Trang 1
TRẠI HÈ PHƯƠNG NAM LẦN THỨ VIII Năm 2025 CHUYÊN ĐỀ SINH THÁI HỌC (QUẦN XÃ – HỆ SINH THÁI) Tây Ninh, năm 2025 1
Trang 2
MỤC LỤC Phần 1. QUẦN XÃ SINH VẬT.............................................................................................................................................. 3 A. LÝ THUYẾT......................................................................................................................................................................3 1. Khái niệm........................................................................................................................................................................ 3 2. Các đặc trưng cơ bản của quần xã...................................................................................................................................3 2.1. Đặc trưng về đa dạng loài.........................................................................................................................................3 2.2. Đặc trưng về thành phần loài....................................................................................................................................4 2.3. Đặc trưng về chức năng của các nhóm loài..............................................................................................................5 2.4. Đặc trưng về sự phân bố cá thể các loài trong không gian.......................................................................................5 3. Mối quan hệ giữa các loài trong quần xã.........................................................................................................................5 3.1. Các mối quan hệ hỗ trợ.............................................................................................................................................6 3.2. Các mối quan hệ đối kháng......................................................................................................................................7 B. BÀI TẬP...........................................................................................................................................................................11 Phần 2. HỆ SINH THÁI........................................................................................................................................................23 A. LÝ THUYẾT....................................................................................................................................................................23 1. Khái niệm......................................................................................................................................................................23 2. Các thành phần cấu trúc của hệ sinh thái và vai trò......................................................................................................23 3. Các kiểu hệ sinh thái trên trái đất.................................................................................................................................. 24 3.1. Các hệ sinh thái tự nhiên........................................................................................................................................24 3.2. Các hệ sinh thái nhân tạo........................................................................................................................................25 4. Trao đổi vật chất và chuyển hoá năng lượng trong hệ sinh thái....................................................................................26 4.1. Trao đổi vật chất và chuyển hoá năng lượng thông qua chuỗi và lưới thức ăn......................................................27 4.2. Dòng năng lượng trong hệ sinh thái.......................................................................................................................33 5. Diễn thế sinh thái...........................................................................................................................................................35 5.1. Khái