第16期 生态系统的信息传递、生态系统的稳定性-2019-2020学年高二生物必修三数理报(人教版)

书书书 信息与信息传递 在生态系统中，能够引起生物产生生理、生化和行 为变化的各种信号，都称为信息．信息传递是生态系统 的基本功能之一，没有信息的生态系统是不可想象的． 生态系统中的各种成分就在错综复杂的信息的调控和 影响下，各自处于一定的状态，执行一定的功能，从而使 得生态系统处于一种有条不紊的平衡状态． 信息的基本类型 根据信息在生态系统中传递过程的差异，一般将信 息分为３大类：物理信息、化学信息和行为信息． 物理信息是指以物理过程为传递形式的信息，包括 生态系统中的各种光、颜色、电、磁、声音、热等． 化学信息是指生态系统中各个层次的生物所产生 的一些代谢产物，影响、协调系统的各种功能而形成的 信息． 行为信息是指生物在生长发育、生命活动的过程 中，某些特殊表现和特殊行动所传达的信息．如蜜蜂在 发现蜜源时跳的圆圈舞和“８”字舞、动物的拟态等． 不同类型的信息是通过不同的方式完成信息传 递的． 信息传递在生态系统中的作用 信息的传递对生物个体、群体和生态系统都有十分 重要的意义． １．个体生命活动的进行离不开信息的传递．如植物 的开花现象离不开信息的刺激、动物的换毛离不开光的 刺激等． 特别讲解：在夏天，黄昏以后，蝙蝠在空中飞行，这 是它在捕捉食物，它的食物是蚊、蝇等昆虫．在黑暗中它 怎么能够看见昆虫呢？是不是它的视力特别发达？实 验证明，蝙蝠的视力很弱．如果将它的双眼蒙住，它仍能 自由地飞翔．可是，假如把它的双耳堵住，那它就要撞树 碰壁了．这是怎么回事？原来，蝙蝠在飞行中感知周围 的物体，并不是靠视觉，而是靠自身喉部发出的超声波． 蝙蝠发出的超声波碰到周围的物体后，便会反射回来， 被双耳接收，再经过大脑分析，它便能够分辨出该物体 的方位、大小和性质（是食物、敌害还是障碍物）了．人们 通常把蝙蝠的这种探测目标的方式叫做回声定位．蝙蝠 的这种回声定位本领与雷达十分相似，但其精密程度比 雷达高．几万只蝙蝠生活在同一个岩洞里时，同时发出 很多超声波，而每只蝙蝠都能很准确地听到属于自己的 回声，从而判断周围的情况，互不干扰． ２．生物种群的繁衍也离不开信息的传递．如昆虫的 交配行为离不开性外激素的刺激，有些昆虫还有婚舞的 行为等．又如，自然界中，植物开花需要光信息刺激，当 日照时间达到一定长度时，植物才能够开花．许多动物 都能在特定时期释放用于吸引异性的信息素． ３．生态系统的稳定性也需要信息的传递维持．如花 的颜色与香味往往成为吸引昆虫取食进而为之传粉的 重要信息，对调节生态系统的食物链关系及最终的稳定 性有重要作用． 特别讲解：在生态系统中，食物链上的相邻物种之 间存在着“食”与“被食”的关系，相邻物种的某些个体 行为与种群特征为对方提供了大量的有用信息．例如， 在草原上，当草原返青时，“绿色”为食草动物提供了可 以采食的信息；森林中，狼能够依据兔留下的气味去猎 取后者，兔同样也能够依据狼的气味或行为特征躲避猎 捕．各种生物的体形和体色都有尽量与其生存环境相一 致的特性．这一特性是防卫“敌人”的一种自然保护色， 也是一种信息作用．生物具有寻找与其体色相同的环境 并居住下来的机能，以确保自己免遭杀害，这是一种行 为信息在生物保护中的作用．对于蝗虫、蚱蜢，当秋冬杂 草枯黄的物理信息传到虫体，反映到大脑时，大脑就会 指示躯体的皮肤改变颜色，使之与草色相一致，从而保 护其免遭杀害．有的动物以其特别姿态变化来吓唬敌人 以得到保护．如豪猪遭遇敌人时，将其体刺竖直，形成可 怕的姿态，从而赶跑敌人；家猫见到狗则“猫装虎”，以克 敌；海洋生物乌贼遇到敌人时，通过喷出墨液来赶跑敌 人；瓢虫被鸟类啄食时，其体内会分泌出强心甙，使鸟感 到难以下咽而吐出．可见，信息还能够调节生物的种间 关系，以维持生态系统的稳定． 环境是生态系统的信息源，当绿色植物通过光合作 用，把来自环境的太阳能以化学能的形式固定下来并输 入生态系统的同时，也就将信息引进了系统．生态系统 中充满着各种物理信息，生物体代谢过程中产生的种种 物质，在系统中不断传递着化学信息；生态系统中的食 物链和食物网中又到处充满着营养信息，正是这些营养 信息同能量和物质的协同作用，才将地球生物圈中的数 百万个物种联系成了一个整体． 信息传递的基本过程 生态系统中的各种信息在生态系统的各成员之间 和各成员内部的交换流动，称为生态系统的信息传递． 信息传递的方式不像物质流动那样是循环的，也不像能 量流动那样是单向的，而往往是双向的，有从输出者向 输入者的信息传递，也有从输入者向输出者的反馈（如 下图）． 生态系统中信息传递的基本过程分为信源、发送器 官、信道、接收器官和信宿等５个主要部分（如下图）． 信源产生要传输的信息，通过发送器官将信息转变 成为适合于信道上传递的信号，信道连接发送端与接收 端，将