种内与种间关系

这是一篇关于种内与种间关系思维导图，种内与种间关系是生态学中的重要概念，它们描述了生物种群内部以及不同种群之间的相互作用和相互影响。种内关系指的是同一物种内部个体之间的相互作用和关系。种间关系指的是不同物种种群之间的相互作用和关系。

种内与种间关系

• 种内关系（intraspecific relationship）：存在于生物种群内部个体间的相互关系。 种内竞争（intraspecific competition）：同种个体间发生的竞争。
  • 密度效应
    • 最后产量恒值法则（law of constant final yield)
      • 不管初始播种密度如何，在一定范围内，当条件相同时， 植物的最后产量差不多总是一样的。
      • 公式： W——植物个体平均质量 d——密度 Y——单位面积产量 Ki——一常数
    • Yoda式-3/2自疏法则（Yoda's - 3/2 law）
      • 自疏（self-thinning）：同样在年龄相等的固着性动物群体中，竞争个体不能逃避，竞争结果典型的也是使较少量的的较大个体存活下来。
      • 自疏导致密度与生物个体大小之间的关系，该关系在双对数图上具有典型的-3/2斜率。
      • 公式： W——植物个体平均质量 d——密度 C——一常数
  • 性别生态学（ecology of sex）： 研究物种内部性别关系的类型、动态及其决定的环境因素。
    • 两性细胞结合与有性繁殖
      • 亲代投入（parental investment）： 花费于生产后代和抚育后代的能量和物质资源。
      • 大多数生物营有性生殖的原因
        • ①可迅速增殖，占领暂时性新栖息地
        • ②重组（recombine），产生新遗传物质
    • 性比：种群中雄体对雌体的相对数
      • Fisher 氏性比理论（Fisher's sex ratio theory）
      • 稀少型有利（rare type advantage）
    • 性选择（sexual selection）：由配偶竞争中生殖成效区别所引起。
      • 性内选择（intrasexual selection）：同性成员间的配偶竞争
      • 性间选择（intersexual selection）：偏爱异性的某个独特特征
      • 两条途径兼而有之
      • 让步赛理论（handicap theory）
    • 植物的性别系统
      • 雌雄异株能减少同系交配的概率，具有异型杂交的优越性
      • 雌雄异株实际上是回避两性间竞争的对策，增加了两性利用不同资源的能力，也减少了食种子动物的压力
    • 动物的婚配制度
      • 婚配制度（mating system）：种群内婚配的种种类型，包括配偶的数目，配偶持续时间，以及对后代的抚育等。
      • 类型
        • 单配制（monogamy）
        • 多配制
          • 一雌多雄制（polyandry）
          • 一雄多雌制（polygamy）
      • 决定因素
        • 资源的分布：食物和营巢地在空间和时间上的分布情况
  • 领域和社会等级
    • 领域（territory）：由个体、家庭或其他社群( social group)单位所占据的,并积极保卫不让同种其他成员侵入的空间。动物保卫领域的方式很多,如以鸣叫、气味标志或特异的姿势向入侵
    • 领域行为( territorial behavior)：动物保卫领域的方式很多,如以鸣叫、气味标志或特异的姿势向入侵者宣告其领域范围;或威胁、直接进攻驱赶入侵者等。
      • 动物的领域行为有利于减少同一社群内部成员之间或相邻社群间的争斗,维护社群稳定,并保证社群成员有一定的食物资源隐蔽和繁殖的场所,从而获得配偶和养育后代。
    • 领域性( territoriality)
    • 领域大小的规律
      • ①领域面积随其占有者的体重而扩大，领域大小必须以能保证供应足够的食物资源为前提，动物越大，需要资源越多，领域面积也就越大。
      • ②领域面积受食物品质的影响,食肉动物的领域面积较同样体重的食草动物大，且体重越大，这种差别也越大。
      • ③领域面积和行为往往随生活史,尤其是繁殖节律而变化。
    • 社会等级( social hierarchy)：动物种群中各个动物的地位具有一定顺序的等级现象。等级形成的基础是支配行为，或称支配–从属（dominant - submissive）关系。
  • 他感作用（allelopathy）：也称作异株克生，通常指一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质，对其他植物产生直接或间接的影响。