niệm............................................................................................................................................................... 35 5.2. Các dạng diễn thế sinh thái.....................................................................................................................................36 5.3. Nguyên nhân của diễn thế sinh thái........................................................................................................................38 5.4. Những xu hướng biến đổi chính trong quá trình diễn thế để thiết lập trạng thái cân bằng....................................39 5.5. Tầm quan trọng của việc nghiên cứu diễn thế........................................................................................................39 B. BÀI TẬP...........................................................................................................................................................................39 2
Trang 3
CHUYÊN ĐỀ SINH THÁI HỌC Sinh thái học là môn khoa học nghiên cứu về các mối quan hệ tương hỗ giữa các cấp độ tổ chức sống (cá thể, quần thể, quần xã…) với môi trường. Vì vậy, đối tượng của sinh thái học bao gồm những cấp độ tổ chức sống từ cá thể tới sinh quyển trong mối quan hệ với môi trường. Sinh thái học cá thể nghiên cứu các mối quan hệ của cá thể hay cơ thể sinh vật với môi trường, trong đó tìm ra những mối quan hệ nhân quả giữa cá thể và môi trường. Một nhóm các quần thể của các loài khác nhau sống đủ gần để có thể tương tác với nhau được gọi là quần xã sinh vật. Phần 1. QUẦN XÃ SINH VẬT A. LÝ THUYẾT 1. Khái niệm Quần xã là một tập hợp các quần thể sinh vật thuộc các loài khác nhau, cùng sống trong một không gian (gọi là sinh cảnh) và thời gian nhất định. Các sinh vật trong quần xã có mối quan hệ gắn bó với nhau như một thể thống nhất và do vậy quần xã có cấu trúc tương đối ổn định. Hay: Quần xã là một tập hợp quần thể của các loài sống trong một vùng xác định (gọi là sinh cảnh), ở đó chúng có quan hệ Tác động qua lại giữa các quần thể chặt chẽ với nhau và với môi trường để tồn tại và phát triển ổn trong quần xã sinh vật Tương tác giữa quần thể với các nhân định theo thời gian. tố sinh thái của môi trường Khái niệm quần xã cho thấy: Hình 1. Mối quan hệ giữa các quần thể với môi trường - Quần xã là tập hợp các quần thể các loài khác nhau liên hệ với nhau bởi những quan hệ sinh thái về thức ăn, nơi ở, biểu hiện bằng những mối quan hệ hỗ trợ hay đối kháng trong sự tương tác với môi trường (Hình 1). - Quần xã được hình thành trên cơ sở một quá trình trao đổi chất và năng lượng giữa quần thể và ngoại cảnh của nó đưa đến sự ổn định tương đối của quần xã. - Giữa quần xã và ngoại cảnh có sự tương tác lẫn nhau có thể đưa đến sự ổn định hay biến động giữa chúng theo thời gian. - Ví dụ: Quần xã cây ngập mặn; quần xã sinh vật trên núi đá vôi đất ngập nước; quần xã rừng mưa nhiệt đới… - Cách gọi tên: + Theo tên của điạ điểm phân bố như: quần xã núi đá vôi, quần xã vùng ngập triều, quần xã ven hồ, quần xã ao,… + Theo tên thực vật chiếm ưu thế như: quần xã rừng thông, quần xã đồng cỏ, quần xã cây bụi… + Theo dạng sống của sinh vật như: quần xã sinh vật nổi, quần xã sinh vật đáy, quần xã sinh vật tự bơi… 2. Các đặc trưng cơ bản của quần xã 2.1. Đặc trưng về đa dạng loài Độ đa dạng loài của một quần xã - mức độ đa dạng về loại sinh vật khác nhau cấu tạo nên quần xã bao gồm 2 thành phần. Một là độ giàu loài, số lượng các loài khác nhau trong quần xã. Hai là độ 3
Trang 4
phong phú tương đối của mỗi loài, tỷ lệ cá thể của mỗi loài trên tổng số các cá thể có trong quần xã. Mức đa dạng của quần xã phụ thuộc vào các nhân tố sinh thái như sự cạnh tranh giữa các loài, mối quan hệ con mồi - vật ăn thịt và mức độ thay đổi của các nhân tố môi trường vô sinh. Do nhiệt độ, lượng mưa cao và khá ổn định nên các quần xã sinh vật vùng nhiệt đới thường có nhiều loài hơn so với các quần xã phân bố ở vùng ôn đới. Tuy nhiên, trong một sinh cảnh xác định khi số loài tăng lên, chúng phải chia sẽ nhau nguồn sống, do đó số lượng cá thể của mỗi loài phải giảm đi. 2.2. Đặc trưng về thành phần loài Trong quần