動物生態(tài)學(xué)的學(xué)習(xí)教案

動物生態(tài)學(xué)的學(xué)習(xí)教案第1頁/共69頁第一章緒論第一節(jié)動物生態(tài)學(xué)的概念

動物生態(tài)學(xué)是研究動物有機(jī)體與其環(huán)境相互作用的科學(xué)，是生態(tài)學(xué)的一個基本分支學(xué)科。如何相互作用是研究的關(guān)鍵。

環(huán)境是指動物有機(jī)體周圍一切的總和，它包括可以直接或間接影響動物有機(jī)體生活和發(fā)展的各種因素，又稱為生態(tài)因子和環(huán)境因子。第2頁/共69頁環(huán)境因子分為：非生物因子：包括溫度、光、濕度、pH、氧等理化因子；生物因子：包括同種生物（種內(nèi)關(guān)系）和其它生物（種間關(guān)系），種間關(guān)系包括競爭、捕食、寄生、互利共生等。第3頁/共69頁第二節(jié)動物生態(tài)學(xué)的發(fā)展一、前期的建立16世紀(jì)前期二、生長期16世紀(jì)～20世紀(jì)40年代三、現(xiàn)代動物生態(tài)學(xué)的發(fā)展期

20世紀(jì)50年代以來第4頁/共69頁第三節(jié)動物生態(tài)學(xué)的分支學(xué)科一、按研究動物組織水平（層次）分：1、個體生態(tài)學(xué)2、種群生態(tài)學(xué)3、群落生態(tài)學(xué)4、生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)第5頁/共69頁二、按動物棲息地劃分1、淡水生態(tài)學(xué)2、海洋生態(tài)學(xué)3、河口生態(tài)學(xué)4、濕地生態(tài)學(xué)5、陸地生態(tài)學(xué)森林、荒漠、草地、濕地、熱帶、極地等第6頁/共69頁三、按動物分類的基本類群分1、昆蟲生態(tài)學(xué)2、貝類生態(tài)學(xué)3、魚類生態(tài)學(xué)4、鳥類生態(tài)學(xué)5、獸類生態(tài)學(xué)等第7頁/共69頁四、按與生物其它學(xué)科交叉分1、生理生態(tài)學(xué)2、遺傳生態(tài)學(xué)3、分子生態(tài)學(xué)4、進(jìn)化生態(tài)學(xué)5、行為生態(tài)學(xué)等第8頁/共69頁五、按與其它學(xué)科相互滲透劃分1、地理生態(tài)學(xué)2、數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)3、化學(xué)生態(tài)學(xué)4、物理生態(tài)學(xué)5、經(jīng)濟(jì)生態(tài)學(xué)第9頁/共69頁六、以生態(tài)學(xué)的應(yīng)用劃分1、農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)2、工業(yè)生態(tài)學(xué)3、資源生態(tài)學(xué)4、污染生態(tài)學(xué)5、放射生態(tài)學(xué)6、野生動物生態(tài)學(xué)7、城市生態(tài)學(xué)8、漁業(yè)生態(tài)學(xué)9、毒理生態(tài)學(xué)等第10頁/共69頁第二章動物與環(huán)境第一節(jié)動物與環(huán)境作用的基本原理一、環(huán)境：這里的環(huán)境是指以動物為主體，圍繞其周圍的一切。環(huán)境所包括的范圍和因素是隨所指的主體而決定的，離開了主體的環(huán)境是沒有內(nèi)容的，也是毫無意義的。第11頁/共69頁二、生態(tài)因子組成環(huán)境的因素稱為環(huán)境因子或稱為生態(tài)因子，在生態(tài)因子中凡是對有機(jī)體生活和發(fā)育不可缺少的環(huán)境因子有時被稱為生存條件。

生態(tài)因子通常分為非生物因子和生物因子。依據(jù)環(huán)境因子的穩(wěn)定性及作用特點(diǎn)可分為：

1、穩(wěn)定因子

2、變動因子：有周期性變動的因子；無規(guī)律的變動因子。第12頁/共69頁三、生態(tài)因子作用的幾個特點(diǎn)：1、綜合性和主導(dǎo)作用2、不可替代性和互補(bǔ)性3、限定性

四、動物對非生物因子的耐受限度1、利比希的“最小因子定律”每種植物都需要一定種類和一定量的營養(yǎng)物質(zhì)，如果環(huán)境中缺少其中的一種，植物就會死亡，如果這種營養(yǎng)物質(zhì)處于最少狀態(tài)，植物的生長就最少。第13頁/共69頁

