当前课程知识点：生物与环境 > 第四章 生物对环境的适应 > 4.1 适应的基本概念 > 4.1.1 适应的基本概念
大家好
今天我将讲解生态学
也可以说是生命科学中的一个重要术语
适应
适应与不适应代表了
生物与环境关系的所有状态
各位同学
我们可以用适应来回答几乎
所有的生态学问题
大熊猫为什么濒危
因为不适应
大熊猫为什么吃竹子
因为适应环境的需要
大熊猫身体为什么黑白的
因为适应
同学们
我这里要特别说明和强调
在你们完成课程作业和测验时
不能用适应来回答
但
适应确实是生物与环境关系的基本法则
适应是生命的本质特征之一
适应是生命科学中的基本问题
更是生态学中的中心问题
适应通俗地可以理解为生物顺应环境
生物不对抗环境
不要把顺应理解为顺从
因为
适应不完全是被动的
当环境对生物胁迫时
生物不会对抗胁迫压力
会将胁迫化解为条件或者武器
提高竞争
消灭竞争者
如
面对野火
有的松树会利用火来消除其它竞争树木
适应环境是所有生物必须遵循的法则
适者生
不适者灭
生物不仅要适应当下的生境
还要具有适应未来环境的变化
在生态学中
把适应定义为
生物在生长发育和系统进化过程中
应对各种环境条件及其变化
在它们的生物学特征上出现的
能动的响应方式
和积极的调整
以使物种或种群维持更多的个体
这个定义表达很抽象
不过
有一点却清晰地表达出来
适应的结果是个体有更多的后代
群体有更多的个体
在生态学研究中
常常用繁殖后代的有效数量作为
生境适宜程度的重要指标
从群体的角度来看
适应是
群体中生存和发展能力较强的个体
在应对环境中胜出
不断扩大比例
从而提高整个种群的适应性
驱动物种的进化
适应的过程中
伴随着一些不适应个体的死亡
任何生物
无论一个个体还是群体
都需要随时随地
应对所在的环境的变化
并做出积极的响应
这是生命维持其存在和发展的必由之路
某一种生物一旦不能对环境的变化
及时做出积极有效的反应
即不适应
它就会被淘汰
也就是说
生物种都要具有一定的适应
环境变化的能力
需要强调的是
物种应对环境变化的对策
不是当环境变化时才产生的
而是之前储备的
下面
我将通过一个经典的种群适应变化过程
英国工业化过程中森林内
胡椒蛾颜色变化为例
给同学们讲解适应发生的过程和机制
在英国工业化之前的森林中
有一种喜欢栖息在树干上的昆虫
胡椒蛾
它的颜色是浅色的
而到了工业化后
人们发现
胡椒蛾变成了黑色
为什么胡椒蛾的颜色会发生这样的变化呢
胡椒蛾的主要捕食者是鸟
工业化之前
它们栖息森林的树干的树皮是浅色的
浅色的胡椒蛾停在浅色的树干上
蛾融进了树皮的背景色
不易被捕食鸟发现
有高的存活几率
工业化开始后
燃煤烟囱增加
空气中漂浮大量黑色粉尘
黑色粉尘降落到树干
原来浅色树干变成了黑色
浅灰色的胡椒蛾在黑色的树干上会被
凸显出来
易被鸟发现捕食
为了适应树干颜色的变化
胡椒蛾变成了黑色
这一变化过程中
有两个重要的外部因素
一是环境的变化
二是鸟作为环境变化中的选择压力
还有一点需要补充说明
刚才我说过
胡椒蛾变成了黑色
这一阐述不准确
还会引起误解
认为
灰色胡椒蛾变成了黑色胡椒蛾
胡椒蛾为了适应环境变化形成了新的性状
科学的表达应该是这样的
在工业化森林浅色树皮
被污染变成为黑色的过程中
胡椒蛾种群由以浅灰色个体为多的状态
变成以黑色个体为主的状态
在工业化之前
胡椒蛾群体中浅灰色的个体较多
但也存在少量的黑色个体
由于黑色个体数量较少