xã mỗi nhóm loài có vai trò nhất định. Theo đó, quần xã gồm 3 nhóm loài: - Nhóm loài hay loài ưu thế có tần suất xuất hiện và độ phong phú cao, sinh khối lớn, quyết định chiều hướng phát triển của quần xã. - Nhóm loài hay loài thứ yếu đóng vai trò thay thế cho nhóm loài ưu thế kh nhóm này suy vong vì một nguyên nhân nào đó. - Nhóm loài hay loài ngẫu nhiên có tần suất xuất hiện và độ phong phú rất thấp, nhưng sự có mắt của chúng lại làm tăng mức đa dạng cho quần xã. Cùng với 3 nhóm loài trên còn có loài chủ chốt và loài đặc trưng: - Loài chủ chốt là loài không nhất thiết phải có số lượng lớn cá thể trong quần xã (thường là vật ăn thịt đầu bảng) có vai trò kiểm soát và khống chế sự phát triển của các loài khác, duy trì sự ổn định của quần xã. Nếu loài này bị mất quần xã có thể rơi vào trạng thái mất cân bằng. - Loài đặc trưng là loài chỉ có ở một quần xã nào đó. Ví dụ: cây cọ là loài đặc trưng của quần xã vùng đồi Vĩnh Phú, cây tràm là loài đặc trưng của quần xã rừng U Minh. Thường trong một quần xã số loài đặc trưng thường ít hơn nhóm loài ưu thế và nhóm loài ngẫu nhiên, nhưng số lượng cá thể của loài đặc trưng bao giờ cũng nhiều hơn so với những loài còn lại trong quần xã. Để đánh giá số lượng của các loài trong quần xã, các nhà sinh thái học đưa ra một số khái niệm sau đây: - Tần suất xuất hiện (hay độ bắt hay thường gặp) của loài: là tỉ số (%) của một loài gặp trong các điểm khảo sát so với tổng số các điểm được khảo sát. Độ bắt gặp được biểu thị bằng công thức sau: C = p/P x 100 Trong đó, p là số điểm lấy mẫu có loài được xét, P là tổng số điểm lấy mẫu. Theo giá trị của C thì có các trường hợp sau: + Loài thường gặp có C > 50% + Loài ít gặp có 25% < C < 50% + Loài ngẫu nhiên có C <25% - Độ phong phú (hay mức giàu có) của loài: là tỉ số (%) về số cá thể của một loài nào đó với tổng số cá thể của tất cả các loài có trong quần xã: D= ¿ x100 N Trong đó, D - độ phong phú của loài trong quần xã (%), ni - số cá thể của loài i trong quần xã, N - số lượng cá thể của tất cả các loài trong quần xã. 4
Trang 5
Độ phong phú của loài còn được đánh giá bằng các chỉ số định tính khác: hiếm hay ít gặp (+), hay gặp (++), gặp nhiều (+++), gặp rất nhiều (++++). - Người ta sử dụng chỉ số độ đa dạng Shannon để đánh giá mức độ đa dạng của một quần xã: Trong đó: + H là độ đa dạng Shannon. + pA là độ phong phú tương đối của loài A (tính bằng số cá thể loài A trên tổng số cá thể của quần xã). 2.3. Đặc trưng về chức năng của các nhóm loài - Sinh vật tự dưỡng: Cây xanh và một số vi sinh vật có màu có khả năng tiếp nhận năng lượng mặt trời, tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ thông qua quá trình quang hợp để tạo ra nguồn thức ăn sơ cấp. - Sinh vật dị dưỡng: Động vật và phần lớn vi sinh vật là sinh vật dị dưỡng, sống nhờ vào nguồn thức ăn sơ cấp, trong đó, động vật thường được gọi là sinh vật tiêu thụ, còn vi sinh vật là những sinh vật phân hủy. Động vật lại gồm nhóm ăn thực vật, nhóm ăn mùn bã hữu cơ, nhóm ăn thịt và nhóm ăn tạp (ăn cả thực vật và động vật). 2.4. Đặc trưng về sự phân bố cá thể các loài trong không gian Phân bố cá thể các loài trong không gian của quần xã tùy thuộc vào nhu cầu sống của từng loài. Nhìn chung sự phân bố cá thể các loài trong tự nhiên của quần xã có xu hướng làm giảm bớt mức độ cạnh tranh giữa các loài và nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn sống của môi trường. Sự phân bố cá thể các loài trong không gian của quần xã có hai dạng điển hình: - Phân bố cá thể trong quần xã theo chiều thẳng đứng như sự phân thành nhiều tầng cây thích nghi với các điều kiện chiếu sáng khác nhau trong rừng mưa nhiệt đới. Sự phân tầng của thực vật kéo theo sự phân tầng của các loài động vật sống trong rừng: nhiều loài chim, côn trùng sống trên tán các cây cao; khỉ, vượn, sóc… sống leo trèo trên cành cây; trong khi đó có nhiều loài động vật sống trên mặt đất và trong các tầng đất. - Phân bố theo chiều ngang trên mặt đất như sự phân bố của sinh vật từ đỉnh núi, sườn núi tới chân núi; hoặc sinh vật phân bố từ vùng đất ven bờ biển tới vùng ngập nước ven bờ và vùng khơi