3.4 生态系统的信息传递（教学课件）生物苏教版选择性必修2

第三章 生态系统 第四节 生态系统的信息传递 选择性必修2 生物与环境 选择性必修2 生物与环境 生态系统的信息种类 生态系统的信息传递作用 目录 选择性必修2 生物与环境 生态系统的信息传递 生态系统除了能量流动、物质循环外，还存在着众多复杂的信息传递。例如，消融的冰雪、温暖的空气、和煦的阳光……会将春的气息传递给大地万物，于是有了大地复苏，春花烂漫，燕子归来，蜂蝶飞舞……每种生物都能根据周围无机环境变化的信息(information)不断调整自身的行为。在生态系统的种群和个体之间也存在着信息交流。这些信息是能引起生物生理、生化和行为变化的信号。 生态系统的信息来源和种类 每种生物都能根据周围无机环境变化的信息(information)不断调整自身的行为。在生态系统的种群和个体之间也存在着信息交流。这些信息是能引起生物生理、生化和行为变化的信号。生态系统中的这些物理信息(physical information)、化学信息(chemical information)、行为信息(behavior information)和营养信息(nutrition information)等，把生态系统各部分联系起来并协调为统一的整体。 选择性必修2 生物与环境 生态系统的信息种类 生态系统中以物理过程为传递形式的信息称为物理信息。物理信息可以来源于无机环境，也可以来源于生物体。光、声、热、电、磁等都是物理信息。例如，向日葵向光生长的现象与光信息有关(图3-4- 2);烟草、莴苣的种子在萌发时必须要有光 信息，而光信号会抑制苋菜、番茄种子的萌发；在繁殖期间，雄蛙和雄蝉都通过鸣叫引起同类异性的反应，这与声信息有关；在繁殖期间，雄性电鳗借助改变自己的电波释放 (如放电频率)引起雌鱼的注意，这与电信息有关。 生态系统的信息种类 生态系统中以植物的生物碱、有机酸等代谢产物和动物性外激素等化学物质传递的信息称为化学信息。这些传递信息的化学物质称为信息素(pheromone)。生物释放的信息素虽然量很少，但会影响生物种群的交配、捕食等诸多方面。例如，雌蚕蛾释放性外激素吸引雄蚕蛾前来交尾;社会性昆虫能通过某些化合物(追踪信息素),使同种其他个体尾随气味追踪，以找到食物或返回巢穴。 生态系统的信息种类 生态系统中以生物的表现或动作等特殊行为特征传递的信息称为行为信息。例如，丹顶鹤求偶时，雌雄鹤会翩翩起舞相互传递信息。它们通常在巢域内不断鸣叫，宣布对领地的占有；雄鸟引吭高歌，雌鸟高声应和，然后彼此对鸣、跳跃和舞蹈，进而配对、繁殖。 草原上有一种善于在地面行走的鸟，当发现敌情时，雄鸟会急速起飞，扇动两翼，给在孵卵的雌鸟发出逃避的信息。 生态系统的信息种类 生态系统中的营养信息是指环境中的食物及营养状况。 环境中的食物及营养状况会引起生物的生理、生化及行为发 生变化。例如，食物短缺会引起动物迁徙，植物叶色是植食性 动物取食的信息，被捕食者的体重、肥瘦、数量是肉食性动物取食的依据等。食物链就是一种生物的营养取食系统，其中的 各种生物通过营养信息关系，构成一个相互依存和相互制约的整体。食物链中的各个营养级的生物要求有一定的数量关系，前一营养级的生物数量制约了后一营养级的生物数量。 选择性必修2 生物与环境 生态系统的信息传递作用 生态系统中的信息来自植物、动物、微生物、人和非生物环境，这些信息在各成员之间或成员内部的交换、传递称为生态系统的信息流。这些信息把生态系统各部分联系、协调成为一个统一整体。但信息流不像物质流那样是循环的，也不像能量流那样是单向的。它往往是双向的，既有从信源(信息输出端)向信宿(信息接收端)的信息传递，也有从信宿向信源的信息反馈。一些科学家将信源传向信宿的信息流建成模型(图3-4-5),包括信源、发信器官、信道、接收器官和信宿5个主要部分。生态系统中的各种信息通过传递发挥作用。 生态系统的信息传递作用和应用 生物种群的繁衍和种间关系的调节等都离不开信息传递。所以，信息传递也是生态系统的基本功能之一。信息传递能够调节生态系统的各组分之间的关系，强化生态系统的调节机制。它既有从输入到输出的传递过程，也有从输出到输入 的反馈过程。例如， 一些植物(如油菜)花朵的香味释放“采蜜” 的信息，蝴蝶等昆虫循着气味信息前来吸食花蜜，同时也帮助植物完成传粉; 一 些动物(如箭毒蛙)体表的醒目色斑传递出“勿食我”的警告信息。 研究生态系统中生物与生物之间、生物与环境之间的信息传递及其作用，在生产实践中具有重要意义。在农业生产中，可以通过模拟传粉昆虫的信息，吸引这些昆虫前来帮助农作物传粉，以提高农作物产量；也可以在田间释放人工合成的性外激素，干扰农作物害虫的正常交尾，以减少农药的使用量，达到既防虫又环保的目的；还可以通过短日照处理使菊花 提前开放，或长日照处理使