生物体的生活史是有关其生长、发育、繁殖和生存的事件的记录。
生活史特征包括:
- 性成熟时的年龄和体型
- 繁殖的数量和时间。
- 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性状的变异。
- 一个物种的生活史策略是生命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形成的。
- 理想或最佳的生活史使适应度最大化(遗传对后代的贡献)。
- 但没有人是完美的;所有的生物都面临着制约和生态权衡。
- 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,在较高的温度下生长和发育可能更快。]
- 生活史性状的改变可引起成虫形态的改变。
- 表型可塑性可能导致一个连续的大小范围,或离散类型称为变种.
- Polyphenism-单一基因型产生几个不同的变种。
- 铲足蟾蜍蝌蚪有小的杂食型和大的食肉型。
- 异速生长身体的不同部位以不同的速度生长,导致形状和比例的不同。(等距-相反,整个身体生长比例)
繁殖方式
- 无性生殖:简单细胞分裂(二分体)——所有的原核生物和许多原生生物。
- 有些多细胞生物既可以有性繁殖,也可以无性繁殖(如珊瑚)。
- 有性生殖的好处:重组促进了遗传变异,提高了应对环境挑战的能力。
- 缺点:一个个体只将一半的基因组传递给下一代;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。
- 大多数多细胞生物产生异形配子。
- 一些物种直接开发受精卵没有经过幼虫阶段就发育成幼鱼。(比如人类)
- 复杂的生命周期至少有两个阶段,不同的身体形态和生活在不同的栖息地。
- 蜕变:在幼虫和幼鱼之间形态的突然转变。
- 大多数脊椎动物的生命周期很简单,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。
- 许多寄生虫已经进化出复杂的生命周期,每个寄主都有特定的阶段。
- 不同的阶段有不同的功能,例如殖民化或有性生殖。
生活史连续
- 繁殖模式的分类方案将模式放在连续体上,两端各有极端值。
- 生物体一生中生殖事件的数量:
- 半生物种只繁殖一次。
- Iteroparous物种可以繁殖多次。
- r-selection和K-selection描述繁殖策略连续体的两端。
- R是总体的内在增长率。
- r-selection:高人口增长率;在新干扰的生境和不拥挤的条件下具有优势。
- r二十三种(“活得快,死得早”)——小生物:
- 寿命短,发育快,成熟早,亲本投入低,繁殖率高。
- 大多数昆虫,小脊椎动物如老鼠,杂草植物物种。
- K是一个人口的承载能力。
- K选择物种:对于正在或接近的较慢的人口增长率K;这在拥挤的环境中是一个优势;有效的再生产是有利的.
- K-selected (" slow and steady "):
- 寿命长,发育缓慢,成熟较晚,对每个后代都投入巨大,繁殖率低。
- 大型哺乳动物,爬行动物如乌龟和鳄鱼,以及长寿的植物如橡树和枫树.
- 大多数生命史都处于这两个极端之间。
- 在可预测的潮湿森林栖息地发现的两个物种K二十三的特点。r选择的物种通常生长在快速变化和不可预测的地区。
- 植物生活史的一个分类方案是基于胁迫和干扰(Grime 1977)。
- 压力-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得光线、矿物质、水和空间的优越能力——具有选择性优势。
- 高/低压力干扰:
- 具有表型可塑性的抗逆性植物,水和养分利用速度慢-对食草动物来说不美味。
- 低压力/高干扰:
- 杂草丛生的植物(杂草选择的植物)寿命短,生长速度快,种子生产投资大。
- 在干扰移走了竞争者之后,可以利用栖息地。
- 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
权衡有机体将有限的能量或资源分配到一种功能上,而牺牲另一种功能。
后代的大小和数量之间的权衡:
- 对每个后代的投资越大,产生的后代就越少。
- 投资:精力、资源和其他活动(如觅食)的时间损失。
- “无窝仔数”:一个亲本能成功繁殖至成熟的最大后代数。
- 以大卫·拉克(David Lack, 1947)的名字命名,他注意到鸟类的窝大小随着纬度的增加而增加;更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。
- 在没有亲代抚育的物种中,繁殖体(卵或种子)是资源的主要来源。
- 繁殖体的大小与产生的数量是一种权衡。(逆关系;大的种子=小的,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-数量的权衡也可能发生在物种内部。
- 西部篱蜥北部种群的平均卵数比南部种群大,但卵数较小。
- 当前和未来再生产之间的权衡:
- 对于iteroparous生物体来说,它繁殖得越早,它一生中繁殖的次数就越多。
- 但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= 180 |
- 延长繁殖时间,将更多的精力投入到生长和生存中,可能有利于提高终生生殖产量。
- 衰老:随年龄增长,生理机能下降。(细胞死亡)
- 发病可以为生育设定一个年龄上限。
- 虽然人类在繁殖后可能会经历这些;我们活着是因为我们是社会生物,有祖父母的角色。
- 在死亡率高或被捕食的种群中,衰老可能发生得更早。
生命周期
- 复杂的生命周期可能来自于特定阶段的选择压力,并有助于最小化小的、脆弱的缺点早期阶段。
- 阶段的功能专门化是复杂生命周期的共同特征。
- 许多昆虫的幼虫期停留在一个小的区域内,例如在一株植物上。
- 幼虫是专门用来进食和生长的。成虫专门用于传播和繁殖。
- 即使在形态逐渐变化的物种中,个体的大小和年龄-生态位的变化也可能导致不同的生态作用。
- 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。
- 当生物达到在成虫栖息地比幼虫栖息地更有利的尺寸时,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,较小的幼体非常容易受到捕食者的攻击,而较大的幼体则不然。
- 这种利基转变的时机选择是为了最大化增长和生存。
- 如果幼虫的栖息地非常有利,变态可能被推迟或消除。(见下文)
- 一些蝾螈有性成熟,同时保留幼虫形态和栖息地(儿童形态)。
- 鼹鼠蝾螈在同一种群中既有水生幼体成虫,也有陆生变质成虫。
- 连续的雌雄同体性:指在生命周期中性别的变化。
- 常见于鱼类和无脊椎动物。
- 这个时机应该利用不同体型的不同性别的高繁殖潜力。
引用这篇文章如下:威廉·安德森(学校工作助手编辑团队),“生命史:多样性,繁殖,K vs. R物种,权衡”SchoolWorkHelper, 2019,//www.chadjarvis.com/life-history-diversity-reproduction-k-vs-r-species-tradeoffs/.
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