当前课程知识点：现代生物学导论 > 第十四讲 生态学 > 14.2 种群生态学 > 14.2 种群生态学
在这一小节中，我们将集中讨论种群
种群我们前面学习过，指的是生活在特定地理环境中同一物种的总称
科学家们在学习种群的时候，经常会研究种群的指数增长，即种群是怎样快速繁殖的
我们来看这个例子：假如有一个兔子的种群
这个种群有10只兔子，我们用N来代表这个种群的大小
一开始这个种群有10只兔子，随着时间的推移，种群的数量或者增加，或者减少
决定增加或者减少主要是由生长速率来决定的
我们用r来表示，那么公式就是r=(出生数量-死亡数量)/种群数量
好，下面我们来做这么一个计算：假如种群中新生了5只兔子，死了2只兔子
那么生长速率就是（5-2）/10=0.3，代表了种群的数量是在增大的，种群增长就是10x0.3=3
那么经过这一轮的生长以后，种群数量就是为13
有一点需要注意的是，如果生态系统是比较稳定的
那么种群中的生长速率也将是相对稳定的
那么下一轮的增长呢？将是13x0.3+13=16.9
我们一般是使用这样的函数(dN/dt=rN)，依此计算下去，种群中持续增长将为22，29
当然，我们可以借助于Excel来帮助我们计算
比如，经过30代以后，种群中的数量是这么多，呈现出指数的这个曲线
当然，如果生长速率体现的是种群数量减少，我们将得到这样的一种曲线
种群的增长是受到限制的
影响种群数量增长的因素有栖息地的大小，资源的丰富程度
竞争关系，捕食关系和物种本身的生命周期等等
我们以世界人口为例，引用环境承载力这一概念
环境承载力，是指在一定条件下某一环境体系所能承担的人类数量及人类活动的总量
它既包括自然环境提供给人的各类有形的和无形的资源
还包括自然环境容纳和消化人类废弃物的能力
我们来看这个生长曲线，当进行指数生长的种群数量达到了环境承载力
生长速率将大大放慢，这个时候生长的曲线将呈现是S型的曲线
如果一个种群生活的环境相对稳定，没有天敌捕食或者疾病
这个种群很有可能是接近环境承载力
人类对资源的索取超过了环境承载力的时候会出现比较严重的环境问题
比如饥荒，土地肥力下降，水资源短缺等等
我们在研究种群的时候经常会涉及到生存曲线的概念
生存曲线是根据物种的个体从幼年到老年所能存活的比率，所做出的统计的曲线
简单来说，种群存活曲线代表这个种群在不同阶段的生存的适应的状况
一般的生存曲线可以分为3种基本的类型
第一种是这种凸出来的形状
指的是这些生物在幼儿和青年时期比较不容易死亡，而老年以后死亡率上升
人类符合这一生存曲线
在幼年时期存活率比较高，由于人类具有完善的抚育婴儿的行为
在青年时期的高存活率是由于在竞争和适应环境的能力比较高
而老年的高死亡率则是由于生命周期的限制
其他属于这种生长曲线的生物有大象，大猩猩等等
第二种生长曲线是这种直线型
指的是这类生物的死亡率无论是在何种年纪，都维持一定的比率
比如知更鸟属于这么一种生存曲线
知更鸟虽然也有一定的照顾子代的行为，可以使子代成活过幼年
但是由于天敌的捕食，疾病和资源的不足都有可能导致死亡
所以死亡率在各个年龄段都是差不多的
其他的动物，比如海鸥，松鼠也属于这一类型
第三种生长曲线是属于这种凹进去的形状
这种类型描述的生物在幼年时期呢死亡率会很高
但是如果它的年龄达到了某一阶段或者是程度的时候，死亡率就会下降很多
成年后的种内竞争并不是很明显，很多会产下许多的后代
青蛙就是属于这种生长曲线
幼年时期也就是蝌蚪的高死亡率主要是由于天敌的捕食造成的
这些蝌蚪一旦存活到成年的青蛙
成年青蛙可以利用伪装和自身的身体条件来躲避天敌的捕食
拥有这种类型曲线的生物的生殖策略是以量取胜的
像是大部分的昆虫和鱼类都是如此
造成不同种生物之间生活史差异的因素有很多
下面我们来说一说遗传多样性对于种群的重要性
我们在讨论自然选择的时候曾经说到过种群内的个体间是有差异的
这些有差异的个体实际上对种群的存活起着重要的作用
我们举例来说明，那么大家看到图上这种小动物
是生活在澳大利亚的一种特殊的动物，叫做袋獾
袋獾的种群数量从1996年开始大量减少，到现在减少了将近80%， 已经濒临灭绝
导致种群数量大量减少的是一种叫做袋獾面部肿瘤疾病
这种肿瘤是可以在袋獾的种群中传染的
比如说一个生病的袋獾如果和另一个与之撕咬的袋獾有血液的接触，那么肿瘤组织就会传染
那么，下面请同学们想一想，在人类身上有没有可能会发生这种肿瘤传染的现象呢
答案是可能性会比较小。因为每个人的基因组都是不同的。
而袋獾的基因组相对比较单一
下面我们再举一个人类的例子:HIV病毒的传播
上个世纪80年代-90年代，HIV病毒在全世界范围内大量地传播