    • 这种作用是生存斗争的一种特殊形式,种间,种内关系都有此现象。
  • 集群生活
    • 生态学意义
      • ①有利于改变小气候条件。如南极企鹅在繁殖地的集群可改变群内温度和风速,减少身体散热。鱼类在集群条件下比个体活动时对有毒物质的抗御能力增强。
      • ② 集群利于取食。如狼群、狮群分工合作,围捕猎物。集群共栖鸟类一起寻找好的觅食地点,可缩短觅食时间。
      • ③集群利于共同防御天敌。如斑马集群共同防御凶猛天敌捕猎。
      • ④有利于动物繁殖和抚育幼体。繁殖期集群有利于动物寻找配偶,有些雌兽群内个体间可相互协作照顾幼体。
      • ⑤集群易进行迁移或迁徙。如飞蝗的群居相的形成。
    • 阿利氏规律(Allee's law)
      • 种群过密(overcrowding)或过疏(undercrowding)都是不利的,都可能对种群增长产生抑制性影响,动物种群有一个最适的种群密度。
• 种间关系包括竞争、捕食、互利共生等，是构成生物群落的基础。 ①两个或多个物种在种群动态上的相互影响,即相互动态( co-dynamics)。 ②彼此在进化过程和方向上的相互作用,即协同进化(co-evolution)。
  • 种间竞争（interspecific competition） 是指两物种或更多物种共同利用同样的有限资源时而产生的相互竞争作用。
    • 种间竞争的典型实例
      • ①Gause 以原生动物双小核草履虫(Paramecium aurelia)和大草履虫(P. caudatum)为竞争对手,观察在分类和生态习性上都很接近的这两物种的竞争结果。
      • ② Tilman 等研究了两种淡水硅藻——星杆藻(Asterionella formosa)和针杆藻(Synedra ulna)之间的竞争。
      • ③两种达尔文雀,勇地雀(Geospiza fortis)和仙人掌地雀(Geospiza scandens)之间的竞争。
      • ④藤壶( Balanus balanoides)和小藤壶(Chthamalus stellatus)的种间竞争。
    • 高斯假说
      • Gause以草履虫竞争实验为基础提出了高斯假说，后人将其发展为竞争排斥原理(principleof competitive exclusion)。 其内容如下：在一个稳定的环境内，两个以上受资源限制的,但具有相同资源利用方式的物种，不能长期共存在一起，也即完全的竞争者不能共存。
    • 竞争的类型
      • 利用性竞争（exploitation competi-tion）：通过损耗有限的资源发生竞争 ，而个体不直接相互作用。
      • 干扰性竞争（interferencecompetition）：通过竞争个体间直接的相互作用开展竞争。
    • 竞争的一般特征
      • ①竞争不对称（ competive asymmetry）：竞争结果的不对称性是种间竞争的一个共同特点。
      • ②对一种资源的竞争,能影响对另一种资源的竞争结果。
      • 似然竞争（ apparent competition）：以共同的捕食者为中介产生相互影响,这种相互影响与两种捕食者以共同的食物资源为中介产生的资源利用型竞争结果相似。
    • Lotka - Volterra模型
      • 公式
        • ①dN1/dt = r1N1(1-N1/K1- αN1 /K)
        • ②dN2/dt = r2N2 (1-N2/K2 - βN /K2)
      • 两物种的竞争结局
        • ①种1胜而种2被排除。
        • ②种2胜而种1被排除。
        • ③两种共存。
    • 生态位理论
      • 生态位（niche）：是生态学中的一个重要概念,指物种在生物群落或生态系统中的地位和角色。
      • 基础生态位（fundamental niche）：一般来说，没有竞争和捕食的胁迫,物种能够在更广的条件和资源范围内得到繁荣。这种潜在的生态位空间就是基础生态位，即物种所能栖息的，理论上的最大空间。
      • 基础生态位（fundamental niche）：一般来说，没有竞争和捕食的胁迫,物种能够在更广的条件和资源范围内得到繁荣。这种潜在的生态位空间就是基础生态位，即物种所能栖息的，理论上的最大空间。
      • 实际生态位（realized niche）：然而，种暴露在竞争者和捕食者面前是很正常的事,很少有物种能全部占据基础生态位，一物种实际占有的生态位空间叫做实际生态位。
      • 极限相似性(limiting similarity)：竞争物种在资源利用分化上的临界阈值。