xa…Nhìn chung, sinh vật phân bố theo chiều ngang thường tập trung nhiều ở vùng có điều kiện sống thuận lợi như vùng đất màu mỡ, có độ ẩm thích hợp, thức ăn dồi dào… Do sống tập trung, các loài sinh vật phải chia sẻ nguồn thức ăn, nhưng chúng lại có những lợi ích khác như chống lại các tác động cơ học bất lợi, tích lũy được nhiều hơn các chất dinh dưỡng. Ví dụ: Trên các bãi bồi ven biển các loài cây ngập mặn quần tụ với nhau hình thành quần xã cây ngập mặn. Nhờ vậy, cây khai thác tốt nguồn dinh dưỡng và làm giàu cho đất từ sản phẩm rơi rụng (lá, quả…), đồng thời sự quần tụ còn giúp cho chúng chống chọi được gió to, sóng lớn. Nhìn chung sự phân bố cá thể của loài trong tự nhiên của quần xã do ảnh hưởng của sự phân bố không đồng đều của các nhân tố sinh thái của môi trường (ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, thức ăn…) 3. Mối quan hệ giữa các loài trong quần xã Một số quan hệ chủ yếu trong đời của một sinh vật là những tương tác giữa các cá thể khác loài trong quần xã. Bao gồm: 5
Trang 6
3.1 Các mối quan hệ hỗ trợ 3.1.1. Cộng sinh Khi các cá thể của hai hay nhiều loài sống nhờ tiếp xúc trực tiếp và mật thiết với nhau thì quan hệ của chúng được gọi là quan hệ cộng sinh. Quan hệ cộng sinh thường là quan hệ giữa hai loài sinh vật, trong đó tất cả các loài đều có lợi, song mỗi bên chỉ có thể sống, phát triển và sinh sản được dựa vào sự hợp tác của bên kia. Trong nhiều trường hợp, sống cộng sinh là cách sống bắt buộc, khi rời khỏi nhau cả 2 đều chết. Cộng sinh rất phổ biến trong tự nhiên, gồm các hình thức: - Cộng sinh giữa thực vật, nấm hoặc vi khuẩn: + Cộng sinh giữa nấm và vi khuẩn lam hình thành nên một tổ chức liên kết khăng khít và hoạt động như là một cơ thể đơn là địa y. Trong sự cộng sinh này nấm sử dụng glucid và vitamine do vi khuẩn lam tạo ra, còn vi khuẩn lam sống trong tản của nấm nên chống được ánh sáng mạnh, sử dụng vitamine C, hợp chất hữu cơ, nước, CO2 của nấm để hô hấp và quang hợp. Địa y sinh sản vô tính bằng cách phát tán các mảnh nhỏ chứa hổn hợp gồm cả tế bào nấm chưa phân tách và cả tế bào vi khuẩn lam. + Vi khuẩn cố định đạm cộng sinh trong nốt sần rễ cây họ Đậu. Mặc dù cả vi khuẩn lẫn cây họ Đậu đều có khả năng sống độc lập nhưng khi cộng sinh chúng tạo thành “nốt sần của rễ” là tổ chức có thể thực hiện việc cố định nitrogen. Trong quá trình này, phân tử nitrogen của không khí được chuyển thành amoniac, và một phần amoniac được thực vật chuyển thành amino acid và chất đạm. - Cộng sinh giữa thực vật và động vật: + Cộng sinh giữa tảo vàng với san hô, nhờ đó rạn san hô có năng suất sinh học rất cao ở biển nhiệt đới. Trung bình trên 1cm2 phần thịt của san hô có khoảng từ 1 đến 5 triệu tảo vàng đơn bào cộng sinh. Tảo vàng thực hiện chức năng quang hợp, tổng hợp nên chất hữu cơ dùng chung cho cả tảo vàng và san hô. San hô sử dụng hết khoảng 20 - 95% chất hữu cơ do tảo tổng hợp được (chủ yếu là sử dụng các acid béo, amino acid, đường). Còn san hô sau khi sử dụng chất hữu cơ lại thải CO2 và H2O, các khí này được tảo sử dụng lại trong quang hợp. Quá trình tái sản xuất của hai loài sinh vật cộng sinh này giúp san hô sống được ở vùng biển nghèo dinh dưỡng, có ít sinh vật nổi. + Cộng sinh giữa kiến và cây kiến. Cây kiến có một số lá phình to hơn so với các lá bình thường, phần trong của lá phình to được chia ra thành nhiều khoang rất thích hợp cho kiến làm tổ, đồng thời có nhiều rễ len lỏi trong các khoang đó. Kiến đến làm tổ và mang thức ăn về dự trữ trong các khoang của lá. Thức ăn dư thừa trong tổ trở thành nguồn phân bón cho cây. - Cộng sinh giữa động vật với động vật: + Mối đục gỗ cộng sinh với trùng roi. Trùng roi sống trong ống tiêu hóa của mối giúp phân giải cellulose thành đường là nguồn dinh dưỡng cho cả mối và trùng roi. + Một số loài cua mang trên thân những con hải quỳ. Hải quỳ có tế bào gai tiết chất độc giúp cua tự vệ. Đồng thời nhờ có cua mà hải quỳ có thể di chuyển ra khỏi nơi khô hạn. 3.1.2. Hợp tác (hợp sinh) Quan hệ hợp tác thường là quan hệ giữa hai loài sống dựa và nhau và cả hai loài cùng có lợi nhưng không bắt buộc. 6
Trang 7
