Question

生態(tài)學(xué)家高斯曾在實(shí)驗(yàn)室里做過這樣的實(shí)驗(yàn)：他將2種草履蟲，即有尾草履蟲和雙小核草履蟲分別培養(yǎng)在容器中，各給以細(xì)菌作食物，不久兩種草履蟲分裂繁殖并和細(xì)菌數(shù)量達(dá)到平衡。但是如把2種草履蟲放在同一培養(yǎng)皿中，給以細(xì)菌混合培養(yǎng)，16天后，結(jié)果如下圖。

　　(1)從圖中可以看出：混合培養(yǎng)后，能正常生長的是______，不能正常生長的是______。

　　(2)試分析高斯實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因，生物學(xué)上稱這種現(xiàn)象是什么？

　　(3)混合培養(yǎng)后，能正常生長的個(gè)體發(fā)展趨勢(shì)是______，在這個(gè)發(fā)展過程中，生物因素間的關(guān)系將由______轉(zhuǎn)變?yōu)開_____。

　　(4)如果在自然界中，2種草履蟲生活在同一環(huán)境里，是否會(huì)發(fā)生與高斯實(shí)驗(yàn)相同的結(jié)果？說明原因。

Answer 1

(1)雙小核草履蟲 有尾草履蟲

　　(2)由于雙小核草履蟲繁殖速度略高于有尾草履蟲，具有一定優(yōu)越性，因此在食物數(shù)量有限的情況下，它就能勝過有尾草履蟲而生存下來。生物學(xué)上稱這種現(xiàn)象為種間競(jìng)爭(zhēng)。

　　(3)先增加然后穩(wěn)定 競(jìng)爭(zhēng) 種內(nèi)斗爭(zhēng)

　　(4)不會(huì)發(fā)生與高斯實(shí)驗(yàn)相同的結(jié)果。

　　原因：自然生態(tài)系統(tǒng)的成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自動(dòng)調(diào)節(jié)能力強(qiáng)。

解析:

(1)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，混合培養(yǎng)16天后，有尾草履蟲均消失，只有雙小核草履蟲繼續(xù)存活其中。

　　(2)比較2種草履蟲單獨(dú)生長的數(shù)量曲線圖，可以發(fā)現(xiàn)，雙小核草履蟲比有尾草履蟲世代時(shí)間略短，因而繁殖速度略快。由于雙小核草履蟲有這樣一個(gè)優(yōu)越性，在一定量食物的限制因素之下，它就能勝過有尾草履蟲而生存下來。生物學(xué)上把這樣兩個(gè)物種之間為爭(zhēng)奪生活資源而發(fā)生斗爭(zhēng)的現(xiàn)象稱為(種間)競(jìng)爭(zhēng)。

　　(3)雙小核草履蟲在與有尾草履蟲的競(jìng)爭(zhēng)中生存下來，數(shù)量不斷遞增。遞增到一定程度后，由于受到食物等因素的限制，雙小核草履蟲種群內(nèi)的不同個(gè)體間也會(huì)發(fā)生爭(zhēng)斗，逐步使其繁殖數(shù)量與細(xì)菌的數(shù)量達(dá)到此起彼伏的平衡。因此，雙小核草履蟲的發(fā)展趨勢(shì)是，先遞增然后穩(wěn)定；在這個(gè)發(fā)展過程中，生物間的關(guān)系由種間競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)變?yōu)榉N內(nèi)斗爭(zhēng)。

　　(4)從理論上說，一種生殖率高及取食力強(qiáng)的物種可以淘汰另一種生殖率低及取食力弱的物種。這種情況在實(shí)驗(yàn)室的比較單純的實(shí)驗(yàn)種群中是可以實(shí)現(xiàn)的，高斯實(shí)驗(yàn)就是一個(gè)高度簡(jiǎn)化的實(shí)驗(yàn)。在自然環(huán)境中，沒有像上述實(shí)驗(yàn)中那樣簡(jiǎn)單的環(huán)境，因而極少有因單純競(jìng)爭(zhēng)造成一種動(dòng)物被淘汰的現(xiàn)象。實(shí)際上，在自然界這2種草履蟲是可以生活于同一池塘中的。雖然兩者生長速度不同，但池塘中還有其他因素介入，情況就不會(huì)像上面實(shí)驗(yàn)?zāi)菢雍?jiǎn)單了。情況越復(fù)雜，調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)。例如，池塘中有一種櫛毛蟲，以草履蟲為食，數(shù)量多的草履蟲被捕食的機(jī)會(huì)多，因而2種草履蟲可借助櫛毛蟲的捕食而達(dá)到平衡。櫛毛蟲實(shí)際上只是對(duì)2種草履蟲的數(shù)量變動(dòng)有作用的諸多環(huán)境因素之一，所以在自然環(huán)境中一種草履蟲是難以消滅另一種草履蟲的。

本題考查對(duì)生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用能力及識(shí)圖能力，是一道綜合分析題。考查內(nèi)容涉及生態(tài)因素中的種間關(guān)系和種內(nèi)關(guān)系，以及生態(tài)平衡的原理。學(xué)生容易犯以下一些錯(cuò)誤：(1)混淆競(jìng)爭(zhēng)和捕食的含義，誤把兩種草履蟲間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系當(dāng)作捕食關(guān)系；(2)誤認(rèn)為題中兩種草履蟲是屬于一個(gè)物種，是種內(nèi)關(guān)系；(3)忽視了自然環(huán)境中生態(tài)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，將其簡(jiǎn)單化、模式化。