如果一個單獨的種群(在自然界,常常是若幹種群的個體生長在一起)在食物和空間充足,並無天敵與疾病和個體的遷入與遷出等因素存在時,按恒定的瞬時增長率(r)連續地增殖,即世代是重疊時,該種群便表現為指數式地增長,即dN/dt=rN。其積分就得到經過時間t後種群的總個體數。種群如按此方式增長,那麼一個細菌經過36小時,完成108個世代後,將繁殖出2107個細菌,可以布滿全球一尺厚。達爾文也曾計算過繁殖緩慢的大象的個體。一對大象任其自由繁殖,後代都能成活,750年之後將會有19,000,000頭大象的存在。這些顯然是一種推算。實際上,這種按生物內在增長能力即生物潛力呈幾何級數或指數方式的增長在自然界是不可能實現的。因為限製生物增長的生物因素和非生物因素即環境阻力的存在(如有限的生存空間和食物,種內和種間競爭,天敵的捕食,疾病和不良氣候條件等)和生物的年齡變化等必然影響到種群的出生率和存活數目,從而降低種群的實際增長率,使個體數目不可能無限地增長下去。相反,通常是當種群侵入到一個新地區後,開始時增長較快,隨後逐漸變慢,最後穩定在一定水平上,或者在這一水平上下波動。此時個體數目接近或達到環境所能支持的最大容量或環境的最大負荷量(K)。在這種有限製的環境條件下,種群的增長可用邏輯斯諦方程表示:dN/dt=rN(K-N/K)=rN(1-N/K),1-N/K代表環境阻力。增長曲線表現為“S”形。一般認為,這種增長動態是自然種群最普遍的形式。
種群的特征
1.出生率和死亡率
出生率:種群中單位時間內每1000個個體的出生數。
死亡率:種群中單位時間內每1000個個體的死亡數
出生率和死亡率是影響種群增長的重要因素。
2.年齡結構
任何種群都是由老、中、青、少不同年齡個體組成的,這就形成了特定的年齡結構。
種群年齡結構的三種類型:
(A)增長型:表示種群中有大量幼體和極少數的老年個體,其出生率大於死亡率,是一個迅速增長的種群。
(B)穩定型:出生率與死亡率基本持平,是一個數量穩定的種群。
(C)衰退型:出生率小於死亡率,是一個數量下降的種群。
研究種群的年齡結構,對於了解種群的密度、預測未來發展趨勢和采取相應管理措施等具有很重要的意義。
3.性比率
指雌雄兩性個體數量在種群中所占的比率。是與種群動態有關的重要結構特征之一。
4.種群分布型
一般把種群個體的水平分布歸納為三種基本類型:隨機分布、群聚分布和均勻分布。在自然界,個體均勻分布的現象是極少見的,隻有在農田或人工林中出現這種分布格局。成群分布的形式較為普遍,如森林中各個樹種或林下植物多呈小簇叢或團片狀分布。影響個體水平分布形式的因素是很多的,主要決定於物種的生態-生物學特性和環境條件的狀況。
5.密度
指單位麵積上個體的數量,是最重要的種群參數之一。它的變動範圍很大,因物種與環境條件不同而異。通過測定密度可獲知種群的動態、種群與其環境資源和生態條件的關係以及用於估算生物量和生產力。
6.多型性
指種群內因個體在形態、生殖力、色斑和生理生態習性上出現差異而形成的不同生物型。
物種的寄生關係
一、寄生的概念
寄生(parastisu)一種生物從另一種的體液、組織或已消化物質獲取營養並造成對宿主危害,更嚴格說,寄生物從較大的宿主組織中攝取營養物,是一種弱者依附於強者的情況。
二、寄生物的多樣性
(1)微寄生物(Microparasites),在寄主體內或表麵繁殖。
(2)大寄生物(Macroparasites)在寄主體內或表麵生長,但不繁殖。
主要的寄生物有細菌、病毒、真菌和原生動物。在動物中,寄生蠕蟲特別重要,而昆蟲是植物的主要大寄生物。
專性寄生必須以宿主為營養來源,兼性寄生也能營自由活動。
(3)擬寄生物(parasitoids)包含一大類昆蟲大寄生物,它們在昆蟲宿主身上或體內產卵,通常導致寄主死亡。
三、傳播方式
寄生物可以橫向傳播(在種群個體之間),或在少數情況下,以縱向傳播(從母體到後代)。橫向傳播或直接或間接,由傳播媒體或中間宿主做中介。有時候傳播的主要途徑是經過另一種而“偶然”獲得。
四、寄主對疾病的反應
脊椎動物被微寄生物感染後會產生強烈的免疫反應,這種反應有兩種明顯成份:
①細胞免疫反應,吞噬細胞(如白血細胞-T淋巴細胞)攻擊並吞沒病原體細胞。
②B-細胞免疫反應,以特定蛋白(或抗體)的生產為基礎,由B淋巴細胞結合到病原體表麵。如果再次遭遇同樣病原體(或抗原),免疫記憶會快速生產特異抗體,提高免疫力。