而某些个体则对HIV病毒先天性免疫
比如说在瑞典，有将近3%的人口由于细胞表面的CCR5受体发生了突变而对HIV病毒免疫
所以，人类基因组的多样性可以使得这个种群的存活率显著提高
-1.1 生物学的基本主题
-1.2 科学方法
--1.2 科学方法
-1.3 如何正确地评价科学结果
-1.4 施一公老师和不同院系本科生座谈（上）
-1.5 施一公老师和不同院系本科生座谈（下）
-课前小短片
--课前短片
-2.1 元素和化学键
-2.2 水和生命
--2.2 水和生命
-2.3 碳和生命的分子多样性
-2.4 大生物分子
-2.5 营养以及身体健康
-第二讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-3.1 细胞的结构和功能
-3.2 细胞膜和跨膜运输
-3.3 细胞间交流
-3.4 细胞分裂和细胞周期
-3.5 癌症与细胞分裂
-第三讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-4.1 热动力学和代谢
-4.2 自由能和代谢
-4.3 ATP的工作原理
-4.4 活化能和酶
-4.5 酶的反应特性和酶的调控
-4.6 细胞呼吸
--4.6 细胞呼吸
-4.7 光合作用
--4.7 光合作用
-第四讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-5.1 减数分裂和生命周期
-5.2 孟德尔遗传学
-5.3 孟德尔遗传学的延伸
-5.4 基因连锁和染色体互换
-5.5 伴性遗传
--5.5 伴性遗传
-5.6 非孟德尔遗传
-5.7 人类遗传学疾病及诊断
-第五讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-6.1 DNA是遗传物质
-6.2 DNA结构和染色体结构
-6.3 DNA的复制
-6.4 DNA的突变、损伤和修复
-6.5 DNA重组
-第六讲 遗传的分子基础--第六讲小测验
-课前小短片
--课前小短片
-7.1 基因表达综述
-7.2 基因表达的具体步骤
-7.3 突变和表型
-7.4 基因表达调控的特点
-7.5 原核生物的基因表达调控
-7.6 真核生物的基因表达调控
-7.7 表观遗传
--7.7 表观遗传
-第七节小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-8.1 重组DNA
-8.2 电泳技术、PCR和DNA测序
-8.3 转基因动物、克隆动物和干细胞研究
-8.4 转基因植物
-8.5 DNA技术的应用
-8.6 生物的信息时代
-8.7 新药研发的基本过程
-第八章小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-9.1 演化理论的介绍
-9.2 演化的证据
-9.3 Hardy-Weinberg定律
-9.4 改变种群中等位基因频率的机制
-9.5 自然选择
--9.5 自然选择
-9.6 物种的形成
-9.7 地球上生命的历史
-第九章小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-10.1 动物的结构与功能
-10.2 反馈调节
-10.3 植物的结构和生长
-10.4 植物的营养和运输
-第十讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-11.1 病原体
--11.1 病原体
-11.2 免疫系统介绍
-11.3 先天性免疫
-11.4 适应性免疫中的受体识别
-11.5 体液免疫和细胞免疫
-11.6 免疫系统疾病
-11.7 免疫知识的应用
-第十一讲 免疫系统--第十一讲小测验
-12.1 神经元的结构和功能
-12.2 静息电位和动作电位
-12.3 突触传导和神经递质
-12.4 神经系统的组成
-12.5 脑的结构和功能
-12.6 神经系统疾病
-第十二章小测验--作业
-13.1 激素的介绍
-13.2 内分泌系统
-13.3 动物的生殖---配子的形成
-13.4 动物的生殖---激素调节动物生殖
-13.5 动物的生殖---胚胎在子宫中的发育
-13.6 动物发育(1)
-13.7 动物发育(2)
-13.8 动物发育(3)
-第十三讲小测验--作业
-14.1 生态学的基本内容
-14.2 种群生态学
-14.3 种群间的相互作用
-14.4 生态系统
-14.5 生态系统中的物质循环
-14.6 生物多样性和物种
