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マインドマップギャラリー 生態学
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生態学
主に生態系生態学、応用生態学、現代生態学、公式、生物と環境、個体群生態学、群集生態学が含まれます。
2024-03-21 21:13:05 に編集されました
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生態学
生物と環境
環境が生物に及ぼす影響
環境に対する生物学的反応
許容限界
リービッヒの最小因数の法則
バレル法にほぼ等しい
寛容の法則
エコロジー幅（エコロジー価格）
耐性に影響を与える要因
生物種
発達段階
全体的な変更点
1 つの要素の許容度が低下すると、他の要素の許容度も同時に低下します。
家畜化
自然な家畜化
人工家畜化
ホメオスタシス
生態系の幅と適応範囲を拡大する
環境上の制約から完全に逃れることはできない
エネルギー環境
熱いとは短波長の光が多いことを意味し、冷たいとは長波長の光が多いことを意味します
高度の特殊なケース: 高度が高くなるほど、短波光が多くなります
緯度が高くなると日照時間が長くなります
光合成活性放射線
光合成に利用できるスペクトル
スペクトル範囲: 380~710nm
赤色光は糖の合成に有益であり、青紫光はタンパク質の合成に有益です。
さまざまな光の性質が植物に及ぼす影響
青紫光とシアン光は植物の伸長と成長を阻害します
青紫光は植物の色素の形成に有益です
光強度
カロテンは暗闇で生成される
黄変現象
夜間や夜明けや夕暮れの暗い場所での活動に適応
夜行性または昼行性
動物活動に関連する光周期
光周期
植物
長日植物
日照量が一定値を超えた場合にのみ花が咲きます
大根、ほうれん草、小麦、インパチェンス、ごぼう
短日植物
日照量が一定値以下の場合にのみ花が咲きます。
トウモロコシ、ソルガム、米、綿花、アサガオ
日中の植物
昼と夜がほぼ同じときに咲く
熱帯植物（サトウキビ）が少ない
日中植物
日照時間に関係なく開花
タンポポ、インゲン、キュウリ、トマト、サツマイモ
動物
再現する
長い日の動物たち
イタチ、ミンク、ハリネズミ、ハタネズミ、キジ
春の繁殖
短日動物
羊、ジャコウジカ、鹿
秋の繁殖
春から夏にかけて出産
昆虫
休眠
ナシフィラリアの幼虫
フェザー
温帯と寒帯で脱皮する
獣たちは春から秋に移り変わります
鳥は毎年変わります
移住
長い光を当てていない鳥は移動しないか、逆方向に移動しません
温度
土壌
地下40メートル以降は基本的に温度変化がありません
土壌深さ↑、温度極値の発生時間が遅くなり、その時間差は深さに比例する
浅い短周期変化、深層の長周期変化
中緯度地域における地温の大きな年間変化
日射量と日射時間は大きく異なります
低緯度の地温は降雨によって制御される
高緯度および高標高は積雪に関係します
水域
湖上層
サーモクライン
湖の下層
循環（表層が先に4℃に到達）
風に吹かれる表面
表面温度↓
上流と下流
循環が現れる
氷が溶ける
表面温度↑
水中に打ち上げる
循環が現れる
動物の種類
常温＆変温
平熱は基本的に一定です
変温体温は環境によって変化します
外部温度と内部温度
外部温度は周囲の熱源に依存します
内部温度は体内の酸化代謝に依存して熱を生成します
熱中性帯
動物の代謝率が最も低く、酸素消費量が周囲温度によって変化しない環境温度範囲
植物と変温動物
温度係数
Q10=t℃における体温における代謝率/(t-10) t℃における体温における代謝率
Q10は通常約2です
温度による代謝率の増加について説明する
低体温症による損傷
凍結ダメージ
自由水の結晶化
細胞膜の破裂
タンパク質の不活化または変性
冷害
低温は生理的バランスを崩したり、生理的活動を低下させます。
凍結に強い
細胞の外側を凍らせる
高緯度海洋の潮間帯の貝類に多く見られる。
超寒冷現象
凝固溶質の蓄積および凝固点低下に対する耐性
ハバチ、南極硬骨魚
発育閾値温度（生物学的ゼロ）
実効積算温度（総積算温度）
実効積算温度の法則
K=N（T-C）
Kは総熱量を表し、Nは使用日数を表し、Tは周囲温度を表し、Cは現像閾値温度を表し、V=1/N
T=C K/N=C KV
家畜化
家畜化（人為的実験誘導）
気候順応（自然発生）
春化
低温前の発育と開花の誘導
適応する
植物は低温に適応します
自由水↓、結合水↑
細胞内糖およびその他の溶質↑
細胞膜不飽和脂肪酸 ↑ 膜透過性と安定性を向上
熱ヒステリシス活性と再結晶阻害活性を有し、氷結晶の生成を抑制する不凍タンパク質
北極と高山植物
脂質で保護された芽と葉
つぼみには鱗片があり、体表にはワックスの粉があり、密な毛が生えています。
幹は太く短く曲がり、枝は這い、樹皮は厚い。
内温動物は低温に適応する
ベルクマンの法則
体温↓、体形↑、相対体表面積↓、熱放散の減少
アレンの法則
寒い地域に生息する内温動物の手足、尾、外耳は短く小さくなる傾向があり、熱放散が減少します。
向流熱交換
熱伝達: 動脈→静脈 (枝の収縮により血流と熱損失が減少します)
非震え熱産生 (NST)
小型哺乳類
褐色脂肪組織 (BAT)
NST は BAT ミトコンドリアの内膜で発生し、独自の脱共役タンパク質サブチャネルを持っています。
チャネルが開くと、呼吸鎖によって生成される膜貫通プロトン勾配が使用され、プロトンはチャネルを通過してエネルギーを放出します。
交感神経ホルモンと甲状腺ホルモンによって制御される
寒冷適応
熱中性帯が広く、下限臨界点が低く、温度の低下に伴って下限臨界点以下の値が緩やかに増加し、直線の傾きが小さく、寒冷適応性が良好であることを示している。
植物は高温に適応します
日光が当たる広い場所を避ける
厚くする
生理学的
細胞の水分含有量、糖分または塩分濃度を下げる ↑
代謝率↓
原形質凝縮能力↑
蒸散により過熱を回避
ヒートショックプロテイン
新しいペプチドの折り畳みに参加し、高温によって損傷したタンパク質の回復を助け、完全に損傷したタンパク質を特定の場所に輸送して除去します。
動物は高温に適応する
熱窓
裸、皮膚が薄く、毛がなく、血管が豊富
例：ウサギの耳
有蹄類
頸動脈細動脈ネットワーク
脳の過熱を防ぐ向流熱交換
ヒートショックプロテイン（HSP）
哺乳類の HSP73 (構造的 HSP70) および HSP72 (誘導性 HSP70)、後者は正常細胞では低発現です
風
植物
「フラッグツリー」
風下側はよく育ち、風上側の芽は枯れる
一方通行の風が吹く地域で見られる
風が強ければ強いほど、木は短くなり、円錐形になる傾向があります。
広める
風によって受粉される花
花の色はあまり鮮やかではなく、量も多いです。
飛翔動物は風の強い地域には基本的に分布しない
保護適応
一部の無脊椎動物（昆虫）は風を利用して移動します
防風林
緊密な樹林帯（最悪）
澄んだ樹林帯
風通しの良い樹林帯（最高の防風効果）
風速↑、防風効果↑
火
クラウンファイア
破壊的
地上火災
破壊力は低く、主に苗木にダメージを与えます
長所：有機→無機
短所: 種の数の減少と種の貧困、土壌の保水力の低下、肥料の損失
物理的環境
水
田んぼの水容量
重力に逆らって土壌の細孔に溜まった水
貯水量上限
陸生植物
湿生植物
ベゴニア、米、いぐさ
中生植物
葉にはクチクラがあり、柵組織は比較的整っていて、蒸散を防ぐ能力は湿生植物よりも優れています。