      • 竞争释放（competitive release）：在缺乏竞争者时，物种会扩张其实际生态位，可认为是在野外竞争作用的证据。
      • 性状替换（character displace）：偶尔，竞争产生的生态位收缩会导致形态性状发生变化。
      • 浮游生物悖论( the paradox of the plank-ton)：该现象指的是在海上层结构简单的生境中持续存在大量浮游生物种类。日周期性和季节性持续变化的环境，伴随着温度、光、氧气和营养物的变化，会排斥达成任何种间平衡。
      • 优先权(priority)效果：在斑块生境中，许多情况下竞争优势者取决于哪个个体最先站在该地点上。
  • 捕食作用
    • 捕食( predation)：可定义为一种生物摄取其他种生物个体的全部或部分为食,前者称为捕食者( predator) ,后者称为猎物或被食者( prey)。
      • ①“典型的捕食”,它们在袭击猎物后迅速杀死而食之。
      • ②食草，它们逐渐地杀死对象生物(或不杀死)，且只消费对象个体的一部分。
      • ③寄生，它们与单一对象个体(寄主)有密切关系，通常生活在寄主的组织中。
    • 捕食者
      • 食草动物(herbivores)：以植物组织为食。
        • 单食者(monophagous) ：吃一种类型食物。
        • 寡食者(oligophagous)：以少数几种食物为食，它们集中摄食具有相似防御性化学物质的很少几种植物。
        • 泛化种(或广食者, polyphagous)：可通过避免取食毒性更大的部分或个体,而以一定范围的植物种类为食。
      • 食肉动物( carnivores )：以动物组织为食。
        • 特化种(specialists)：食物选择性非常强 ,仅摄取一种类型的猎物。
        • 泛化种( generalist )：可吃多种类型的猎物。
      • 杂食动物(omnivores)：以动植物两者为食。
      • 动植物寄生者( parasites)：都是特化种。
    • 捕食者与猎物
      • 协同进化( co-evolution)
        • Ehrlich和Raven( 1964)最早将这种进化方式定义为协同进化。
        • Jazen( 1980 )将协同进化( co-evolution)定义为：一个物种的性状作为对另一物种性状的反应而进化，而后一物种的这一性状本身又是作为对前―物种性状的反应而进化的。
        • 进化生物学家van Vallen将捕食者写猎物乏间这种协同进化描述为红皇后效应(red queen effect)。
      • Lotka - Volterra捕食者-猎物模型
        • 猎物方程：dN/dt = r1N - εPN
        • 捕食者方程：dP/ dt = - r2P +θPN
      • 自然界中捕食者对猎物种群大小的影响
        • 观点
          • ①任一捕食者的作用,只占猎物种总死亡率的很小一部分，因此去除捕食者对猎物种仅有微弱影响。
          • ②捕食者只是利用了对象种中超出环境所能支持的部分个体，所以对最终猎物种群大小没有影响。
        • 存在表明捕食者对猎物数量有明显影响的大量证据。
      • 捕食者的捕食对策与食物选择
        • 捕食者寻找食物的觅食行为( food-seeking activity)：动物最基本的行为，为动物生存和生长繁殖所必需。
        • 捕(觅)食对策(foraging strategy )：就是动物为获得最大的觅食效率而采取的各种方法和措施。
        • 最佳捕食对策( optimal foraging strategy)：应使动物在单位捕食时间或单位捕食努力所获得的能量最大，这取决于两个方面，即最佳捕食效率和最佳食物。
          • ①搜寻者( searcher)食谱倾向于广谱化。
          • ②处理者( handler)的食谱倾向于特化。
          • ③在其他条件相同时,生活于生产力较低的生境中的捕食者比高生产力生境中的捕食者倾向于食谱更宽。
          • ④觅食过程中,捕食者将拒绝利润低的(每单位处理时间获得的能量值很小)食物,不论该种食物在环境中的丰富度有多大。
    • 食草作用
      • 特点：是植物不能逃避被食，而动物对植物的危害只是使部分机体受损，留下的部分能够再生。
      • 食草对植物的危害——植物被“捕食”而受损害的程度随损害部位、植物发育阶段的不同而异。
      • 植物的补偿作用