Ví dụ: + Hợp tác giữa chim sáo và trâu rừng, giữa chim mỏ đỏ và linh dương. Chim tìm thức ăn là ve bét dưới lớp lông của trâu, khi phát hiện có thú dữ tới gần, chim bay lên nhờ đó báo động cho trâu. + Hợp tác giữa cá nhỏ và cá lớn. Cá nhỏ kiếm thức ăn giắt ở kẽ răng của cá lớn, đồng thời làm sạch chân răng của cá lớn. + Hợp tác giữa cá và hải quỳ, cá trốn tránh được kẻ thù và đồng thời bảo vệ hải quỳ khỏi bị một số cá khác tới ăn xúc tu. 3.1.3. Hội sinh Kiểu tương tác giữa các loài đem lại lợi ích cho một loài còn loài kia không bị hại cũng chẳng được lợi (+/0) được gọi là hội sinh. Quan hệ hội sinh ít được minh chứng trong tự nhiên vì sự kết hợp chặt chẽ giữa hai loài thường ảnh hưởng đến cả hai, thậm chí chỉ chút ít. Ví dụ: - Hội sinh giữa dương xỉ với cây gỗ, dương xỉ sống bám trên thân cây, nơi thuận lợi cho việc lấy nước và ánh sáng. Trong quan hệ này, dương xỉ được lợi còn loài cây gỗ không có lợi cũng không hại gì. Cũng tương tự, nhiều loài phong lan sống bám trên thân cây gỗ. - Loài cá ép sống bám vào các loài động vật biển lớn như cá mập, cá voi, vích…Cá ép nhờ đó được mang đi xa cùng với loài hội sinh, khả năng kiếm mồi và hô hấp thuận lợi. Các loài động vật nhỏ sống hội sinh với giun biển. 3.2 Các mối quan hệ đối kháng 3.2.1. Quan hệ cạnh tranh giữa các loài và sự phân li ổ sinh thái - Cạnh tranh khác loài là kiểu tương tác -/-, xuất hiện các loài có cùng chung nhau về nguồn gốc, các loài tranh giành nhau về thức ăn, chỗ ở…và các điều kiện sống khác trong môi trường. Trong quan hệ cạnh tranh, các loài sinh vật đều bị ảnh hưởng bất lợi, tuy nhiên có 1 loài sẽ thắng thế còn các loài khác thì bị hại. - Một số ví dụ: + Đối với thực vật: Trong rừng, các cây ưa sáng tranh giành nhau về ánh sáng. Những cây giành lấy được nhiều ánh sáng sẽ vươn cao hơn các cây khác. Trong 1 khoảng đất hẹp, khô hạn, có mật độ cây quá cao, rễ cây tranh giành nhau về nước và muối khoáng (như cỏ dại và lúa). Những loài cây có hệ rễ phát triển sẽ có cơ hội sống sót nhiều hơn, còn các loài khác bị loại dần. + Đối với động vật: cạnh tranh diễn ra gây gắt ở các loài động vật có cùng chung nhu cầu về nguồn sống như thức ăn, nơi ở, …(như 2 loài trùng cỏ Paramicium caudatum và Paramicium aurelia cùng sử dụng nguồn thức ăn là vi sinh vật. Khi nuôi trong một bể, chúng cạnh tranh với nhau gây gắt, do đó, mật độ của 2 loài đều giảm, nhựng loài Paramicium caudatum giảm hẳn và trở thành loài thua cuộc (H56.4 trang 234 SGK) và chúng có thể sống chung khi 7
Trang 8
có sự phân li nơi ở: loài thứ nhất chỉ sống ở tầng mặt, giàu oxygen; loài thứ 2 nhờ cộng sinh với tảo nên có thể sống được ở đấy bể, ít oxygen. + Thú có túi là động vật phổ biến ở Australia. Vào thế kỉ 19, khi người ta nhập thỏ và cừu từ Châu Âu vào nuôi ở một số bang miền Nam Australia đã phát triển mạnh và cạnh tranh thức ăn làm số lượng thú có túi giảm mạnh. + Sự cạnh tranh giữa cú và chồn ở trong rừng, chúng cùng hoạt động vào ban đêm và bắt chuột làm thức ăn. + Các loài cá sống chung nhau trong 1 ao, tranh giành nhau về thức ăn, dẫn tới mỗi loài thích nghi với 1 kiểu kiếm thức ăn ở một lớp nước sâu nhất định. + Quá trình cạnh tranh nhau về thức ăn dẫn đến sự khác biệt nhau về kích thước mỏ của 3 loài chim mỏ chéo chuyên ăn hạt thông ở Châu Âu. Loài chim mỏ to chuyên ăn hạt thông to và 2 loài còn lại ăn hạt thông nhỏ hơn. Do đó, chúng không cạnh tranh với nhau . - Qua các ví dụ trên ta thấy nguyên nhân dẫn đến sự cạnh tranh gây gắt giữa các loài sinh vật là sự tranh giành nhau về nguồn sống như thức ăn, nơi ở, ánh sáng…kết quả của cạnh tranh là: + Ảnh hưởng tới hình thái của sinh vật: Ví dụ: cây cạnh tranh lấy được nhiều ánh sáng sẽ cao hơn các cây khác, cạnh tranh dẫn tới phân hóa kích thước mỏ chim… + Ảnh hưởng tới số lượng cá thể: Ví dụ: loài cạnh tranh thắng thế sẽ có số lượng tăng cao, ngược lại loài bị hại sẽ giảm số lượng. + Ảnh hưởng đến sự phân bố cá thể: Ví dụ: cạnh tranh giữa các loài cá nuôi trong một ao dẫn đến mỗi loài thích nghi với việc tìm kiếm thức ăn ở một tầng nước sâu nhất định. + Ảnh hưởng tới thời gian hoạt động của cá thể: Ví