最小因子定律在應(yīng)用中還要加上兩個補(bǔ)充原理：1）利比希定律只能在嚴(yán)格的穩(wěn)定狀態(tài)條件下，即在物質(zhì)和能量的輸入、輸出處于平衡的狀態(tài)時，才能應(yīng)用；2）因子的替代作用，即當(dāng)一個特定因子處于最小量狀態(tài)時，其他處于高濃度或過量狀態(tài)下的物質(zhì)可能會有替代作用，替代這一特定因子的不足。第14頁/共69頁2、謝爾福德的“耐受性定律”每一種動物對每一種環(huán)境因子都有一個耐受范圍，即有生態(tài)上的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，還有一個使存活率和生育率達(dá)到最大的最大適合度。第15頁/共69頁第16頁/共69頁

對于溫度，有較寬生態(tài)幅的動物為廣溫動物，反之為狹溫動物。廣水性、廣鹽性、廣食性、廣棲性、廣光性等。第17頁/共69頁3、限制因子任何一個環(huán)境因子在接近或超過某種動物的耐受程度的極限而成為阻止其生存、生長、繁殖或擴(kuò)散的因素時，就可以成為一個限制因子。第18頁/共69頁五、動物對各生態(tài)因子耐受性之間的關(guān)系第19頁/共69頁第20頁/共69頁六、動物對生態(tài)因子耐受限度的調(diào)整動物有機(jī)體對生態(tài)因子的耐受限度和最適生存范圍是可能發(fā)生變化的。第21頁/共69頁1、馴化：金魚在兩個溫度條件下馴化，形成兩種對溫度的耐受限度。第22頁/共69頁2、休眠：是對不利環(huán)境條件的一種有效生理適應(yīng)。七、適應(yīng)組合動物在特定環(huán)境下表現(xiàn)出的一整套協(xié)同的適應(yīng)特性稱為適應(yīng)組合。第23頁/共69頁八、生態(tài)位生態(tài)位是指物種在生物群落中的地位和角色，也是在環(huán)境中占據(jù)的地位和空間。

基礎(chǔ)生態(tài)位實(shí)際生態(tài)位第24頁/共69頁第二節(jié)動物與非生物因子相互關(guān)系一、溫度

動物對溫度的耐受極限:

溫度對動物有最高上限、最低下限和適應(yīng)溫度范圍之分，一般最適溫度比較接近上限溫度。第25頁/共69頁（一）動物對低溫的反應(yīng)1、低溫致死原因1）冰結(jié)晶使細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)破裂；2）溶劑結(jié)冰使電解質(zhì)濃度改變、蛋白質(zhì)變性；3）脫水使蛋白質(zhì)沉淀；4）代謝失調(diào)或停止。2、動物耐寒性一些規(guī)律1）變溫動物忍受體溫下降的能力較高；2）活動期動物可耐受的極限溫度較狹小，而非活動期則較寬大；第26頁/共69頁3）耐受性季節(jié)變化：

在高緯度地區(qū)，動物經(jīng)歷漫長冬季形成一套適應(yīng)性特征。4）不同生態(tài)類群動物耐受性有區(qū)別；第27頁/共69頁5）耐寒性的地理變異：同種動物在不同地區(qū)有區(qū)別，東北的皮毛動物較南方的質(zhì)量好；6）不同發(fā)育階段，耐寒性有區(qū)別，舞毒蛾成蟲-4℃死亡，卵-20℃不死；7）飼養(yǎng)條件下，可改變耐寒性。3、致死溫度的測定方法：致死溫度是指一組動物中有50%個體死亡，50%個體存活的溫度（TL50）。第28頁/共69頁4、低溫生物學(xué)：（應(yīng)用性強(qiáng)）1）冷凍保存精子；2）哺乳動物早期胚胎低溫保存，再融凍、移植（牛、羊、兔、鼠）；3）冷藏組織器官（皮膚、角膜）；4）哺乳動物的整體冷凍尚未成功；5）低溫手術(shù)（如心臟手術(shù)）。第29頁/共69頁（二）動物對高溫的反應(yīng)1、耐受極限：昆蟲45-50℃，爬行45℃，鳥46-48℃，哺乳動物42℃。沒有動物能在50℃以上完成完整的生活史。2、規(guī)律：1）休眠比活動時耐受高溫；2）陸生比水生更耐受高溫；3）低緯度比高緯度動物耐受高溫；4）沙漠動物更耐受高溫。第30頁/共69頁3、高溫致死原因：1）蛋白質(zhì)凝固變性；2）酶活性被破壞；3）氧供應(yīng)不足，排泄失調(diào)；4）神經(jīng)系統(tǒng)麻痹。第31頁/共69頁1、發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效溫度區(qū)低于某一溫度動物會停止發(fā)育，高于這一溫度動物開始發(fā)育，這一溫度為發(fā)育的起點(diǎn)溫度，這一溫度到溫度的上限之間稱為有效溫度區(qū)。（三）溫度對動物生長、發(fā)育和繁殖的影響