        • 植物的一些枝叶受损害后其自然落叶会减少，整秩的延合率可能加强。
        • 如果在繁殖期受害，比如大豆,能以增加种子粒重来补偿豆荚的损失。
        • 另外，动物啃食也可能刺激单位.叶面积光合率的提高。
      • 植物的防卫反应
        • ①毒性与差的味道
        • ②防御结构
      • 植物–食草动物系统也称为放牧系统( grazing system)。
        • 在放牧系统中,食草动物的采食活动在一定范围内能刺激植物净生产力的提高。
        • 在放牧系统中，食草者与植物之间具有复杂的相互关系，简单认为食草动物的牧食会降低草场生产力是错误的。
        • 过度放牧也会破坏草原群落。
  • 寄生作用
    • 寄生是指一个种(寄生物)寄居于另一个种的体内或体表,靠寄主体液、组织或已消化物质获取营养而生存。
    • 寄生物
      • ①微寄生物( microparasite ) ,在寄主体内或表面繁殖。
      • ②大寄生物( macroparasite ) ,在寄主体内或表面生长，但不繁殖。
    • 拟寄生物( parasitoid)(也称作重寄生物)：包括一大类昆虫大寄生物(主要是寄生蜂和蝇)，它们在昆虫寄主身上或体内产卵，通常导致寄主死亡。
    • 食生物者(biotroph ) ：仅在活组织上生活,但一些寄生物在其寄主死后仍能继续存活在寄主上。这些称作食尸动物(necrotroph)。
    • 寄生物与寄主
      • 寄生物对寄生生活的适应
        • ①由于宿主组织环境多数稳定少变,所以许多寄生动物的神经系统和感官系统都退化。
        • ②但使物种保持持续的关键是转换宿主个体，只有强天的繁殖力和相应发达的生殖器官矛能保证对宿主的入侵和感染。
        • ③寄生物一般有复杂的生活史。
      • 寄主被寄生物感染后会发生强烈的反应
        • ①强烈的免疫反应
        • ②行为对策
        • ③植物和低等动物在受到寄生感染后也能提高免疫力
        • ④植物对病原体还有另一种反应——局部细胞死亡
    • 寄生物与寄主种群相互动态
      • 寄主密度的增加加剧了寄生物与寄主的接触,为寄生物广泛扩散和传播创造了有利条件使寄主种群发生流行病并大量死亡。
      • 随着新的易感寄主加入种群(如新个体出生),传染病的感染力会再次增强 原体表面。
    • 社会性寄生物
      • 社会性寄生物丕像真寄生物那样摄取寄主组织,而是通过强迫其寄主动物为其提供食物或其他利益而获利,如鸟类的窝寄生( brood parasitism)。
      • 种内窝寄生( intraspecific brood parasitism)：可发现于一些种类,特别在鸭中很普遍。寄生雌体在其他个体巢中产下一些卵后,寄主雌体的典型反应是减少自身随后的产卵数量。
      • 种间窝寄生(interspecific brood parasitism)：包括欧洲的天杜鹃(Cucuclus canorus)和北美的褐头牛鹂(Molothrus ater) ,它们将蛋下在其他种鸟的巢中。杜鹃鸟在寄主巢中下一个蛋,并将寄主巢中原来的一个蛋扔掉,从而保持窝中卵数量。
  • 共生作用
    • 定义：寄生物与其宿主生活在一起,从宿主身上获取资源利益。
    • 偏利共生：两个不同物种的个体间发生一种对一方有利的关系。
    • 互利共生( mutualism)是不同种两个体间一种互惠关系,可增加双方的适合度。
      • 专性( obligate)互利共生：指永久性成对组合的生物,其中一方或双方不可能独立生活。大多数共生体是专性互利共生。
      • 互利共生现象的多数属于兼性互利共生,共生者可能不互相依赖着共存,仅是机会性互利共生。通常,这种关系不包括两种间紧密的成对关系,而是散开的,包含有不同的物种间混合在内。
    • 传粉和种子散布
      • 自然界中普遍存在的一种植物与动物之间的互利共生存在于有花植物与传粉动物之间。
      • 为了与种群中其他个体交换基因,异型杂交( outcrossing)植物需要将其花粉转移到另一同种植物的柱头上,并接受同种植物个体的花粉。
      • 大多数开花的双子叶植物，依靠传粉者(pollinator)
    • 防御性互利共生：有一些互利共生为其中一方提供对捕食者或竞争者的防御。
    • 动物组织或细胞内的共生性互利共生：住在其动物伙伴的肠内或细胞内的共生者普遍存在。
    • 互利共生和进化：互利共生的进化可能发生在不同的情况下,或来自寄生物-寄主或捕食者-猎物之间的关系,或发生在没有协作或相互利益的紧密共栖者之间。