宋仕豪
生態(tài)系統(tǒng)中的各個組成成分相互聯(lián)系成為一個統(tǒng)一體,它們之間的聯(lián)系除了能量流動和物質交換之外,還有一種非常重要的聯(lián)系,那就是信息傳遞。生物之間交流的信息是生態(tài)系統(tǒng)中的重要內容,通過它可以把同一物種之間或不同物種之間的“意愿”表達給對方,從而在客觀上達到自己的目的。
例1 ?某種植物上棲息著一定數(shù)量的甲、乙兩種昆蟲和蜘蛛。甲、乙兩種昆蟲均以該植物為食,蜘蛛以乙昆蟲為食。甲昆蟲在白天活動,乙昆蟲在夜晚活動。甲昆蟲采食該種植物的葉片后,植物會釋放出揮發(fā)性的物質X,X既可吸引甲昆蟲的天敵,也能驅趕乙昆蟲。請回答下面的問題。
(1)上述現(xiàn)象中,X分別在 ? ? ? ? ? ?之間進行傳遞。
(2)影響甲昆蟲活動的信息有兩大來源,分別是 ? ? ? ?和 ? ? ? ?。影響乙昆蟲活動的信息種類是 ? ? ? ? ?。蜘蛛在蜘蛛網上捕食乙昆蟲所利用的信息種類是 ? ? ? ?。
(3)若在上述植物上施用人工合成的物質X,短期內該植物上甲昆蟲天敵和乙昆蟲天敵數(shù)量的變化是 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。
解析 ?本題通過材料解讀來考察生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞的種類和來源。根據(jù)題意中“植物會釋放出揮發(fā)性的物質X,X既可吸引甲昆蟲的天敵,也能驅趕乙昆蟲”可知,植物釋放的物質X可以在植物與甲昆蟲的天敵、植物與乙昆蟲之間傳遞。影響甲昆蟲活動的信息有兩大來源——無機環(huán)境和生物;影響乙昆蟲活動的信息種類是化學信息和物理信息;蜘蛛在蜘蛛網上捕食乙昆蟲是通過感知蛛網的震動來實現(xiàn)的,屬于物理信息。物質X可吸引甲昆蟲的天敵,所以甲昆蟲天敵數(shù)量增加;能驅趕乙昆蟲,使乙昆蟲減少,所以乙昆蟲天敵數(shù)量減少。
答案 (1)植物與甲昆蟲的天敵、植物與乙昆蟲 (2)無機環(huán)境 生物 化學信息和物理信息(其他合理答案也可) 物理信息(其他合理答案也可) (3)甲昆蟲天敵數(shù)量增加,乙昆蟲天敵數(shù)量減少
點撥 ?生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞??贾R點如下:
1.生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞又稱信息流,此過程中伴隨著一定的物質和能量消耗。但是信息流不像物質流那樣是循環(huán)的,也不像能量流那樣是單向的,而往往是雙向的,有從輸入到輸出的信息傳遞,也有從輸出到輸入的信息反饋。
2.與能量流動、物質循環(huán)的比較:
能量流動——生態(tài)系統(tǒng)的動力;
物質循環(huán)——生態(tài)系統(tǒng)的基礎;
信息傳遞——決定能量流動和物質循環(huán)的方向和狀態(tài)。
3. 有關生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞歸納:
(1)范圍:
[個體 個體][種群 種群][生物群落 環(huán)境][信息傳遞] [信息傳遞] [信息傳遞] [生態(tài)系統(tǒng)]
(2)形式:分為物理信息、化學信息、行為信息。
(3)來源:可來自于環(huán)境,也可來自于生物。
(4)方向:信息傳遞是雙向的。
(5)作用:信息傳遞可以調節(jié)生物的種間關系。
[(6)過程:信源(信息產生)→信息道(信息傳輸)→信宿(信息接收),阻礙其中的任一環(huán)節(jié)均不能實現(xiàn)信息的傳遞。] [反饋作用]
例2 ?蜜蜂是一種群居的益蟲,蜜蜂的筑巢、采粉釀蜜等行為以及“語言”等都引起了人們的極大興趣。
(1)蜜蜂中的偵查蜂可在發(fā)現(xiàn)蜜源后,回到蜂窩內通過特殊的“語言”傳達給其他同伴,如果偵查蜂跳“圓形舞”,則表明蜜源的距離很近,一般在百米之內。這種信息是 ? ? ? ?。
(2)蜜蜂可以從很多植物的花朵上采集花粉,同時也為這些植物傳粉,這種關系在生態(tài)學上為 ? ? ? ?。從生態(tài)系統(tǒng)的功能看,信息傳遞可以 ? ? ? ? ?,以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。
