厦门大学进化生物学第12章生态系统的进化优质PPT.ppt

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以其他生物为食的各种动物以其他生物为食的各种动物（素食动物、肉食动物、杂食动物和寄素食动物、肉食动物、杂食动物和寄生动物等生动物等）。

这些直接或间接依赖于绿。

这些直接或间接依赖于绿色植物的生物属于色植物的生物属于异养型生物。

异养型生物。

分解（还原）者：

分解动植物残体、粪分解动植物残体、粪便和各种有机物的细菌、真菌、原生动便和各种有机物的细菌、真菌、原生动物、蚯蚓和秃鹫等食腐动物。

物、蚯蚓和秃鹫等食腐动物。

分解者和分解者和消费者都是异养生物。

消费者都是异养生物。

生产者与各级消费者生产者与各级消费者次级消费者次级消费者高级消费者高级消费者第三营养级第三营养级第四营养级第四营养级生产者生产者第一营养级第一营养级初级消费者初级消费者第二营养级第二营养级湿地食物链湿地食物链o水生植物是初级生水生植物是初级生产者；

产者；

o各种无脊椎动物、各种无脊椎动物、鱼类、啮齿动物和鱼类、啮齿动物和鸣禽吃植物，也吃鸣禽吃植物，也吃无脊椎动物；

无脊椎动物；

o苍鹭和白鹭主要是苍鹭和白鹭主要是食肉的，鸭和鹬是食肉的，鸭和鹬是杂食的。

鼩主要吃杂食的。

鼩主要吃无脊椎动物；

o鸮类鸮类（猫头鹰猫头鹰）和鹰和鹰类是最高消费者；

类是最高消费者；

温带草原生态系统食物网温带草原生态系统食物网北极地区食物网北极地区食物网生态金字塔示意图生态金字塔示意图生态金字塔生态金字塔由于能量每经过一个营养级由于能量每经过一个营养级时，被净同化的部分都要大大少时，被净同化的部分都要大大少于前一营养级（于前一营养级（大约大约1010）。

当）。

当营养级由低向高推进时，每一级营养级由低向高推进时，每一级的个体数目、生物量或所含能量的个体数目、生物量或所含能量就呈塔型分布，称生态金字塔。

就呈塔型分布，称生态金字塔。

生态系统的组织化生态系统的组织化生态系统是一个自我调控、自我反馈、生态系统是一个自我调控、自我反馈、自我维持的组织化信息系统；

自我维持的组织化信息系统；

生态系统进化的总趋势是复杂性和有生态系统进化的总趋势是复杂性和有序性增加：

序性增加：

生物多样性和结构层次增加，生物多样性和结构层次增加，能量转换环节复杂化；

能量转换环节复杂化；

能量与信息从组织化低的生物向组织能量与信息从组织化低的生物向组织化高的生物传递和转移；

化高的生物传递和转移；

竞争与共存竞争与共存具有相同或相似需求的物种之间常因具有相同或相似需求的物种之间常因有限的资源（食物、营养物、有限的资源（食物、营养物、配偶配偶等）等）和生存空间展开激烈的竞争；

和生存空间展开激烈的竞争；

竞争的结局：

强者取代弱者；

各方或一方发生进化改变，降低竞争强度各方或一方发生进化改变，降低竞争强度；

协同进化与共存协同进化与共存物种进化受到生态系统内其它物种和物种进化受到生态系统内其它物种和非生物环境的双重制约；

非生物环境的双重制约；

相关物种的进化改变都以不造成对方相关物种的进化改变都以不造成对方繁衍中断为前提，否则双方都不能生繁衍中断为前提，否则双方都不能生存；

存；

“红王后假说”与“逆水行舟，不进则退”生态系统在时间尺度上的变化生态系统在时间尺度上的变化短时间尺度上的变化：

小周期；

短时间尺度上的变化：

中等时间尺度上的变化：

生态演替；

长时间尺度上的变化：

生态系统的进长时间尺度上的变化：

生态系统的进化；

化；

生态演替生态演替随着时间的延伸若干植物群落依次替随着时间的延伸若干植物群落依次替代，最后达到稳定的演替顶级状态；

代，最后达到稳定的演替顶级状态；

从幼期到成熟期，生态系统的结构趋从幼期到成熟期，生态系统的结构趋于复杂、生物多样性增多、生态功能于复杂、生物多样性增多、生态功能完善，稳定性增加；

完善，稳定性增加；

群群落落演演替替I湖湖泊泊演演替替为为森森林林长时间尺度上的变化：

生态系统的进化生态系统的进化生态系统大尺度的进化不可逆，包括生态系统大尺度的进化不可逆，包括地圈变化；

地圈变化；

复杂性和有序性增加，内部稳定性加复杂性和有序性增加，内部稳定性加大，外界对生态系统的影响达到最小；

大，外界对生态系统的影响达到最小；

生态系统进化的动力生态系统进化的动力环境变迁（灾变）：

全球温度下降或环境变迁（灾变）：

全球温度下降或上升，海平面变化，氧气含量升高，上升，海平面变化，氧气含量升高，小行星撞击等；

小行星撞击等；

新物种（类群）出现：

鱼类、两栖类、新物种（类群）出现：

鱼类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类、人类；

爬行类、鸟类、哺乳类、人类；

地质史上生态系统进化的主要阶段地质史上生态系统进化的主要阶段p原始生态系统：

约原始生态系统：

约3830亿年前。

亿年前。

原始大原始大气圈、原始海洋、太阳辐射、原始异养生物等；

气圈、原始海洋、太阳辐射、原始异养生物等；

无机小分子无机小分子有机小分子有机小分子生物大分子生物大分子与外界分隔的有机多聚体与外界分隔的有机多聚体能自我复制能自我复制的有机多聚体的有机多聚体（原始细胞）（原始细胞）地球地球太阳系中唯一的绿洲？