不易被看到
实际上捕食鸟也不易碰到
胡椒蛾表现为浅灰色的
因此
这一适应过程实际上是浅灰色个体的数量
与黑色个体数量在种群中所占比例的变化
不是胡椒蛾由灰色
变成黑色
同学们
种群适应的机制是基因频率的变化
在胡椒蛾的黑化适应中
是具有黑色基因的个体数量
在种群中所占比例增加的变化
而基因频率的变化
是不适应个体死亡
适应个体留下更多后代所致
所以
在胡椒蛾对工业化导致树皮变黑的适应中
成功的关键
是之前种群中的少数黑色个体
同学们
我们都知道
决定物种性状的遗传物质DNA
具有非常稳定的双螺旋结构
发生基因变化的频率是非常低的
为了应对未来环境变化
物种必须事先储备一些多样的性状
在理论上认为
物种遗传多样性程度决定了物种适应性和
抗干扰能力的高低
这也就是
自然种群都具有
高的种内多样性的意义所在
在胡椒蛾的例子中
适应只是发生在外表方面
由于环境和生物都是复杂多样的
生物的适应也是多样性的
生物对环境适应的一般都表现在
3个方面
一是形态适应
如水生动物的流线型体态
莲藕茎的通气结构
二是生理适应
沙生植物的景天酸代谢途径
骆驼通过代谢脂肪产生代谢水
三是行为适应
休眠
迁徒等
生物即使面对一个环境因素的适应
也可能是在形态结构
生理和行为
三个方面同时形成适应
即
适应组合
同学们
适应的基本概念就解释到这里
再见
-绪论
-第一章测试题 绪论
-2.1 环境因子和生态因子
-2.2 生态因子作用的方式与特点
-2.3 生态因子的作用规律
-第二章测试题 环境因子对生物的影响
-3.1 水对生物的影响
--动物的水分平衡
-3.2 温度对生物的影响
-3.3 光对生物的影响
-第四节 土壤大气火对生物的影响
--火的生态作用
-第三章测试题 环境因子对生物的影响
-4.1 适应的基本概念
-4.2 生物适应的基本策略与形式
-4.3 生活史适应与生活史对策
-第四章测试题 生物对环境的适应
-5.1 盖亚假说
--盖亚假说
-5.2 生物对环境的改造
--生物对环境的改造
-5.3 生态系统的服务功能
-第五章测试题 生物对环境的影响
-6.1 植物的种内关系
--植物的种内关系
-6.2 动物的领域和社会等级
-6.3 竞争与生态位分化
--竞争
-6.4 捕食
--捕食
-6.5 广义捕食
--广义捕食
-第6章测试题 生物对生物的影响
-7.1 种群的基本特征
--种群的基本特征
-7.2 种群的数量变化
--种群数量变化
-7.3 种群濒危
--种群濒危
-7.4 环境容量与最大可持续产量
-第七章测试题 种群
-8.1 群落概念与基本特征
-8.2 群落结构
--群落结构
-8.3 群落演替与生态恢复
-8.4 主要群落类型与分布
-8.5 生物多样性
--生物多样性
-第八章测试题 群落
-9.1 生态系统的结构
--生态系统的结构
-9.2 生态系统的功能
--生态系统的功能
-9.3 生态系统的稳定与平衡
-9.4 地球生态系统的可持续性
-第九章测试题 生态系统
-10.1 生物进化
--生物进化
-10.2 进化动力
--生物进化的动力
-10.3 生态分化与物种形成
-10.4 种群的瓶颈与建立者效应
-10.5 协同进化
--协同进化
-第十章测试题
-11.1 人类世与新态生态系统
-11.2 大气二氧化碳升高与生态系统响应
-11.3 人类世与生物的新机会
-第十一章测试题 人类世对生物的影响