(3)蜜蜂是如何發(fā)現(xiàn)蜜源的,我們可以進行模擬探究實驗。有人從以下幾方面進行了探究,所用的實驗材料有蜜蜂100只,1枝作為常見蜜源的黃色5瓣花、白紙、剪刀、染料、無色且與蜜源味道相同的制劑。
[組別\&假 設\&操作步驟\&預測結果\&結論\&1\&通過花的味道識別\&\&\&\&2\&通過花的顏色識別\&\&\&\&3\&通過花的外形識別\&\&\&\&]
①第1、2組實驗傳遞的信息分別屬于 ? ? ? ? ?。
②第2組的“模擬花”在味道、顏色和外形上的要求是怎樣的? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。
③如果將三組“模擬花”擺在蜂箱周圍同時進行實驗時,寫出兩條應該注意的問 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。
④每組實驗測量的指標是 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。
解析 ?(1)跳舞是蜜蜂的一種行為,屬于行為信息。(2)蜜蜂采集花粉屬于捕食,為植物傳粉屬于種間互助。信息傳遞可以調節(jié)種間關系,維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(3)①花的味道傳遞的信息屬于化學信息,花的顏色傳遞的信息屬于物理信息;②第2組是通過花的顏色識別進行實驗的,因此白紙要染成黃色,不要味道,形狀不能與花的形狀相同;③實驗中除自變量外均要保持一致,以防止無關變量的干擾;④實驗測定的指標是單位時間內落到實驗材料上的蜜蜂的數(shù)目。
答案 (1)行為信息 ?(2)捕食和種間互助 調節(jié)種間關系 (3)①化學信息和物理信息 ②將白紙染成花兒的顏色(黃色),無特殊的味道,且形狀與花兒不同 ③“模擬花”與蜂箱的距離相等、晴天無風(其他合理答案亦可) ④單位時間內落到實驗材料(模擬花)上的蜜蜂的數(shù)目
點撥 ?1. 信息種類的判斷:
[類別\&概 ?念\&傳遞形式\&實 例\&物理
信息\&生態(tài)系統(tǒng)中的光、聲、溫度、濕度、磁力等,通過物理過程傳遞的信息\&物理過程\&螢火蟲的閃光、植物五顏六色的花、昆蟲引起蜘蛛網的振動頻率、蝙蝠的回聲定位\&化學
信息\&生物在生命活動過程中產生的可以傳遞信息的化學物質\&信息素\&植物的代謝產物(生物堿、有機酸等)、昆蟲的性外激素、狗利用其小便記路\&行為
信息\&對于同種或異種生物能夠通過其特殊行為特征傳遞的信息\&植物或動物的異常表現(xiàn)及行為\&昆蟲的舞蹈如蜜蜂跳舞、孔雀開屏\&]
2.信息傳遞的作用分析及應用:
[\&作用或應用\&舉例\&在生態(tài)系統(tǒng)中的作用\&有利于生命活動的正常進行\&萵苣的種子必須接受某種波長的信息才能萌發(fā)\&調節(jié)生物的種間關系,維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。\&雪兔和猞猁的關系\&有利于生物種群的繁衍\&昆蟲分泌性外激素,引誘異性個體\&在農業(yè)生產中的作用\&提高農產品或畜產品的產量;控制有害動物等。\&利用模擬動物信息吸引傳粉動物,提高果樹傳粉效率和結實率;利用音響設備誘捕或驅趕有害動物\&]
練習
1. 信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的重要功能之一。下列選項中,與物理信息傳遞相關的是( )
A. 警犬嗅尋毒品 B. 蜜蜂跳舞
C. 蝙蝠捕食 ? ? D. 花香引蝶
2. 下列關于生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞特征的描述,正確的是( )
A. 生態(tài)系統(tǒng)的物理信息都來源于環(huán)境
B. 植物都通過化學物質傳遞信息
C. 信息沿食物鏈從低營養(yǎng)級向高營養(yǎng)級傳遞
D. 信息可以調節(jié)生物的種間關系
3. 蟑螂喜歡在夜間出來活動??茖W家將蟑螂放在實驗室里,人為地將白天和黑夜加以顛倒,大概過了一個星期以后,蟑螂就在人造的“黑夜”時間活動(盡管實際上是白天),這個實驗的結果說明( )
A. 蟑螂能感受物理信息的改變
B. 蟑螂可以感受一切信息刺激
C. 信息傳遞調節(jié)生物的生命活動
D. 行為信息可以影響蟑螂的行為
參考答案
1. C ? 2. D ? 3. C