太阳系中唯一的绿洲？

1953年年米勒米勒模仿原始大气模仿原始大气以无机物合成以无机物合成小分子有机物小分子有机物海底海底“烟囱烟囱”是有机生命体的摇篮？

是有机生命体的摇篮？

“土卫二土卫二”间歇泉不断向太空喷间歇泉不断向太空喷水水2007年3月12日美国宇航局宣布：

在“土卫二”发现间歇泉不断喷射水柱和冰状颗粒，其地下可能存在液态水。

从而证实，“土卫二”具备生命发生和生存的三大要素：

稳定的热源、有机物和液态水。

初级生态系统初级生态系统约约3815亿年前，太古代元古代；

亿年前，太古代元古代；

原核单胞异养厌氧菌出现并逐渐兴盛，演原核单胞异养厌氧菌出现并逐渐兴盛，演化出光合细菌和蓝藻（菌）；

化出光合细菌和蓝藻（菌）；

真核细胞出现，多细胞生物出现，动、植真核细胞出现，多细胞生物出现，动、植物分化；

物分化；

氧含量增加，海水温度上升，海水无机盐氧含量增加，海水温度上升，海水无机盐浓度提高；

浓度提高；

系统由生产者、消费者和分解者构成，更系统由生产者、消费者和分解者构成，更加协调与稳定；

加协调与稳定；

次级生态系统次级生态系统15亿年前以来；

亿年前以来；

世界气候变暖，大气层中的氧含量接近、世界气候变暖，大气层中的氧含量接近、达到现代水平，臭氧层出现；

达到现代水平，臭氧层出现；

植物和动物陆续登陆，被子植物和哺乳动植物和动物陆续登陆，被子植物和哺乳动物诞生并迅速发展；

物诞生并迅速发展；

人工生态系统人工生态系统600600700700万年前人类诞生；

万年前人类诞生；

近代人类用自己的智慧和创造的工近代人类用自己的智慧和创造的工具对自然界施加越来越大的影响，具对自然界施加越来越大的影响，乃至破坏自然界亿万年来形成的生乃至破坏自然界亿万年来形成的生态系统；

态系统；

农田生态系统，人工林生态系统，农田生态系统，人工林生态系统，水库生态系统，城市生态系统等；

水库生态系统，城市生态系统等；

生态系统的进化趋势生态系统的进化趋势复杂程度逐步提高；

复杂程度逐步提高；

物质能量利用率逐步提高；

占据空间逐步扩展；

生态系统内的空间逐步被占用；

位于亚利桑那州荒漠中的位于亚利桑那州荒漠中的“生物圈生物圈2”号综合研究系统号综合研究系统生物圈生物圈2号号人类寻找人类寻找“诺亚方舟诺亚方舟”19931993年年11月，美国亚利桑那州荒漠中建起占地月，美国亚利桑那州荒漠中建起占地1.28hm1.28hm22与世与世隔绝的隔绝的“生物圈生物圈22号号”，包括热带雨林、热带草原、海洋、，包括热带雨林、热带草原、海洋、沼泽、沙漠、农业区、人类居住区，约有沼泽、沙漠、农业区、人类居住区，约有40004000种生物；

种生物；

在封闭的在封闭的“生物圈生物圈22号号”中农作物秸秆作为动物的饲料，中农作物秸秆作为动物的饲料，动物产出的肉、蛋、奶及作物产品供人类食用。

死亡动植动物产出的肉、蛋、奶及作物产品供人类食用。

死亡动植物和人、动物的排泄物经分解后返还农田。

生活废水经处物和人、动物的排泄物经分解后返还农田。

生活废水经处理后循环利用。

氧气由植物提供，呼出的理后循环利用。

氧气由植物提供，呼出的COCO22由植物吸收；

由植物吸收；

住入住入44男男44女女11年多后发现，年多后发现，“生物圈生物圈22号号”内部的温度过高，内部的温度过高，COCO22的含量猛增，的含量猛增，OO22减少，不足以维持人和动物的生存。

减少，不足以维持人和动物的生存。

1919种脊椎动物死亡，除蟑螂、蟋蟀和蚂蚁外，其余昆虫也全种脊椎动物死亡，除蟑螂、蟋蟀和蚂蚁外，其余昆虫也全部死亡。

靠昆虫传粉的植物也灭绝，实验以失败告终。

部死亡。

人类与环境人类与环境