范霍夫定律：在一定適宜溫度內(nèi)，溫度每升高10℃，動物化學(xué)過程的速率即加快2-3倍。第32頁/共69頁2、溫度與動物的生長發(fā)育：低溫會延緩動物的生長，性成熟的延緩使動物身體會大些，壽命會長些。溫度波動也會影響生長發(fā)育。3、溫度與動物繁殖：溫度對動物的發(fā)情、交配、產(chǎn)卵、孵化都有影響。第33頁/共69頁（四）動物對溫度的適應(yīng)1、低溫1）減少熱傳導(dǎo)，增加隔熱性

a、動物個體增大，相對體表面積就小，單位體重的相對散熱量變小：貝格曼規(guī)律：內(nèi)溫動物在冷的氣候地區(qū)，身體趨向于大；阿倫規(guī)律：內(nèi)溫動物在冷的氣候地區(qū)，其突出部位（四肢、尾、耳）趨向變短；喬丹規(guī)律：低溫使動物生長和發(fā)育速度變慢，延長成熟期，便于脊椎數(shù)目增多。

b、增加羽毛或毛的密度、高度和質(zhì)量。

c、增加隔熱性及調(diào)節(jié)。第34頁/共69頁2）增加產(chǎn)熱。3）動物動脈在深層，靜脈分深層和淺層，寒冷時多數(shù)血液從深層靜脈回心，防止熱量散失，熱時多數(shù)血液從淺層靜脈回心，利于散熱。4）局部導(dǎo)熱性。5）冬眠適應(yīng)低溫。2、高溫1）將恒溫機(jī)制控制的溫度范圍適當(dāng)放寬，不嚴(yán)格恒溫能暫時忍耐高溫。2）避開不利的條件。3）靠身體發(fā)育的一些特殊結(jié)構(gòu)形成生理適應(yīng)。第35頁/共69頁（五）溫度與動物行為1、選擇溫度適宜的空間2、選擇溫度適宜的活動時間3、通過遷移來適應(yīng)溫度4、自行建立小氣候的場所5、通過集體建立小氣候環(huán)境（六）溫度與動物分布1、溫度對變溫動物分布起直接限制作用2、溫度對常溫動物分布起間接限制作用第36頁/共69頁二、水分（一）水對陸生動物的影響

1、水的代謝：動物有機(jī)體與環(huán)境間不斷進(jìn)行著水的交換，稱為水代謝。陸生動物在此方面的適應(yīng)特征：

1）得水

2）減少失水

2、濕度對動物影響

1）濕度與動物行為

2）濕度與動物體色

3）濕度與動物生長發(fā)育第37頁/共69頁4）濕度與動物繁殖

5）濕度與動物壽命

第38頁/共69頁3、降水的意義：

1）動物繁殖周期性與降水季節(jié)性相一致

2）動物數(shù)量和降水4、冰覆蓋的作用：冰覆蓋時間越長、越穩(wěn)定，其動物區(qū)系越貧乏。

1）永久性冰覆蓋

2）季節(jié)性冰覆蓋第39頁/共69頁5、雪被的作用：季節(jié)性降雪常形成穩(wěn)定的積雪覆蓋，稱為雪被。

1）雪被與動物體色

2）雪被與動物行為

3）雪被與動物食性

4）雪被與動物數(shù)量第40頁/共69頁（二）水對水生動物的影響水生動物的水代謝與鹽代謝密切相關(guān)，稱為水鹽代謝。等滲壓：動物體液的滲透壓與環(huán)境相等。高滲壓：動物體液的滲透壓高于環(huán)境滲透壓。低滲壓：動物體液的滲透壓低于環(huán)境滲透壓。廣鹽性動物：海洋動物能夠進(jìn)入河口的咸淡水并生存，甚至進(jìn)入淡水，或者相反，淡水動物能夠進(jìn)入海水生活的種類。狹鹽性動物：只能耐受有限范圍的鹽度變化。