乾生植物
漿液性の少ない植物
水分を50％失っても生存、葉が小さく、親水性コロイド物質が多く、浸透水吸収率が高い
多精子植物
五炭糖を多量に含み、高張吸水、根茎・葉実質組織→貯水組織（肉質性器官）
気孔は日中は閉じており、夜間には有機酸が炭素を固定し、日中はCO2に分解して光合成の原料となります。
水生植物
高濃度のPro、ソルビトール、グリベタニン、高浸透水吸収
塩腺
アブシジン酸はタンパク質の浸透を生成し、塩分ストレスに抵抗する遺伝子を活性化します。
植物の生産性
光合成効率: C4>C3
干ばつは生産性低下の主要因
水と動物たち
魚の浸透圧調節
高張性淡水硬骨魚
低張性の尿を大量に排出する
糸球体が発達しており、濾過率が高く、膀胱がない、または膀胱が小さい
えらは塩分を吸収してエネルギーを消費→ATPを加水分解してエネルギーを得る
血液-0.7℃&淡水-0.02℃
海水魚の低張性
血液-0.80℃&海水-1.85℃
排尿量が少ない、尿張が低い
海産軟骨魚は基本的に等張性です
血液貯蔵尿素およびトリメチルアミンオキシド
トリメチルアミンオキシドは尿素による酵素阻害を中和する効果があります
オフセット効果は尿素:トリメチルアミンオキシド=2:1の場合に最も強くなります。
ユーリ塩性回遊魚
尿の量は淡水では多く、海水では少なくなります。
浸透圧を調節するホルモン：コルチゾール、成長ホルモン、プロラクチン
密度適応
浮き袋
上の層はさらに膨らんでいる
沈下ガスの減少
深海魚
皮膚組織は透過性が高く、骨と筋肉は未発達で、浮き袋がありません。
肺呼吸する動物（クジラ、アザラシ）
肋骨には胸骨が付着しておらず、肋骨のないものもあり、中央腱のない横隔膜が胸腔内に斜めに配置されています。
深海に潜ると、水圧によって肺胞内のガスがすべて押し出され、窒素が溶けてなくなり、窒素沸騰による潜在的な病気が回避されます。
低酸素症への適応
植物の呼吸は夜間に酸素を消費するため、魚群の大量死が起こりやすくなります。
低酸素耐性の向上
可能性1：えらを流れる水の量が増える
低酸素環境における血中酸素容量の増加
ATP↓、デオキシHb酸素親和力↑
ATP↓、pH↑、血中酸素結合能↑
脱酸素化Hb↑、pH↑、HbO2親和性↑（ボーア効果）
低酸素刺激、過換気、CO2排出↑、pH↑
嫌気性代謝
えらは乳酸とエタノールを拡散してアシドーシスを避ける
両生類
淡水
皮膚は塩分を吸収し、腎臓は希釈した尿を排泄します。
膀胱の皮膚は水分を再吸収して体液を保持します。
海水両生類（カニを食べるカエル）
高濃度尿素保持力、高張性、浸透圧吸水性
陸上の動物
水分平衡
水分の損失を減らす
呼吸水の損失を減らす（向流交換）
吸入すると、水蒸気は深部温度で飽和水蒸気になります。
吐き出すとガスが冷やされ、水分が保持されます。
蒸発による水分の損失を減らす
皮膚が広範囲にわたる蒸発を防ぐ
排泄時の水分損失を減らす
ヘンリーループと集合管を通した吸水により尿を濃縮します。
ヘンリーループ長さ↑、水分回収量↑、尿濃度↑
タンパク質代謝産物の排泄
魚は主にアンモニアを排泄し、軟骨魚は主に尿素を排泄します。
両生類、授乳により尿素が排泄される
爬虫類、鳥、昆虫は尿酸を排泄します
適応パフォーマンス
昼と夜
夏眠
休眠
湿度
湿気を好む
相対湿度 ↑、発育率 ↑、繁殖力 ↑、寿命 ↑、死亡率 ↓
隠れた
乾燥を好むバッタは、相対湿度 70% で最大の発育速度、最大の産卵能力、最小の寿命を持ちます。
湿度が40%から80%の間では、70%に比べてバッタの寿命は延びますが、湿度が40%未満および80%を超えると寿命は短くなります。
平均寿命は「M」字型、死亡率は「U」字型
動物と雪のキルト
雪のキルト
高緯度地域での冬の降雪によって形成される安定した積雪
土壌温度
厚い積雪、地温 ↑、小型げっ歯類と越冬植物 ↑、鳥類と有蹄類 ↓
酸素
酸素と生体エネルギー代謝
一般的に、O2濃度↓、動物の代謝率↓
高地の低酸素状態への適応
酸素分圧
O2による気圧
血中酸素親和性指数
血液酸素飽和度が50%のときの酸素分圧
p50↑、親和性↓、曲線は右にシフト
p50↓、親和性↑、曲線左
DPG
2,3-ビスホスホグリセリン酸
p50 が増加し、親和性が↓になり、曲線が右にシフトします。
高度↑、DPG↑、p50↑
低酸素刺激、過換気、O2↑、CO2↓、血液アルカリ度、低炭酸ガス血症
高地から平地へ戻る
血液粘度↑、心臓負荷↑、心肥大が起こる
土壌
植物
塩アルカリ土壌植物
短く乾燥していて硬く、未発達の葉と厚い表皮があり、しばしば灰白色の毛が生えています。
分類
塩生植物
原形質は強い耐塩性を持ち、細胞は非常に高張性です。
例：ソルトソーングラス、シーハスの種子
塩生植物
茎と葉の塩腺は塩を分泌する
マングローブ植物、タマリスク、赤い砂（ピパチャイ）
ハロー不透過性植物
高張性、多量の可溶性有機物
ヨモギ、ソルトランド アスター、ソルトランド カモミール、アルカリ カモミール
乾癬
不定芽・不定根
眠れます
集団生態学
構成する
単一の生物
個々の個体の起源は受精卵であり、臓器や組織、部位の数は基本的に一定です。
哺乳類、鳥類、両生類、昆虫
構成要素生物
体の部分は反復可能であり、構成要素を蓄積することによって成長します (例: 木は枝や茎を蓄積して成長します)
ほとんどの植物、海綿体、ポリプ、サンゴ
密度と分布
統計
方法
マークアンドリキャプチャ方式（ピーターセン方式またはリンカーン方式）
N：M=n：m→N=Mn/m
エラーと原因
移民もいるから、今後も変わらないと思われる。
移民があり、ランダムに変化するか、変化しないと推定されます
チャープ数
配布された
均等に分散
ランダムな分布
クラスターに分散
ごくありふれた
理由: 資源の偏在、植物の種子が母植物を中心として広がる、動物の群れ行動。
ディストリビューション内タイプをテストするための指標
分散/平均
アーキテクチャ構造
植物における繰り返しの構成要素の空間配置
個人と環境の間の関係と機能を決定する
人口統計
索引
人口密度
一次母集団パラメータ
出生率
最大出生率
実際の出生率
一定期間にわたる各メスの実際の生殖成功率
年齢別出生率
特定の年齢層内で、各メスが単位時間当たりに産む子供の数
関連する要因
性成熟速度、一回あたりの生産量、繁殖数と胎生期、孵化期間、繁殖年齢
死亡率
最も低い死亡率
最適な条件下での生理的死亡率
実際の死亡率
年齢別死亡率
期間開始時の死亡者数/個体数
引っ越します
出て行く
二次母集団パラメータ
性比
年齢構成
年齢円錐形
ピラミッド - 成長型、若い個体が多く、老人は少ない
ベル型 - 安定
ポットの形状 - 下降型、下が小さく、上が大きく、より若い、より若い、より古い
期間構造
各期間の個体数
個人サイズのグループ
生物を構成する個体群について説明する
人口増加率
生命表
年齢
生存数n
年齢 x の期間の開始時の生存者数
生存率（年齢別生存率）l
出生から期間 x の開始までに生き残った個体の割合
l=n/n0、つまり生存率 = この期間の生存者数 / 初期生存者数
死亡者数 d
d=現在の期間n-次の期間n
死亡率q
q=d/n
平均余命（平均余命）e
将来の平均生存年数
平均生存者数 L
(この期間の n、次の期間の n)/2
総生存年数 T
人口の平均寿命 e0
k=この期間の個体数の常用対数 - 次の期間の個体数の常用対数、つまりlg? ? ? -lg? ? ?
