生物体的生活史是与它的生长、发育、繁殖和生存有关的事件的记录。
生活史特征包括:
- 性成熟时的年龄和大小。
- 复制的数量和时间。
- 存活率和死亡率。
生活史多样性
- 一个物种内的个体由于遗传变异或环境条件而表现出生活史特征的变异。
- 一个物种的生活史策略是生活历史事件的平均时间和性质的总体模式。
- 它是由生物体在生长、繁殖和生存之间分配时间和精力的方式塑造的。
- 理想或最佳的生活史最大限度地提高适应度(对后代的遗传贡献)。
- 但没有一个是完美的;所有生物都面临着限制和生态权衡。
- 表型可塑性:一个基因型在不同的环境条件下可能产生不同的表型。[例如,生长和发育在较高的温度下可能会更快。]
- 生活史性状的改变会导致成体形态的改变。
- 表型可塑性可导致连续的大小范围,或离散的类型称为变种.
- Polyphenism-一个基因型产生几个不同的变体。
- 铲足蟾蜍蝌蚪有小型杂食型和较大的食肉型。
- 异速生长身体的不同部位生长速度不同,因而在形状或比例上也有差异。(等距-相反,全身生长比例)
繁殖方式
- 无性生殖:简单细胞分裂(二元裂变) -所有原核生物和许多原生生物。
- 一些多细胞生物既有性繁殖又无性繁殖(例如珊瑚)。
- 有性繁殖的好处:基因重组促进了基因变异,增强了应对环境挑战的能力。
- 缺点:一个人只将其基因组的一半传给下一代;人口增长速度较慢。
- 同配生殖:配子大小相等。
- 异配生殖:不同大小的配子。通常,鸡蛋要大得多,而且含有营养物质。
- 是多细胞生物的产物异形配子。
- 一些物种直接开发-受精卵无需经过幼虫阶段即可发育成幼鱼。(比如人类)
- 复杂的生命周期至少有两个阶段,有不同的身体形态,生活在不同的栖息地。
- 变形:幼虫期与幼年期在形态上的突变。
- 大多数脊椎动物的生命周期都很简单,没有突变。
- 但复杂的生命周期在昆虫、海洋无脊椎动物、两栖动物和一些鱼类中很常见。
- 许多寄生虫进化出了复杂的生命周期,每个宿主都有特定的阶段。
- 不同的阶段有不同的功能,例如,殖民或有性繁殖。
生命史连续体
- 繁殖模式的分类方案将模式放在连续体上,每一端都有极端。
- 生物体一生中繁殖事件的数量:
- 半生种只繁殖一次。
- 反复产卵的物种可以繁殖多次。
- r-selection和K-selection描述一个繁殖策略连续体的两端。
- R是总体的固有增长率。
- r-selection:人口增长率高;在新扰动的栖息地和不拥挤的条件下的优势。
- r二十三种(“活得快,死得早”)
- 寿命短、发育快、成熟早、亲本投入低、繁殖率高。
- 大多数昆虫,小型脊椎动物,如老鼠,杂草类植物。
- K是指人口的承载能力。
- K选择物种:对于处于或接近K;这在拥挤的环境中是一个优势;高效繁殖受到青睐.
- K-选中(" slow and steady "):
- 寿命长,发育缓慢,成熟较晚,对每个后代的投资很大,繁殖率低。
- 大型哺乳动物,爬行动物,如乌龟和鳄鱼,以及长寿植物,如橡树和枫树.