dụ: mỗi loài rắn thích nghi với thời gian kiếm ăn khác nhau trong ngày. * Cạnh tranh loại trừ: Trong môi trường không bị tác động bởi nhiễu loạn, loài nào sử dụng nguồn sống hiệu quả hơn sẽ sinh sản nhanh hơn loài khác. Thậm chí chỉ cần một loài có ưu thế sinh sản lớn hơn một tí chút so vớ loài kia thì rốt cuộc loài cạnh tranh kém hơn cũng sẽ bị loại trừ. Hiện tượng đó gọi là cạnh tranh loại trừ. → Tóm lại, cạnh tranh giữa các loài trong quần xã được xem là một trong những động lực của quá trinh tiến hóa. 3.2.2. Quan hệ vật mồi - vật ăn (sinh vật này ăn sinh vật khác) Quan hệ vật ăn thịt và con mồi được biêu diễn bằng kiểu tương tác +/- giữa các loài trong đó một loài là động vật thường xuyên giết chết và ăn thịt một loài khác là con mồi. - Có các trường hợp sinh vật này ăn sinh vật khác: + Động vật ăn thực vật: Thực vật là thức ăn của nhiều loài động vật. Tuy nhiên, động vật trong quá trình ăn lá cây, quả, hạt, lấy mật hoa…đã góp phần thụ phấn và phát tán cho cây. + Động vật ăn thịt: Vật ăn thịt tấn công và tiêu diệt con mồi, song chúng thường bắt được con mồi yếu, mang bệnh. Hiện tượng này có tác dụng chọn lọc, loại bớt những con vật yếu. 8
Trang 9
+ Thực vật bắt sâu bọ: Thực vật bắt sâu bọ như cây nắp ấm, cây gọng vó mọc ở những vùng đất nghèo dinh dưỡng, nơi đầm lầy ngập nước. Lá cây tiết chất phân giải thịt sâu bọ bắt được thành dinh dưỡng nuôi cây. - Mối quan hệ sinh vật này ăn thịt sinh vật khác là mối quan hệ hết sức khắc nghiệt, tuy nhiên, trong thiên nhiên đây là động lực của tiến hóa các loài sinh vật. Trong mối quan hệ này, con mồi thích nghi với kiểu lẫn tránh và bằng nhiều hình thức chống lại vật dữ, còn vật ăn thịt hình thành những khả năng thích nghi để săn mồi có hiệu quả (màu sắc thân để rình, răng khỏe, chạy nhanh, nhiều mánh khóe để săn mồi,…) - Quan hệ giữa động vật ăn thịt và con mồi làm cho cả 2 quần thể này luôn dao động trong thế cân bằng. 3.2.3. Quan hệ vật chủ - vật kí sinh Là quan hệ 1 loài sinh vật sống nhờ trên cơ thể sinh vật khác, lấy các chất nuôi sống cơ thể từ vật chủ. Loài sống nhờ gọi là vật kí sinh, còn loài kia là vật chủ. Sinh vật ký sinh bên trong cơ thể của sinh vật chủ gọi là nội ký sinh như giun dẹp ký sinh trong cơ thể động vật. Sinh vật ký sinh trên bề mặt cơ thể sinh vật goi là ngoại kí sinh, ví dụ các loại côn trùng như bét, rận, chấy ký sinh trên da động vật. - Quan hệ vật kí sinh - vật chủ là biến tướng của quan hệ con mồi - vật ăn thịt, chỉ khác là, vật kí sinh nhỏ, có số lượng đông, ăn dịch hoặc chất dinh dưỡng của vật chủ, nhưng không giết chết vật chủ liền, mà làm suy yếu dần, gây bệnh cho vật chủ; còn vật chủ thì có kích thước lớn, số lượng ít. Sinh vật kí sinh không có đời sống tự do, mà phụ thuộc vào một số loài vật chủ nhất định. - Có nhóm kí sinh hoàn toàn và nhóm nửa kí sinh. Sinh vật kí sinh hoàn toàn không có khả năng tự dưỡng (Ví dụ: tơ hồng kí sinh trên thân cây gỗ, sán lá kí sinh trong gan người). Sinh vật nửa kí sinh vừa lấy dinh dưỡng từ vật chủ vừa có khả năng tự dưỡng (cây tầm gửi kí sinh trên vật chủ còn có khả năng quang hợp tổng hợp chất hữu cơ). - Nhiều loài động vật, thực vật kí sinh gây thiệt hại lớn cho ngành trồng trọt, chăn nuôi, như các loài nấm kí sinh trên ngô, bắp cải, lá; dây tơ hồng bám trên cây nhãn, ve bét kí sinh trên da động vật, giun sán kí sinh trong ruột người. - Trong nông nghiệp, người ta lợi dụng quan hệ kí sinh này để tiêu diệt những loài sâu hại cho nông nghiệp, lâm nghiệp,…gọi là biện pháp khống chế sinh học. Ví dụ: Người ta nuôi ong mắt đỏ diệt sâu đục thân lúa. Biện pháp này có hiệu quả cao ở những nơi có điều kiện khí hậu ổn định và do không sử dụng hóa chất độc hại nên hạn chế tác hại đến nhiễm môi trường và sức khỏe con người. Tuy nhiên khi dùng biện pháp sinh học phải hết sức thận trọng vì khi loài có hại bị tiêu diệt, các loài gây hại khác là con mồi của loài này có điều kiện phát triển, như vậy dễ gây xáo trộn mối quan hệ có sẵn trong quần xã, gây mất ổn định quần xã. - Do các loài kí sinh trên vật chủ này thì ít có khả năng kí sinh trên vật chủ khác nên sinh vật kí sinh không giết chết vật chủ vì khi chúng giết chết vật chủ đồng nghĩa tự giết chết mình. Do đó, mức độ gây hại của vật kí sinh chỉ ở mức giới hạn để cả vật kí sinh và vật chủ cùng tồn tại. Quan hệ giữa vật chủ và vật kí sinh thích nghi dần qua nhiều thế hệ và trở nên bền vững. Chính do vậy, khi chuyển các giống vật nuôi từ nơi này đến nuôi ở nơi mới thì thường thiếu sự bền vững, vật nuôi đến nơi ở mới hay bị bệnh tật. 9