k は特定の期間における致死率を表します
m(b) 出生率
この期間に各生存個体が産んだ子孫の平均数
純付加価値率 R0
R0=Σ(l×m)
R0>1、集団 ↑; R0<1、集団 ↓
動的な生命表
同期グループ
誕生から死まで
静的生命表
時間帯別アンケート
K-ファクター分析
生命表を継続的に観察して、どの主要な要因が総死亡率 k に最も大きな影響を与えるかを判断します。
生存曲線
lgl または lgn は y 軸、年齢 x は x 軸です
タイプ
丨タイプ
凸型：幼虫生存率↑、老年死亡率↑、非生理的死亡↓
大型哺乳類と人間
丨丨タイプ
ダイアゴナル型：死亡率が比較的安定
鳥
丨丨丨タイプ
凹型、幼虫死亡率↑
産卵する魚、貝、松の木
成長速度
自然成長率r
r=lnR0/T
Tは世代時間を表す（誕生から出産までが1世代時間）
T=(Σxlm)/(Σlm)
本質的成長率rm
理想的な条件下での最大瞬間成長率
生殖価値
生殖価 V
V=Σ（l1m/l0）
最後の期間の生存率は l1 であり、この期間の生存率は l0 であり、これらは再生産の最後の期間まで累積されます。
人口増加に対する特定の年齢の女性の平均寄与度
成長モデル
密度に依存しない人口増加 (人口の無限増加)
人口離散成長モデル
N 次世代 = λ N 今世代
人口サイズN
λサイクル成長率
λ>1、人口↑
λ=1、安定
λ<1、人口↓
N この世代 =N0λt 電力
世代が重ならない
人口継続的増加モデル
(b-d)N=Nr
出生率b、死亡率d
瞬間的な成長率、プラス増加とマイナス減少
世代が重なる
密度依存
環境容量K
最大収容人数
ロジスティック方程式
dN/dt=rN(1-N/K)
実際の人口増加には遅れがあり、画像内の最大値を超える可能性があります
TR=1/r
自然な反応時間、乱れた後にバランスを取り戻すのにかかる時間
季節の満ち引き
中ピークタイプ
この年は干ばつが発生し、雷と陵の二期の被害は軽微である。
二峰性
この年には洪水が発生し、雷陵はどちらの段階でも深刻な被害を受けます。
フロントピークタイプ
洪水、その後の干ばつ、萌芽期の激甚災害
後部ピークタイプ
最初に干ばつ、次に洪水、厳しい開花期
画像のゆらぎ
鳴っている
変動はどんどん小さくなっている
安定限界期間
安定した変動
カオスダイナミクス
不規則な変動
人口絶滅
サイズが大きく、出生率が低く、成長が遅く、成熟が遅い生物は死ぬ可能性が高くなります。
生態学的侵入
適切な環境への外来種の人為的導入、種の拡大と安定した拡大
判定：元の生態系の構造と機能を変化させ、危害を与えた
人口規制
制約
非密度制限因子
密度制限係数（環境容量を決定する人口密度に関連）
外因性個体群調節理論
密度制約のない気候学学校（イスラエル、ボーデンハイマー）
密度制約生物学派 (ニコルソン、スミス)
栄養回復理論 (Pitelka & Schultz)
餌の量↓→動物↓→植物↑→動物↑
食品物質↓→動物↓→植物↑→動物↑
内因性自己調節理論
行動規制 - ワイーン・エドワーズ理論 (Wyune-Edwards)
コミュニティの独占性、排除
キリスト教の内分泌調節理論（キリスト教）
種内の生存圧力↑、内分泌異常→死亡、圧力↓
人種遺伝的調節に関する Chitty 理論 (Chitty)
フォードは遺伝学の役割を最初に提案した
遺伝は適応度を決定します。ストレスが高いときは適者が生き残りますが、ストレスが低いときも同様です。
メタ集団ダイナミクス
メタ集団（異種集団または複合集団）
生息地パッチにおける地元個体群の収集
空間的に孤立し、個の拡散でつながる
地元の個体群: 相互作用の可能性が高い同じ種の個体の集合体
パッチ: 地元住民が占める空間エリア
標準
地元の繁殖個体群が占有できる離散的なパッチ
絶滅の危機に瀕している
パッチは再定着を防ぐほど隔離されてはなりません
それぞれの地域住民の動態は完全には同期していない
占有される生息地パッチの割合が時間の経過とともに変化するプロセスを指します。
地元の個体数が少ないと、局地的に絶滅するリスクが高くなります
より隔離されたパッチは侵入される可能性が低くなります。
突然変異と進化
遺伝子
同じ種の個体によって共有される遺伝子プール
遺伝子プール - 集団内のすべての個体の遺伝子の合計
遺伝子座: 対立遺伝子が占める染色体上の位置
突然変異
ポリモーフィズム
集団内で複数の表現型が発生する
グラデーショングループ
環境選択圧力は地理空間内で継続的に変化し、その結果、遺伝子頻度または表現型が徐々に変化します。
表現型形質または対立遺伝子頻度勾配
進化のダイナミクス
自然な選択
バリエーションが基本
フィットネスW=ml
豊饒
生存率
W↑、遺伝子頻度↑
選択係数 s
s w=1
w = 遺伝子型の適合性/最も高い適合性を持つ遺伝子型の適合性
表現型自然選択モデル
安定した選択
適度な価値観を持つ個体は生存率が高く、極端な個体は徐々に淘汰されていく。
方向選択
一方の極端な個人は有利であり、反対側の極端な個人は排除される
分割の選択
両端の個人は有益であり、中間の個人は排除されます。
代替
配偶子の選択
遺伝子の選択は配偶子の性能に反映されます（優性花粉と不育性花粉）
親族の選択 (社会構造に影響を与える)
個人の行動は、（同じ遺伝子を持つ）親戚の生存または繁殖に有利になります。
グループ選択
小グループからの選択
性的選択
動物界におけるオスとメスの競争
遺伝的浮動
人口規模 ↑、遺伝的浮動 ↓
指標: 1/N (人口サイズの逆数)
s が遺伝的浮動の強度より 10 倍以上大きい場合、後者は考慮されず、その逆も同様です。
遺伝的ボトルネック
一定期間の天災と人為的災害（乱獲）により個体数が激減し、それに伴う遺伝子頻度の変化と総遺伝的変異の減少が起こった。
創始者効果
遺伝的変異と特定の遺伝子の存在は、集団を作成する少数の個体に依存し、時間の経過とともに親集団からの乖離が大きくなります。
種分化
遺伝子の流れ
ハイブリダイゼーション、拡散、移動による集団内での遺伝子の移動
地理的種分化理論
地理的孤立
独立した進化
生殖隔離機構（種維持機構）の確立
隔離機構
交配前（接合前）分離 – 接合子形成の防止
生態学的（生息地）隔離
さまざまな生息地で生き残る
季節（時間）分離
発芽期・開花期は季節により異なる
性的孤立
異なる種の異性間の弱い引力
機械的絶縁
生殖器/花の物理的な無反応
さまざまな花粉媒介者の分離
昆虫媒介性の花はさまざまな種類の花粉媒介者を引き寄せます
交配後（接合体）分離 – 雑種の生存率と繁殖力を低下させる
ハイブリッドは生き残れない
ハイブリッド無菌性
ラバ
ハイブリッドが破損しました
生き残っても、生き残るものはあまり生きていませんが、増えるものはそれほど多産ではありません。
種分化モード
異所性種分化
地理的に隔離されており、古い種と新しい種の間の接触がない
K戦略、新しい種が形成されるまでにどれくらいの時間がかかるか
r-戦略種の分布域の端にある小さな個体群が創始者効果により分離され、新たな種に再編される
近所の種分化
分布域が隣接している、漸進的に分布している、新種と旧種が隣接している
同所性種分化
地理的な隔離がなく、餌、宿主、生息地の選択などに違いはありません。
倍数性による同所性の種分化
適応放射線
同じ祖先から生まれ、進化の過程で異なる種類に分化し、異なるライフスタイルに適応しました。
生活史戦略
生活史
生まれてから死ぬまでの全過程
生態学的対策（生活史対策）
生物が生存競争の中で獲得した生存戦略
エネルギーの割り当てとトレードオフ
単一の複製
多重複製
サイズ効果
体の大きさは寿命と強い正の相関があり、本質的な成長率と強い負の相関があります。
生殖戦略
r-選択
生存能力を犠牲にして高い再生産率を選択する
急速な発育、小さな成体、多数の小さな子孫、高い生殖エネルギー配分、短い世代周期
気候は変化しやすく、密度によって制御されず、生存曲線は丨丨丨で、幼虫の死亡率は高く、個体数の規模は不安定で、種間の競争は小さい
K-セレクト
高い繁殖率よりも高い生存率を選択する
