8.4.1微生物群落的形成与发展 - 微生物群落的形成与发展

1第四节第四节微生物群落的形成与发展微生物群落的形成与发展一、群落的形成与演替群落的形成与演替在没有生物定居史的生境中在没有生物定居史的生境中，先锋种群的侵入可建立初级先锋种群的侵入可建立初级群落群落。但随着时间的推移但随着时间的推移，生境条件发生变化生境条件发生变化，当有更合当有更合适的种群侵入时适的种群侵入时，一些先锋种群逐渐遭到淘汰一些先锋种群逐渐遭到淘汰。这种发生这种发生于特定生境中一种类型群落取代另一种类型群落的过程于特定生境中一种类型群落取代另一种类型群落的过程，称为称为*演替演替(succession)。2若这个过程发生在没有生物定居史的生境中若这个过程发生在没有生物定居史的生境中，就称为就称为*初级初级演替演替(primarysuccession)。若这个过程发生于有生物定若这个过程发生于有生物定居史或有生物群落的生境中居史或有生物群落的生境中，就称为就称为*次级演替次级演替(secondarysuccession)。在群落演替中在群落演替中，可出现可出现*顶极群落顶极群落(climaxcommunity)，它代表着群落内部各个种群之间以及群落与它代表着群落内部各个种群之间以及群落与环境之间的动态平衡环境之间的动态平衡。3二、群落的典型结构与稳定性群落的典型结构与稳定性*生物群落的典型结构生物群落的典型结构：一种是种类较少：一种是种类较少、但每个种群的个但每个种群的个体数较多；另一种是种类较多体数较多；另一种是种类较多、但每个种群的个体数较少但每个种群的个体数较少。群落的生物多样性越高群落的生物多样性越高，由其构成的由其构成的食物链食物链（网）越复杂越复杂，物流和能流的通道越多物流和能流的通道越多。一条通道发生故障一条通道发生故障，可以由其他可以由其他通道分流通道分流。因此因此，结构复杂的生物群落具有较强的抗干扰结构复杂的生物群落具有较强的抗干扰能力能力。这一规律叫做这一规律叫做“多样性导致稳定性规律多样性导致稳定性规律”。4生态系统生态系统结构与功能之间的关系结构与功能之间的关系*：①群落结构与群落功能密切相关群落结构与群落功能密切相关，一方变化必然引起另一方，一方变化必然引起另一方变化。变化。②群落功能对胁迫的敏感性高于群落结构群落功能对胁迫的敏感性高于群落结构。胁迫影响个体。胁迫影响个体(或种群或种群)的生理功能，但还没有淘汰而影响群落结构。的生理功能，但还没有淘汰而影响群落结构。③群落结构对胁迫的敏感性高于群落功能群落结构对胁迫的敏感性高于群落功能。胁迫使个体胁迫使个体(或种群种群)淘汰而改变群落结构淘汰而改变群落结构，但存在相同的生理群但存在相同的生理群，分担了被分担了被淘汰菌群的生理功能淘汰菌群的生理功能。这种生态系统的功能不受生物群落结这种生态系统的功能不受生物群落结构影响的现象构影响的现象，称为称为功能冗余功能冗余(functionalredundancy)。5*稳定性稳定性:当受到外来因素干扰时，群落能通过自我调节当受到外来因素干扰时，群落能通过自我调节恢复初始状态，即群落具有一定的稳定性。恢复初始状态，即群落具有一定的稳定性。*失稳性失稳性:当外来干扰超过一定强度时，群落丧失自我调当外来干扰超过一定强度时，群落丧失自我调节能力，遭受损害甚至瓦解。节能力，遭受损害甚至瓦解。6三、群落演替的致因群落演替的致因（一）群落的进化群落的进化**基因库基因库(genepool):指种群中全部个体所有基因的总和指种群中全部个体所有基因的总和。种群中不断有新个体产生和老个体死亡群中不断有新个体产生和老个体死亡。繁殖个体所携带的基繁殖个体所携带的基因会随繁殖而向下传递因会随繁殖而向下传递。通过突变通过突变，新基因加入基因库新基因加入基因库，致使种群基因库不断吐故纳新使种群基因库不断吐故纳新。适应环境能力强的个体后裔较适应环境能力强的个体后裔较多，对种群基因库的贡献也较大对种群基因库的贡献也较大。种群长期生活于某一环境种群长期生活于某一环境中，会对该环境产生适应会对该环境产生适应，形成一些稳定的生态性状形成一些稳定的生态性状，并可并可遗传遗传。种群的这种适应分离是产生种群的这种适应分离是产生*生态型生态型，并进一步产生并进一步产生新种的重要途径的重要途径。种群是群落的组成单位种群是群落的组成单位，物种性状的改变势物种性状的改变势必影响群落特征必影响群落特征。7在废水生物处理中在废水生物处理中，有毒物质胁迫可引起反应器内微生物的有毒物质胁迫可引起反应器内微生物的定向突变定向突变，产生抗性基因产生抗性基因。将细菌放置于存在有毒物质胁迫将细菌放置于存在有毒物质胁迫的环境中的环境中，其基因组内与抵抗有毒物质胁迫有关的特定区域其基因组内与抵抗有毒物质胁迫有关的特定区域的突变率明显增加的突变率明显增加，最终形成抗逆物种最终