Trang 10
Vật kí sinh cũng như vật chủ đều có những thích nghi nhất định để cùng tồn tại. Vật kí sinh có những thích nghi về hình dạng, kích thước thân, về màu sắc, về cấu tạo cơ quan bám, hệ tiêu hóa, sự sinh sản…Vật chủ lại có những thích nghi ngược lại để tự vệ. 3.2.4. Quan hệ ức chế - cảm nhiễm (hãm sinh) Là quan hệ trong quá trình sống đã kìm hãm sự sinh trưởng và phát triển của các loài khác hay gây hại đến các loài xung quanh. Ví dụ: + Rễ nhiều loài cây tiết ra chất kháng sinh kìm hãm sự phát triển của những loài khác sống xung quanh, như cây tỏi tiết ra chất gây ức chế hoạt động của vi sinh vật xung quanh. + Vi khuẩn lam trong quá trình phát triển của mình thường tiết ra chất độc, gây hại cho các loài động vật xung quanh. + Tảo giáp và 1 số tảo hiển vi khác phát triển mạnh vào mùa sinh sản, gây hiện tượng “nước nở hoa” hay “thủy triều đỏ”. Chất độc tảo tiết ra giết chết rất nhiều loài động vật không xương sống ở xung quanh. Chim, cá và nhiều loài động vật khác bị chết do ăn phải động vật không xương sống bị nhiễm chất độc này. Trong nhiều trường hợp, người cũng bị ngộ độc vì ăn hàu, sò, cua, cá trong vùng thủy triều đỏ. Bên cạnh các mối quan hệ hỗ trợ và đối kháng còn có quan hệ bàng quan, nghĩa là các loài không ảnh hưởng tới nhau. Ví dụ: cây cỏ và hổ. → Tóm lại, trong thiên nhiên, các mối quan hệ giữa các loài nhất là quan hệ đối kháng đóng vai trò kiểm soát và khống chế số lượng cá thể của các loài (khống chế sinh học) đã thiết lập nên trạng thái cân bằng trong tự nhiên. Vì vậy con người cần chú ý trạng thái cân bằng này, nếu vi phạm sẽ dẫn đến hậu quả khó lường. * Hiện tượng khống chế sinh học và ứng dụng - Khống chế sinh học là hiện tượng số lượng cá thể của một loài bị khống chế ở một mức nhất định, không tăng cao quá hoặc giảm thấp quá do tác động của các mối quan hệ hoặc hỗ trợ hoặc đối kháng giữa các loài trong quần xã. - Ý nghĩa sinh học: + Phản ánh mối quan hệ đối địch trong quần xã + Làm cho số lượng cá thể của mỗi quần thể dao động trong thế cân bằng, tạo nên trạng thái cân bằng sinh học trong quần xã - Ý nghĩa thực tiễn: là cơ sở khoa học cho biện pháp đấu tranh sinh học nhằm chủ động kiểm soát số lượng cá thể của mỗi quần thể theo hướng có lợi cho con người. Ví dụ: Trong nông nghiệp, sử dụng ong kí sinh diệt loài bọ dừa, sử dụng rệp xám để hạn chế số lượng cây xương rồng bà, ong mắt đỏ diệt sâu... B. BÀI TẬP Câu 1. a. Hãy cho biết thế nào là độ đa dạng của quần xã? Vì sao quần xã có độ đa dạng cao lại có tính ổn định cao hơn quần xã có độ đa dạng thấp và sự cạnh tranh là nguyên nhân dẫn đến sự ổn định của quần xã? b. Hai thành phần đóng góp vào sự đa dạng loài là gì? Hãy giải thích hai quần xã có cùng số lượng loài nhưng có thể khác nhau về mức độ đa dạng loài như thế nào? 10
Trang 11
c. So sánh mức độ đa dạng loài trong hai quần xã khi biết các thông tin như sau: Loài A Loài B Loài C Loài D QX 1 100 150 200 50 QX 2 125 125 150 100 Hướng dẫn trả lời a. - Đa dạng của một quần xã là mức độ phong phú về số lượng loài và số lượng cá thể của mỗi loài trong quần xã. - Quần xã đa dạng có tính ổn định cao hơn là do: + Trong quần xã đa dạng, lưới thức ăn càng phức tạp, có nhiều mắt xích chung → một loài quan hệ với nhiều loài và do vậy số lượng cá thể của chúng phụ thuộc lẫn nhau chặt chẽ trong mối quan hệ khống chế sinh học và cạnh tranh khác loài → cân bằng sinh học trong quần xã. + Quần xã có đa dạng cao có nguồn thức ăn phong phú và nhiều loài rộng thực có khả năng khai thác nguồn sống tốt hơn; khi một nguồn thức ăn bị biến động thì loài rộng thực ít bị nguy hại. + Trong quần xã đa dạng, một loài bị chết (hoặc di chuyển đi sống ở nơi khác) sẽ dễ dàng có những