遅い発育、大きな成体、少数の大きな子孫、低い生殖エネルギー配分、長い世代周期
気候は安定しており、密度は制限されており、生存曲線は丨&丨丨型で、個体群サイズは安定してKに近く、種間競争は激しい。
長所と短所
r
人口は回復しやすいが競争力は弱い
K
競争力は強いが回復は難しい
生殖価と生殖効率
生殖価値
現在産まれる予定の子孫の数
将来産まれると予想される子孫の数
進化の目的 - 生殖価値を最大化すること
対策選択の根拠
ビンカタツムリ
動かない岩肌の亀裂
セキュリティ ↑、競争力 ↑、K ゲームを使用
可動岩の表面
カタツムリ潰しの可能性、安全↓、競合↓、r対策使用
生殖効率
投入エネルギーに対する子孫の質量の比率↑、生殖効率↑
生息地の分類と植物の生活史戦略
CSRトライアングル
低重大度 (優れた環境)、低干渉 (良好な安定性)
競合対策（Cオプション）
重大度は高く、干渉は少ない
強制耐性対策 (S-choice)
重大度は低く、干渉は高い
雑草対策（R-Select）
重大度が高く、干渉が大きい
無生物
生殖の努力
高い生殖努力 (高 CR)
生殖は肉体的に成熟した後に始まります
生殖努力が低い (CR が低い)
生殖を遅らせない
「賭けをヘッジする」理論
成虫の死亡率と幼虫の死亡率の比率は比較的安定しています
成体は子孫を守り、長期間にわたって複数回繁殖することが期待されています
幼虫は成虫よりも死亡率が低い
生殖エネルギー配分↑、単一生殖
機会、バランス、循環的な生活史戦略
機会対策
低い幼虫生存率、少数の子孫、早期の性成熟、変化する予測不可能な環境への適応性、最大の定着能力
人間の言葉：品質が悪い、量が少ない、食事が多い（生産）
バランス戦略
幼虫生存率が高く、子孫が少なく、性成熟が遅く、競争力がある↑
人の言葉：高品質、少量、納期が遅い
循環的対策
大きな個体、多数の小さな卵、遅い性成熟は、完全な生殖と成功を達成するための好ましい機会を捉えます。
人間の言葉：高品質、大量、低生産
休眠と休眠
休眠
バッタの幼体（バッタの一種）の卵は、秋から春にかけて4℃以下で90日間発育し、厳しい冬を乗り越えます。
潜在現象
クマムシの脱水休眠
冬眠（鳥類と哺乳類）
冬眠
安静（砂漠の動物によく見られる）
移行する
移住
往復を繰り返す
海洋動物プランクトン、コウモリ、鳥、カエル、トナカイ
片道往復
魚、蝶、蛾
片道
斑点のある蝶、若虫の蝶
拡散
出生/繁殖地から離れる方向性のない移動
種内競争や近親交配を避ける
ライフサイクル
異常な
個体の生活史における形態変化
対策が複雑になる理由
種の分散と個体の成長の間のトレードオフ
期間ごとに異なる利点
生息地の利用の最適化
環境資源は時期によって変化する
老化
突然変異の蓄積
自然選択は有用な個体に焦点を当て、若い個体では変異遺伝子が選択されて廃棄されますが、高齢の個体では変異遺伝子の選択圧力は年齢とともに低下します。
複数の効果
遺伝子は生殖期間には有益ですが、高齢者には悪影響を及ぼします
種内および種間の関係
種内関係
競争する
共食い
密度効果
最終収量一定の法則（植物）
初期の播種強度に関係なく、特定の範囲内では、条件が同じであれば、植物の最終収量はほぼ常に同じになります。
Y=W×d=Ki
Y：単位面積当たりの収量、W：1株当たりの平均重量、d：密度、Ki：定数
高密度下では競争↑、成長率↓、個体は小さくなる
-3/2 自己間引きルール (植物および固着動物、フジツボ、イガイ)
W=C×d-3/2乗
両対数: lgW=lgC-3/2lgd
W: 個々の平均質量、C: 一定、d: 密度
避けられない競争により、同じ年齢グループの高齢者が生き残ることになります。これは自己疎外と呼ばれます。
ヨーダの-3/2 自己間引きルール
ジェンダー生態学
親の投資: 子孫の生産と育成に費やされるエネルギーと物質的資源
無性生殖の利点
急速に増殖し、一時的に新たな生息地を占拠する
母親と同じゲノムを持っている
有性生殖への適応
親のゲノムが組み換えられ、配偶子は遺伝的に可変であり、子孫も遺伝的に可変であるため、有益な集団の遺伝的多様性が高レベルで維持され、不利な環境でも生き残ることができます。
アブラムシ
春から夏に単為生殖が起こり、秋に雄が生まれ、越冬した卵が産まれます。
性比
1:1
フィッシャーの性比理論
両性のうち小さい方の適応度が増加するとその数は回復し、逆に小さい方の性別の子孫を生み出す傾向がある母親の適応度も増加します。
珍しくて有利
両性が母親の要求に費やす支出が少ない場合、支出が少ない方がより多くの生産を行うことになります。
出生時の資源配分（個体数を含む）は特定の性別に偏っていますが、この性別が必ずしもより多くの資源を獲得できるわけではなく、死亡率などを通じて資源を投資する機会が減少する可能性があります。
特定の性別の間で地域資源が不足すると、別の性別がより多くの資源を生産し、故郷を離れることになります。
特定の性別間の局所的な交尾競争、性比はその性に偏る
性的選択
子孫に多額の投資をする人は選り好みする（追求する）、少額の投資をする人は攻撃的（競争力がある）
性内選択
同性同士の競争
性的選択
異性の特定の特徴（遺伝的優位性を表現できる）の選択
ハンディキャップ理論: 贅沢な特性には優れた遺伝的パフォーマンスとサポートが必要です
フィッシャーの駆け落ちモデル: オスの魅力的な形質はメスによる選択的な性的選択の影響を受け、オス自身もメスの選択により対応するコーディング遺伝子を生成します。
結婚制度
単一製剤
ほとんどの鳥、キツネ、イタチ、ビーバー
分布は比較的均等であり、オスは子孫の育成に参加します。
一夫多妻制
リソースが不均等に分配されている場合
一夫多妻制
希少、過酷な環境でも効果的
ドメインと社会階級
ドメインの動作: ドメインを守るためのさまざまな動作
法
乗員重量 ↑、ドメイン面積 ↑
食材の質↑、畑の面積↑
縄張りの大きさと行動は一般に生活史、特に生殖リズムによって変化します。
社会レベル
基本：支配行動・支配従属関係
社会階層化により人口を安定させ、効率を高め、強い個体を優先し、優れた遺伝子の継承を促進する
一般的なフィットネス：親族相互扶助
同種病原性影響（異なる菌株）
個人が分泌・代謝する化学物質は、他の個人に直接的・間接的に影響を与えます。
農業における早生米は連作には適さない
コミュニティに対する人口構成要素の選択性を引き起こす
それは植物群落の継承を引き起こす重要な内部要因です。
クラスターの寿命
分業と協力、餌やり、防衛、子育て、微気候条件の変化、移住に役立つ
貴族の法則: 人口には最適な密度がある
種間の関係
大きいゾウリムシと小さいゾウリムシ
食習慣と生息地の区別
珪藻
環境要件が高い企業は相対的な競争力が弱く、簡単に排除されます。
ダーウィンフィンチ (グランドフィンチ)
生態学的ニッチの変化は共存につながります（ここでは、食料資源の選択的変化）
フジツボとフジツボ
競争と環境耐性の複合効果が流通に影響を与える
下部にフジツボ（潮中帯）、上部に小さなフジツボ（潮上帯）
ガウス仮説
「競争排除の原則」に発展
安定した環境では、同じ資源に限定され、それを同じ方法で利用する種は長期間共存できません。つまり、完全な競合種は共存できません。
競争の種類と特徴
搾取的競争：限られた資源を消費し、直接的な影響を及ぼさない競争
破壊的な競争: 競合する個人間の直接的な相互作用
競争結果の非対称性: 一方の競争コストは、他方の競争コストよりもはるかに高いことがよくあります
あるリソースをめぐる競争は、別のリソースをめぐる競争の結果に影響を与える可能性があります
もっともらしさの競争
2 つの被食種が、捕食の危険を回避するために共通の捕食者に影響を与えることで競合します。
ロトカ・ヴォルテッラモデル
可用性
dN1/dt=r1N1（1-N1/K1-αN2/K1）
K1>K2/β、K2>K1/αの場合、不安定な平衡点が現れます。
K1＜K2/β、K2＜K1/αの場合、安定平衡点が現れます。
生態的地位
群集/生態系における種の地位と役割
空間ニッチ (初期) - J.グリンネル
栄養ニッチ — C.エルトン
n 次元のニッチ - G.E.