- 大多数生命史都介于这两个极端之间。
- 在更可预测的潮湿森林栖息地发现的这两个物种K-选定的特征。R-选择的物种通常生长在快速变化和不可预测的区域。
- 植物生活史的一种分类方案是基于胁迫和干扰(Grime 1977)。
- 强调-任何限制生长的非生物因素。
- 干扰-任何破坏植物生物量的过程。
- 低压力/低干扰:
- 有竞争力的工厂拥有获取光、矿物、水和空间的超强能力——具有选择优势。
- 高应力/低干扰:
- 具有表型可塑性的耐受性植物,对水和养分的利用速度较慢,对食草动物不利。
- 低压力/高干扰:
- 野生植物(选自杂草的植物)寿命短,生长速度快,种子生产投资大。
- 可以在干扰消除竞争者后开发栖息地。
- 种子可以存活很长时间,直到条件适合快速发芽和生长。
权衡
权衡:生物体将有限的能量或资源分配给一种功能而牺牲另一种功能。
后代的大小和数量之间的权衡:
- 对每个个体后代的投资越大,可以产生的后代就越少。
- 投资:精力、资源和浪费在其他活动(如觅食)上的时间。
- “缺乏离合器大小”:父母能成功抚养到成熟的最大后代数。
- 以David Lack(1947)命名,他注意到鸟类的离合器大小随着纬度的增加而增加;较长的日照时间可以让父母有更多的时间去觅食和喂养更多的后代。
- 在没有父母照料的物种中,资源被投资于繁殖体(卵或种子)。
- 繁殖体的大小是与产生的数量的权衡。(逆关系;大种子=小数量,反之亦然)
- 在植物中,种子大小与产生的种子数量呈负相关。
- 大小-数量的权衡也会在物种中发生。
- 西部围栏蜥蜴的北部种群比南部种群的平均窝大,但卵小。
- 当前和未来再生产之间的权衡:
- 对于一种反复繁殖的生物,它繁殖的越早,它一生中繁殖的次数就越多。
- 但是后代的数量通常会随着生物体的大小和年龄。
#后代 | #后代 | |
第一年 | 10 | |
第二年 | 20. | 30. |
三年级 | 30. | 40 |
年4 | 40 | 50 |
年5 | 50 | 60 |
总= 150 | 总计=180 |
- 延缓繁殖和投入更多的精力在生长和生存上以提高终生繁殖产量可能是有利的。
- 衰老:随着年龄的增长,生理功能下降。(细胞死亡)
- 发病率可以设定生殖的年龄上限。
- 虽然人类在繁殖后可能会经历这种情况;我们能活下去,是因为我们是社会人,扮演着祖父母的角色。
- 在高死亡率或被捕食的种群中,衰老可能发生得更早。
生命周期
- 复杂的生命周期可能源于特定阶段的选择压力,并有助于最小化小型、易受攻击的产品的缺点早期阶段。
- 阶段的功能专门化是复杂生命周期的共同特征。
- 在许多昆虫中,幼虫阶段停留在很小的区域内,例如在一株植物上。
- 幼虫专门用于进食和生长。成虫专门负责传播和繁殖。
- 即使在形态逐渐变化的物种中,个体也可能根据其大小和年龄-生态位的变化而发挥不同的生态作用。
- 生态位是生物体生长、生存和繁殖所需要的物理和生物条件。
- 当生物体达到在成虫栖息地比在幼虫栖息地更有利的大小时,生态位就会发生变化。
- 在拿骚石斑鱼中,小鱼藏在海藻丛中;较大的则留在岩石栖息地。
- Dahlgren和Eggleston(2000)发现,在岩石栖息地中,较小的幼龙非常容易受到捕食者的攻击,而较大的幼龙则不然。
- 生态位转移的时机是为了最大限度地提高生长和存活率。
- 如果幼虫的栖息地非常有利,则可能推迟或消除变态。(见下文)
- 有些蝾螈在保持幼虫形态和栖息地(幼体形态)的同时有性成熟。
- 在同一种群中,鼹鼠蝾螈既具有水生幼形成虫,又具有陆生变质成虫。
- 连续的雌雄同体性:生命周期中的性别变化。
- 常见于鱼类和无脊椎动物。
- 时机应该利用不同体型的不同性别的高繁殖潜力。
引用这篇文章为:威廉·安德森(Schoolworkhelper编辑团队),“生活史:多样性,繁殖,K与R物种,权衡”,inSchoolWorkHelper, 2019,//www.chadjarvis.com/life-history-diversity-reproduction-k-vs-r-species-tradeoffs/.
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