其中一个重要的方面就是那些杂草和害虫为了生存就必须提高生殖力和扩散力,环境促使它们向着r策略的极端靠近,以致出现了杂草年年除,范围却越来越大,害虫年年杀,却总是杀不尽的现象。另一方面,那些以这些害虫为食的动物如鸟类、小型爬行类等动物却因为是 K策略者,间接的毒杀作用使得它们的数量急剧减少。 |
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