n 次元のハイパーボリュームニッチ (n は軸の数)
基本的な生態学的ニッチ
理論的に種が生息できる最大の空間
実際の生態学的ニッチ
種が実際に占めている生態学的地位
種間競争（縮小）と共生（拡大）の影響を受ける
ニッチな差別化
リソース使用率曲線
特定のニッチ次元に沿った生物の分布 (正規分布)
ニッチの重複の量は競争の強さを示します
種内競争は 2 つの種の生態的ニッチを近づける一方、種間競争はそれらを引き離します。
極端な類似性
競合する種間の資源利用を区別するための重要な閾値、共存のための最低基準
d/w=1 は近似限界類似度です
d: 資源スペクトル上の 2 つの種の優先位置 (ピーク) 間の距離、w: 優先位置の周囲の各種の変動 (標準偏差)
解き放たれた競争
競争とプレッシャーの欠如、ニッチ市場の拡大
特性の置き換え
競争によって引き起こされるニッチ縮小は形態学的形質の変化をもたらします（ニッチ変換は行動および生理学的変化も引き起こします）
空間的および時間的不均一性
「プランクトンのパラドックス」
単純な上部構造を持つ生息地における生態学的要因は、強い空間的および時間的不均一性を持ち、種間のバランスを排除します。
ギャップ
異常気象や種の死による生息地の破壊
優先度
最初に敷地に侵入した種が競争上の優位性を持つ
捕食
「典型的な獲物」
草食性の
寄生的な
捕食者
特殊な種
草食動物の単食動物と寡食動物
寄生虫
一般化された種
草食動物
特殊な食品は選択性が高く、一般化は弱い
共進化（レッドクイーン効果）
ロトカ・ヴォルテッラモデル
捕食者-被食者モデル
プレイ方程式: dN/dt=r1N-εPN
ε: 被食定数 (捕食者あたりの被食個体数の平均)
捕食者の方程式: dP/dt=-r2P θPN
-r2：死亡率、θ：捕食定数（獲物を利用して新たな個体に変化する効率）
画像は楕円を反時計回りに回転させたものです
捕食者の曲線は常に獲物よりわずかに遅れます
実際的な影響
小さい
1 匹の捕食者の影響は一部にすぎません
捕食者は、被食者にとって役に立たない個体を捕食し、資源を消費します。
採餌行動
シーカー
獲物の探索に多くの時間を費やし、それを扱って食べるのに短時間を費やします
プロセッサー
彼らは食事に特化し、扱いや食事により多くの時間を費やし、報酬の高い獲物を選択し、義務的な狩猟者になる傾向があります。
同等の条件下では、生産性の低い生息地での捕食者の食事はより広範囲に及ぶ
利益の少ない食品は、豊富かどうかに関係なく、捕食者に拒否されます。
草食動物
植物はさまざまな代償機構を発達させます
枝葉ダメージで落葉↓、光合成速度↑
防御反応
毒性と味の悪さ
防御構造
植物-草食動物システム（放牧システム）
適切な放牧が植物の成長を促進する
L-Vモデルと同様のイメージ
寄生
微小寄生虫
ホスト内またはホスト上での再生
ウイルス、細菌、真菌、原生生物、アブラムシ（植物）
大きな寄生虫
成長するが繁殖しない
動物：偽の体腔、植物：昆虫、植物、菌類（部分）
寄生虫（寄生虫）
昆虫の大型寄生虫（寄生蜂、ハエ）
肉食動物
ホストの死後もホスト上で生き残る
共進化
主な宿主は有性生殖し、残りは無性生殖します
細胞性免疫応答
特定のタンパク質の固定
局所的な細胞死（植物）
食べ物が無い
進化のトレンド：「副作用→互恵・共生」
社会寄生虫
巣寄生（巣寄生）
種内
寄生したメスの生産量↓
種間
カッコウ
アリと寄生バチ
共生
共生
1 つは無害で、もう 1 つは有益であり、主に植物に含まれています。
相互主義
菌根
きれいな魚、きれいなエビ
専門
不可欠なもの
通性的
必要なときは助け合い、必要のないときは他人になる
受粉
防御的相互主義
当事者の一方に競合他社/捕食者に対する防御を提供します
植物アルカロイド
アリと植物の共生
花外蜜腺は食物源を提供し、アリは保護を提供します
組織/細胞内共生
シロアリ・毛虫
群集生態学
コンセプト
同じ地域に同時に集まるさまざまな種の個体群の集合体
タイプ
植物群集 (地理植物学/植生生態学)
特徴
特定のタイプで構成される
動物、植物、微生物
種間の相互関係
独自の内部環境を持つ
ある構造物
空間階層化、栄養構造、季節変化
特定の動的特性を持っている
一定の分布範囲
境界線がある
緩やかな変化が続く領域には移行ゾーンがある
コミュニティのエコトーン: 明らかなエッジ効果のある、異なるコミュニティ間の移行ゾーン
学校
生物 - クレメンツ
コミュニティは有機体です
閉じられたコミュニティ
個人主義 - H.A. グリーソン
コミュニティは組み合わせです
スタジオコミュニティ
コミュニティの構成
優占種
それはコミュニティに大きな影響を与えるものであり、そうしなければなりません
種の確立：優占層の優占種
単一創始種: 「単一創始者コロニー」/「単一優勢コロニー」
創設種が2つ以上ある：「共創コミュニティ」/「共優秀コミュニティ」
準優占種
効果はありますが、それほど効果はありません
仲間の種
一般的ですが、優勢な種の仲間がいますが、あまり役に立ちません
たまに見られる・珍しい種
誤って導入/侵入した残留種、または減少した種
定量的特性
索引
ドゥオドゥ
何人
非常に多くの
警官多数
上付きの数字が大きいほど、第 3 レベルになります。
スプレッド未満
ソル。
Un.基本的になし
密度
相対密度
サンプルプロット内の個体の割合
密度比
コミュニティ内で最も密度の高い個体群の密度に対する種の密度のパーセンテージ
カバレッジ
総面積に対する影付きの面積の割合
基本カバレッジ（真のカバレッジ）
植物の根元の適用範囲
東屋の顕著性としても知られています
カバー率
すべての種のカバー範囲の合計に対する、ある種のカバー範囲の割合
サブカバレッジ (種) > レイヤー カバレッジ > 合計カバレッジ
枝と葉が重なると、後の 2 つの統計が減少します。
頻度
四角形の総数に対する、種が存在する四角形の数の割合
周波数の法則 (ラウンキアー)
A＞E＞B＞C＞D
アルファベット順は頻度を表し、Eが最も大きい数、つまり優占種（確立種）を表します。
E↑、コミュニティは均一です。B、C、D↑、人口の継承。
重要な価値観
地位と役割を表す総合的な指標
重要な値 (I.V.) = 相対密度、相対頻度、相対ベース カバレッジ
多様性
豊かさ
幾つか
均一性
配布された
式
シンプソンダイバーシティインデックス
D (シンプソン指数) = 1 - ランダムサンプリングを通じて同じ種の 2 つの個体が得られる確率 = 1 - Σ (Ni/N)²
Ni: 単一種の個体数、N: 群集内の個体数の総数
各種から 1 つずつ採取します
シャノン・ウィーナー指数
H=-ΣPilog2(Pi)
集計方法は上記と同様、Pi は全個体数に対する種 i の個体の割合