第41頁/共69頁1、水生無脊椎動物2、水生脊椎動物魚類血液、尿和周圍水的滲透壓比較類別冰點(diǎn)下降△℃周圍水血液尿液海洋硬骨魚1.850.800.70淡水硬骨魚0.020.700.10海洋軟骨魚1.851.931.92第42頁/共69頁1）淡水硬骨魚：高滲壓，體外水→體內(nèi)，腎臟發(fā)達(dá)，大量排出清水尿；2）海洋硬骨魚：低滲壓，體內(nèi)水→體外，腎小球退化，尿量少，大量吞水入體內(nèi)，通過鰓及泌鹽細(xì)胞排出多余鹽分；3）海洋軟骨魚：等滲壓，主要貯存尿素來維持體內(nèi)的高滲壓與海水相等；4）廣鹽性洄游魚類：溯河性鮭、鱒，降河性鰻鱺，均為滲透壓調(diào)節(jié)者。3、海洋肺呼吸脊椎動物第43頁/共69頁三、光1、光與動物的繁殖：長日照動物：在溫帶和高緯度地區(qū)，在春、夏之際白晝逐漸延長，許多鳥獸開始繁殖。短日照動物：在秋、冬之際，白晝逐漸縮短，綿羊、山羊、鹿等動物開始性腺活動。秋冬交配，春夏產(chǎn)仔，與長日照動物一致，因?yàn)檫@是食物條件最好的時期。第44頁/共69頁2、光與動物的季節(jié)節(jié)律：1）光與動物的遷徙2）光與動物的換羽、換毛3）光與昆蟲滯育

3、光與動物的晝夜節(jié)律：

晝行性動物：許多動物白天活動，夜間休息。夜行性動物：一些動物白天休息，夜間活動。全晝夜性動物：白天、夜間均可活動。4、動物的潮汐周期（月周期）第45頁/共69頁四、土壤1、土壤的形成和土壤動物

地殼表層的巖石在氣候條件下，特別是溫度使其分裂成碎片，經(jīng)長時間風(fēng)化成為疏松物質(zhì)，構(gòu)成土壤的礦物質(zhì)部分，生物有機(jī)體（糞便等）和尸體給礦物質(zhì)增加了有機(jī)物質(zhì)，成為土壤。土壤中的動物有：

1）以活的植物及其同化物質(zhì)獲得營養(yǎng)的寄生性線蟲、食根昆蟲。

2）以枯枝落葉為食物的蚯蚓、鼠等。

3）以線蟲為食物的捕食消費(fèi)者。

4）棲息于土壤中的高等捕食動物。第46頁/共69頁2、土壤對動物的影響：1）土壤化學(xué)性質(zhì)2）土壤結(jié)構(gòu)：五、大氣和氧1、陸地上氧氣大氣和氧對動物的分布產(chǎn)生重要影響，隨海拔的上升，動物種類會逐漸減少，而高山上的動物都有一些特殊的適應(yīng)：穩(wěn)定的適應(yīng)暫時的適應(yīng)第47頁/共69頁2、水中的溶解氧對水生動物而言，氧氣是重要的限制因子之一。水中溶解氧有兩個來源：大氣中氧擴(kuò)散到水中水中綠色植物營光合作用釋放的氧水中含氧量隨水體不同而變化水中含氧量隨季節(jié)變化水中含氧一天內(nèi)也有變化動物對氧的需求與其活動性有關(guān)第48頁/共69頁六、風(fēng)空氣由高氣壓地區(qū)向低氣壓地區(qū)流動就形成了風(fēng)。1、風(fēng)對動物分布的影響2、動物對風(fēng)的適應(yīng)七、火火作為生態(tài)因子具有重要作用：火能促進(jìn)森林更新和增加生物多樣性。燃燒枯干和死亡的植物有機(jī)體，為動物提供更多更好的食料（指草食動物）。火可以改變鳥類的棲息地。第49頁/共69頁第三節(jié)動物與生物因子的相互關(guān)系一、動物與食物（一）動物食性的基本類型1、動物按其食物性質(zhì)分：植食動物（草食動物）肉食動物食腐動物寄生動物雜食性動物第50頁/共69頁2、按取食方式分：濾食性動物碎食性動物嚙齒性動物捕食性動物3、按食物成分多少分：單食性動物寡（狹）食性動物多（廣）食性動物雜（泛）食性動物第51頁/共69頁

食物根據(jù)出現(xiàn)的頻次分為：基本食物次要食物偶吃食物被迫食物第52頁/共69頁（二）動物食性特化的生物學(xué)意義：1、狹食性2、廣食性（三）動物食性的改變1、食性按年齡改變2、食性按性別不同而不同3、食性按季節(jié)而改變4、食性按地理區(qū)域而不同第53頁/共69頁（四）動物對食性特化的適應(yīng)1、形態(tài)結(jié)構(gòu)的適應(yīng)昆蟲口器蠅蚊蝶

蝗蟲第54頁/共69頁鳥類的喙2、生理方面的適應(yīng)第55頁/共69頁（六）動物最佳食譜選擇（五）食物對動物產(chǎn)生的影響