均一性 E=H/Hmax
Hmax=log2(S)
凹凸R=(Hmax-H)/(Hmax-Hmin)
Hmin=0
分類
アルファダイバーシティ
通常版
ベータ多様性
2つのグループの間で
γ-ダイバーシティ
一連のコミュニティ
ルール変更
緯度
緯度↑、多様性↓
高度
高度↑、多様性↓
水深
水深↑、多様性↓
理論
進化時間理論
地質時代↑、進化時代↑、多様性↑
生態学的時間理論
種の拡大には時間と経路がかかる
空間不均一性理論
環境の複雑さ↑、多様性↑
気候安定理論
熱帯から寒冷帯にかけて安定性は徐々に低下します
競争原理
環境は穏やかで、ニッチ分化は種間競争、重複↑、洗練↑、多様性↑に依存する
捕食理論
捕食者は種の多様性の増加にある程度貢献する
生産性理論
現実は支持しない
種間の関係
相関係数
V=(ad-bc)/√(a b)(c d)(a c)(b d)
a: 両方のタイプを持つ四角形の数、b、c: どちらか一方のみを持つ四角形の数、d: どちらのタイプも持たない四角形の数
構造
ライフスタイル
生物の外部環境への適応の外部発現
ライフスタイルスペクトル
特定の地域の生活習慣の統計と比較
高等植物生命体の分類
高いつぼみの植物
地上25cmの芽、樹木、低木、熱帯ハーブ
地上部の発芽植物
地面に近い芽
地上芽植物
不利な季節には、地上部分が枯れて芽が地上に出ます。
地下芽植物（隠蔽植物）
過酷な条件下でも生き残った芽は土の表面や水中に埋もれます。
年間
良い季節にのみ成長し、悪い季節には種が生える
プライ
垂直構造
樹木の地上層構造：森林相
ハーブ: 地下層
人口と人口、環境競争、選定の結果
動物の階層化は食習慣と微気候に依存する
水平構造
モザイク主義
個人が水平方向に偏在 → 小さなコミュニティ
時間構造
時間階層化
季節の変化
エコトーン
エッジ効果
群集エコトーンにおける種の数と密度の傾向
生物多様性↑
弱い耐干渉性と急激な変化
影響を与える要因
競争する
同じ資源種グループ
共通の資源を同じ方法で利用するコミュニティ内の種のグループは、同等の種とみなされます。
主要な種
コミュニティの不可欠な部分
獲物
捕食者は優勢種を食べる、多様性↑、捕食者は劣等種を食べる、多様性↓。
上位捕食者は群落の要となる種である
干渉
意味のある生態現象
混乱とコミュニティの断絶
宝くじ大会
群集には、断層に侵入する能力と断層に対する同様の耐性を備えた多くの種が存在します。
ある段階で他の種によるその後の侵入を防ぐことができる種
最初に来た人が「宝くじに当たり」、責任を引き継ぎます。
高い多様性は断層上での宝くじのような競争に依存している
障害と軽微な継承
多様性は、継承の初期段階では低く、中期（種によって環境が変化する）で増加し、複数の始祖種が存在する最上位段階では減少します。
故障の形成頻度
中程度の干渉仮説
短期間かつ頻繁な撹乱は、種の良好な発達と多様化を妨げます↓
干渉間隔が長すぎると、種が確立された種に発展し、他の種の生存確率と多様性が低下します↓
中程度の撹乱レベルにより、より多くの種が侵入して定着することが可能になり、多様性が↑
撹乱と生態管理
空間的不均一性
植物の空間的不均一性
高い不均一性は鳥の多様性と相関する
島々
種数と面積の関係
lgS=lgC Z(lgA)
S: 種の数、A: 面積、Z: 定数、回帰の傾き、C: 定数、単位面積あたりの種の数
マックオーサーの残高は言う
絶滅と移民が等しいとき、種の数は均衡する
島が大きければ移民率は↑、島が小さければ移民率は↓、その逆になります。
本土に近い場合は種数が↑、遠い場合は種数が↓です。
2 つの曲線の交点が、予測される種の数です。
種別の移住率↓
種 ↑、死亡率 ↑
距離 ↑、平衡点の種数 ↓
種の豊富さの単純なモデル
個体群の平均ニッチ幅と平均ニッチ重複が確実である場合、資源範囲は ↑ 、種数は ↑ となります。
資源範囲と個体群の平均生態的ニッチ幅は一定、生態的ニッチの重なり合いは↑、種の数は↑
資源範囲と生態的ニッチの重複は確実で、個体群の平均生態的ニッチ幅は↑、種数は↓
この3つは確実、資源利用飽和↑、種数↑
平衡理論と非平衡理論
バランス理論
全体的な状況は安定していますが、環境によって変化が生じます。
動的平衡
非平衡理論
全体的に不安定、種は撹乱と自己回復のみに抵抗できる
中程度の干渉仮説
L.V モデルには、安定した均一な環境で確立するのに十分な時間があります。
干渉↑、競合排除↓
コミュニティの力学
内部ダイナミクス
変動：コミュニティ内の変化
明らかな変動なし
変化する、あまり変化しない
発振
奥義・左右ジャンプ
横変動
長期的な逸脱、回復可能（不完全）
安定性: 木質 > 常緑樹 > 夏緑。
重症度↑、変動↑
継承
意味
低レベル→高レベル、ステージ 1→ステージ 2、
裸地
自生の裸地
毛がなくなった・全部なくなった（土も含む）
二次裸地
先代の土が残り、一部の土には「贈り物」が入っている
ここで起こる継承、二次継承
タイプ
クロノタイプ
急速な後継者（数年）
長期継承（数十年・数百年）
世紀の継承 (地質時代で計算)
因子の種類
コミュニティの継承
先駆的な種が侵入し、後に置き換えられた
内因性生態学的遷移/内因性動的遷移
植物は環境を変え、環境は植物にストレスを与え、王朝も変わります。
外部生態学的継承/外部動的継承
自然災害と人為的災害
マトリックス型
水生の
クレイマトリックス後継シリーズ
サンディ後継シリーズ
石継承シリーズ
水生継承シリーズ
乾生菌性の
クレイマトリックス後継シリーズ
サンディ後継シリーズ
石継承シリーズ
メタボタイプ
独立栄養性
従属栄養性
劉神児タイプ
時間の連続
空間的連続
植生型の遷移が起こる
後継シリーズ
水生の
自由浮遊プラントステージ
水中水草ステージ
浮葉根茎段階
直立型水中ステージ
湿性ハーブ段階
木本植物ステージ
乾生菌性の
地衣類群落ステージ
コケ植物群落ステージ
草本植物群落ステージ
低木コミュニティステージ
ツリーコミュニティステージ
要素
自然災害（自然環境変化）と人災
植物の散布（繁殖と移動）
植物間の直接的/間接的な相互作用
新しい植物分類単位が絶えず発生しています
方向
進歩の継承
フォワード
逆行継承
シンプルさを追求した
理論モデル
促進モデル – クレメンツ
最初に来た人が後から来た人を促進し、種の入れ替わりは秩序正しく、予測可能で、方向性があります。
抑制モデル（独自のフローラ理論） - エグラー
継続的な種間置換、先着者が後発者を排除し、後継者は小型個体から大型個体へと発展する
許容モデル – Conell & Slatyer
最も耐性のある種が他の種に取って代わる
適応戦略継承理論——グライム
CSRトライアングル
C: 競合種
S：ストレス耐性のある種
資源比率理論 - ティルマン
資源配分の変化 → 競争関係の変化
階層的継承理論 - ピクレ
継承の性質と理由の詳細な分析
継承のクライマックス理論
ユニットキャップストーン理論——クレメンツ
遷移系列の終点は気候に依存し、自然条件下では終点は逆行遷移は不可能です。
多元的トポロジー—A.G. Tansley
結末は未定
気候トップ
ソイルトップ
地形上のピーク
極限まで燃え上がる
動物のクライマックス
各種コンポジットトップ
土壌地形
火の動物
トップパターン仮説——ウィテカー
これは本質的に多元主義の変形であり、人口パターンの最上位理論としても知られています。
すべてのトップレベルは継続的に変化してトップタイプを形成します
最大の利点: 最も広範囲に分布し、パターンの中心に位置することが多いトップ コミュニティ
分類と仕分け
分類
植物
基本単位：クラスター
コミュニティ
植生の種類
グループ＞原単位＞アジア
植生タイプ > バイオーム > クラスター
名前
クラスター
Ass. 各層の優占種の学名 (種間を上位から下位に接続するために - を使用します)
1 つのレイヤーには共通の接続があります。
最上位に確立されたグループ種がない場合は、< を使用して接続します。
草本植物群落の「-」を「」に置き換えます。
学校
フレンチ・スイス学校
マージ方法
植物ごとに基礎から上級まで
アングロアメリカンスクール
動的分類システム（デュアルトラック分類システム）
継承の観点からの分類、トップレベルと非トップレベルは個別に議論されます
選別
P 次元座標系を確立する
ポジティブ分析（Q分析）
属性に基づいてエンティティを並べ替えます (座標 → エンティティ)
逆解析（R解析）
エンティティから属性をソート（エンティティ→属性）
方法
ダイレクトソーティング（ダイレクトグラジエント分析/グラジエント分析）
特定の生態学的要素を使用したランキング
間接ランキング（間接勾配分析・組成分析）
母集団自体の属性による並べ替え
極選別法→主成分（主成分）分析（PCA法）
式
実効積算温度の法則
K=N（T-C）
マークアンドリキャプチャ方式（ピーターセン方式またはリンカーン方式）
N：M=n：m→N=Mn/m
ロジスティック方程式とその導関数
論理的真実
dN/dt=rN(1-N/K)
ロトカ - ヴォルトラ
可用性
dN1/dt=r1N1（1-N1/K1-αN2/K1）
K1>K2/β、K2>K1/αの場合、不安定な平衡点が現れます。
K1＜K2/β、K2＜K1/αの場合、安定平衡点が現れます。
捕食者-被食者モデル
プレイ方程式: dN/dt=r1N-εPN
ε: 被食定数 (捕食者あたりの被食個体数の平均)
捕食者の方程式: dP/dt=-r2P θPN
-r2：死亡率、θ：捕食定数（獲物を利用して新たな個体に変化する効率）
画像は楕円を反時計回りに回転させたものです
捕食者の曲線は常に獲物よりわずかに遅れます
平均数 = [Σ (頻度 × 単一象限内の個体数)]/n
分散 = (Σmean²-(Σmean)²/サンプルの合計数)/(サンプルの合計数-1)
現代の生態学
分子生態学
分子マーカー技術
アイソザイム電気泳動
制限断片長多型解析 (RFLP)
小さな衛星 DNA フィンガープリント
ランダムに増幅された多型 DNA (RAPD)
超小型衛星（SSR）
DNA配列解析
逆境ストレスの分子メカニズム
寒さに強い
震えのない熱産生
ミトコンドリア内膜脱共役タンパク質 (UCP1)
コールドショックプロテイン（CSP/コールドショックプロテイン）
原核生物
コールドレスト誘発タンパク質
部分的にRNAシャペロンとして機能する
転写後制御
不凍タンパク質AFP
アイシングの阻害または細胞外アイシングの誘発
低温調節遺伝子 COR
寒冷順化植物における高発現寒冷ストレス遺伝子
膜リン脂質の耐寒性
低温で膜リン脂質の炭素水素鎖飽和度を低下させ、飽和脂肪酸→不飽和脂肪酸、流動性↑
耐熱性
ヒートショックプロテインHSP
非常に保守的な
同じ種の異なる細胞小器官間の HSP70 の相同性は、異なる種の同じ細胞小器官間の HSP70 の相同性よりも低いです。
同じ種の異なる型の HSP は相同性が低い
合成反応の持続時間は短い
効果が早く、効果時間が短い
交差耐性
熱刺激は HSP を生成するだけでなく、他の側面での耐性も強化します。
生物学的機能
HSPはさまざまな刺激に対する耐性を高める
タンパク質のフォールディングを助ける分子シャペロンとして機能します。
相乗免疫（病原体に対する防御）
抗酸化作用
干ばつに強い
干ばつストレス誘発性遺伝子発現
ABA
転写因子遺伝子
EnvZタンパク質
OmpRタンパク質
干ばつ耐性遺伝子
RD
植物のストレス耐性
植物の浸透圧ストレス（干ばつ、塩分、低温によって引き起こされる可能性があります）
抗低酸素症
酸素輸送能力の強化を促進する遺伝子とグルコース供給を促進する遺伝子
集団の分子生態学
対立遺伝子多様性A
A = 各遺伝子座の対立遺伝子の平均数
集団内の多型遺伝子座の割合 P
P = 変異のある多型遺伝子座 / 遺伝子座の総数
観察されたヘテロ接合性 H0
全集団における特定の遺伝子座におけるヘテロ接合体の割合
遺伝子多様性 h/平均予想ヘテロ接合性
h=1-Σ各対立遺伝子の確率²
観察された配列が長すぎる場合は、ヌクレオチドの多様性を観察します。
遺伝的多様性に影響を与える要因
遺伝的浮動と有効集団サイズ
有効人口：子孫の再生産に参加する個人
Ne=参加女性4名×参加男性/(参加女性×参加男性)
生殖成功率の変化 VRS
Ne=(4N-2)/(VRS 2)
長期的な人口変動
総Ne=世代数/(Σ各世代のNeの逆数)
ボトルネック効果
遺伝的多様性 まず↓ 次に↑
自然な選択
安定選択、方向性選択、多様性↓
分割された選択、多様性↑
景観生態学
原理
景観保全原則
景観異質性の原則
複雑で多様な
景観階層原則
景観スケール効果の原理
異なる視点、異なる結論
景観パターンと生態学的プロセスの関係
前者は後者を決定し、後者は前者に影響を与える
景観ダイナミクスの原則
索引
ユニット特性
プラーク
異質性
多様性
モザイク（コントラスト）
距離
つながり（接触、エネルギー情報の交換）
断片化インデックス
地形パターン解析モデル
風景モデル
帰無仮説モデル
景観空間動的モデル
個人の行動モデルをランドスケープ化する
ランドスケーププロセスモデル
応用生態学
意味
生態学的理論と原則を適用して社会問題を解決する
地球温暖化
エル・ニーニョ
東太平洋の赤道付近の海水温が上昇
異常な風の強さや風向き、降水量↑、台風や洪水
ラニーニャ現象
東太平洋の赤道付近の水は冷たくなる
大幅な気温低下と降雨↓
オゾンホール
塩素
紫外線
大気汚染
煙と光化学スモッグ
光化学スモッグ：ガソリンの燃焼によって生成されるもの
PM2.5
酸性雨
水質汚染
生化学的酸素要求量
有機物を酸化するための微生物の酸素要求量
タラ
プリント基板
毒性が高く、生体の内分泌に影響を与える「環境ホルモン」と呼ばれています。
生物学的除染
微生物を利用して汚染物質を除去する
再生不可能な天然資源
基本的に再生能力がなく、一般に化石燃料と非金属鉱物
アグロエコロジー
絶滅した
バックグラウンド消滅
適者生存
大量絶滅
自然災害
人為的な絶滅
人災
生態系サービス
製品
社会的役割
ミレニアム生態系評価 (MA)
シナリオ分析
「グローバルコンサート」 グローバル＆リアクション
エコロジーに関係なく、グローバルな発展を
「強くて秩序ある」地域化と反動的
エコロジーに関係なく地域発展
「適応モザイク」地域化および漸進的
エコロジーと地域発展に配慮
「テクノロジーガーデン」グローバル&プログレッシブ
エコロジー、グローバル展開に注目
収穫理論
最大連続出力MSY
計算する
ロジスティック方程式を適用する
理論的には、母集団サイズが K/2 の場合、MSYmax
MSY=rK/4
クォータ制限と労力制限
収穫する個体数を管理し、収入を見積もる
努力制限: 個体群が絶滅しないように収穫努力を増やす、個体群サイズ↑、収穫量↑
最大経済収量 MEY: 最適な経済努力のもとで得られる収穫量
勤勉を収穫する
収穫機の効率と量
環境変動と人口構造
ペルーアンチョビ
エルニーニョはカタクチイワシの生産に影響を与える
動的ライブラリモデル
さまざまな年齢グループの出生率、成長率、死亡率を考慮してモデルのパフォーマンスを向上させる
害虫駆除
美的ダメージレベル
社会と環境への影響
経済的被害レベル EIL
個体群のサイズがEILより大きい場合、それは害虫と呼ばれます
農薬を使用する
主要な害虫を駆除する
大会↓
二次的な害虫や病気
有害種↓
濃縮により天敵が死ぬ
獲物 ↓
有害種↑
生態系生態学
一般的な特性
意味
ある空間の生き物と環境
食物連鎖
捕食者の食物連鎖
まずは生きたまま食べることから始めよう
デトリタスの食物連鎖
まずは死体と糞便の腐敗から始める
円錐
エネルギーコーン
量の円錐 (個体数)
バイオマスコーン（質量/面積）
環境効率
配送効率
同化効率
A=同化量（貯蔵・獲得）／摂取量（光合成・捕食）
生産性
P=(同化量 - 呼吸量)/同化量
消費効率
C=摂取した人の摂取量/生産量
リンデマン効率
L=A×P×C
フィードバック規制と生態バランス
オープンシステム
自然界のすべてのシステムは開いています (宇宙カプセルは閉じています)
サイバネティックシステム
フィードバック機能を備えたエコシステム
開発にはポジティブなフィードバックが必要です
安定性には負のフィードバックが必要です
生態学的バランス
動的
一定の制限付きで
エネルギーの流れ
一次生産
基本的な考え方
一次生産/一次生産
光合成産物
純一次生産量
光合成呼吸
総一次生産量
光合成収量
生産量とバイオマス
生産量: 単位時間当たり単位面積あたりに生産される有機物の量; バイオマス: 特定の瞬間に単位面積あたりに貯蔵される有機物の量
木質湿地と草本湿地は純一次生産性が最も高い
生態系内の植生が高いほど、生産性が高くなります。
制限要因
土地
温度
気温が高いときは最適温度が高く、それ以外のときは効率が低くなります。
草食動物
潜在蒸発散量
温度、湿度、日射量、風速
水域
主要な生産性公式
P=R×C×3.7/k
R: 相対光合成速度、水深による光強度の k 減衰係数、C: クロロフィル含有量
1日の総放射線量
クロロフィル含有量
水の成分（透明度）
決定
収穫量測定方法
乾燥重量を使用、陸上でのみ使用可能
酸素定量法（白黒瓶法）
主に水生生態系で使用されます。最初のボトル - 黒のボトル = 呼吸量、白いボトル - 最初のボトル = 純イニシャル、白いボトル - 黒いボトル = 総イニシャル
CO2測定
放射性標識アッセイ
クロロフィルの測定方法
二次生産
決定
式
摂取量 = 同化 糞便量 = 純二次生産量 呼吸量 糞便量
二次生産 = 生殖可能な子孫の生産、個体の体重増加の一部
正味二次生産 = バイオマス変化死亡率損失
効率
消費効率
植物↑、草食動物↑→植物↓、草食動物↓→サイクル
同化効率
肉食動物＞草食動物・潰食動物
成長効率が逆になる
成長効率
高いスパインはなく、変温性スパインの中で内温性スパインが最も低くなります。
各栄養レベルの後、有効エネルギーは前のレベルの約 1/10 に減少します。
壊す
自然
腐植質
木材由来で最も分解されにくいフミンを主成分としています。
微生物は単糖、デンプン、ヘミセルロースは分解できますが、セルロースやリグニンは分解しにくいです。
フェノール環と疎水性を有するリグニンの複雑かつ可変重合
温度↑、湿度↑、分解速度↑
分解指数
K=I/X
I: 死んだ有機物の年間総投入量 X: 存在する死んだ有機物の総量;
エネルギーの流れ
高い自由エネルギーを維持してエントロピーを低減し、エントロピーを継続的に放出し、安定した平衡を達成します。
シルバー スプリングのエネルギー フロー解析 - H.T.
シダーボグ湖のエネルギーフロー解析
森林生態系のエネルギーフロー分析 - J.D. Ovington
ほとんどが食物連鎖の一部
従属栄養生態系
主に他の生態系が生成した有機物を利用して自らを維持する
ルートスプリング - ジョン・ティール
主なエネルギー源は陸生植物の残渣から得られます
コーンスプリング - ローレブス・ティリー
物質循環
地球規模の水循環
炭素循環
ソース
CO2放出ライブラリ
交換
CO2吸収ライブラリ
窒素サイクル
窒素固定
アンモニア化
硝化
NH3→NO2-→NO3-
脱窒
NO3-→NO2-→N2O&N2
リンサイクル
不完全なサイクル
硫黄サイクル
要素サイクルの相互作用
主な種類と分布
緯度帯性
カロリーが決める
経度帯性
水分が支配的
帯状植生
地域の気候特性を反映する
垂直ゾーニング
落葉広葉樹林→針葉樹混交林→寒冷地常緑針葉樹林→矮性林→高山ツンドラ（下から上へ）
淡水生態系
急流
高い酸素含有量
ゆっくりとした流れ
最下層は低酸素になりやすい
沿岸地帯
水生と陸生の間の移行帯
湖沼地帯
上層
深い底
下位レベル
海洋生態系
潮間帯（海岸帯）
周期的な潮汐がある
浅海域（亜沿岸域）
大陸棚
半深海ゾーン
浅い海域の下、大陸斜面の上
深海ゾーン
海底
海洋地帯
陸上生態系
雨林
茎の花
亜熱帯常緑広葉樹林
チャオ・イェリン
夏の緑の広葉樹林
さまざまな温帯の果物
北方林
タイガ
草原
ハーブとキセリックの小さな半低木
砂漠
サブトピック
ツンドラ (ツンドラ)
永久凍土