loài có quan hệ họ hàng gần gũi hoặc sử dụng nguồn thức ăn thay thế chức năng sinh thái của loài đó trong quần xã. - Sự cạnh tranh là nguyên nhân dẫn đến sự ổn định trong quần xã là: + Cạnh tranh dẫn đến phân hóa ổ sinh thái, nhờ đó sinh vật khai thác nguồn sống từ môi trường tốt hơn, đồng thời nhiều loài sinh vật có thể cùng sống chung trên một vùng - đa dạng sinh học cao hơn. b. - 2 thành phần: Độ giàu loài (số lượng loài), độ phong phú tương đối (tỷ lệ của các loài trongquần xã) → độ đa dạng của quần xã. - Khi so sánh hai quần xã, một quần xã có tỉ lệ một loài cao với quần xã có tỉ lệ các loài tương đương nhau thì quần xã thứ hai được cho là đa dạng hơn. c. - Độ thường gặp (C): tỉ lệ phần trăm của một loài gặp trong các điểm khảo sát so với tổng số các n×100 điểm được khảo sát C = m n: số lần lấy mẫu có xuất hiện loài nghiên cứu m: tổng số địa điểm khảo sát (tổng số lần lấy mẫu) (p) - Độ phong phú tương đối (p): tỉ lệ % số cá thể của loài đang nghiên cứu so với tổng số cá thể của tất cả các loài có trong quần xã. - Chỉ số đa dạng Shanon: H = - [pAlnpA + pBlnpB +pClnpC+...] pi: độ phong phú tương đối của loài đang nghiên cứu (số cá thể của loài đang nghiên cứu so với tổng số cá thể của tất cả các loài có trong quần xã) 11
Trang 12
Câu 2. Trong khi di chuyển, trâu rừng thường đánh động các loài côn trùng làm cho chúng hoảng sợ bay ra và dễ bị chim ăn thịt. Dựa vào những thông tin trên, hãy xác định mối quan hệ sinh thái giữa: a. Trâu rừng với chim. b. Chim với côn trùng. c. Trâu rừng với côn trùng. Hướng dẫn trả lời a. Quan hệ hội sinh (chim được lợi, trâu rừng không được lợi cũng không bị hại). b. Quan hệ ăn thịt - con mồi (chim là vật ăn thịt, côn trùng là con mồi). c. Quan hệ ức chế - cảm nhiễm (côn trùng bị hại, trâu rừng không được lợi cũng không bị hại). Câu 3. Trong mối quan hệ sinh thái giữa các loài trong quần xã: a. Hãy nêu những điểm giống và khác nhau giữa quan hệ kí sinh - vật chủ với quan hệ vật ăn thịt - con mồi. b. Ý nghĩa của hai mối quan hệ này đối với quần xã. Hướng dẫn trả lời a. * Điểm giống nhau: - Cả hai mối quan hệ là quan hệ đối kháng, trong đó một loài được lợi và loài kia bị hại. - Trong cả hai mối quan hệ đều xảy ra hiện tượng loài này sử dụng chất sống của loài kia làm nguồn thức ăn. * Điểm khác nhau: - Quan hệ vật kí sinh – vật chủ: Số lượng cá thể vật kí sinh (loài được lợi) thường nhiều hơn vật chủ, kích thước cơ thể vật kí sinh nhỏ hơn vật chủ, vật kí sinh không giết chết vật chủ mà chỉ làm yếu vật chủ mà thôi. - Quan hệ vật ăn thịt – con mồi: Số lượng cá thể vật ăn thịt (loài được lợi) thường ít hơn con mồi, kích thước cơ thể vật chủ thường lớn hơn con mồi, vật chủ giết chết con mồi. b. - Ý nghĩa: Các loài trong hai mối quan hệ này mặc dù đối kháng nhau nhưng lại có vai trò kiểm soát lẫn nhau, tạo động lực cho sự tiến hóa của nhau: + Vật kí sinh kiểm soát số lượng vật chủ bằng cách làm yếu vật chủ, khiến vật chủ mất khả năng chống lại bệnh tật, chống lại các điều kiện bất lợi của môi trường. Ngược lại, số lượng vật chủ cũng ảnh hưởng đến số lượng vật kí sinh. Trong quá trình tiến hóa của mỗi loài, vật chủ luôn tiến hóa theo hướng tăng khả năng chống lại vật kí sinh, còn vật kí sinh luôn tiến hóa theo hướng kí sinh ngày càng hiệu quả. + Vật ăn thịt kiểm soát số lượng con mồi, là nhân tố chọn lọc, loại bỏ những cá thể mang gen không tốt trong quần thể con mồi (những cá thể bệnh tật, già...). Đồng thời con mồi cung cấp nguồn thức ăn cho vật ăn thịt, số lượng vật ăn thịt cũng không thể vượt quá khả năng cung cấp của con mồi. Trong quá trình tiến hóa, con mồi luôn tiến hóa theo hướng nâng cao hiệu quả chống lại kẻ săn mồi như sử dụng màu sắc ngụy trang, tăng tốc độ chạy trốn, phát triển các giác quan giúp phát hiện sớm kẻ thù... Đồng thời vật ăn thịt cũng tiến hóa theo hướng tăng hiệu quả săn mồi, phát triển kĩ năng rình mồi, rượt đuổi, kĩ năng giết chết con mồi... 12
Trang 13
- Các loài kiểm soát lẫn nhau đảm bảo sự cân bằng sinh thái trong quần xã. Câu 4. a. Trong một vùng biển, mỗi khi có mặt một loài sao biển, người ta thấy có khoảng 20 loài động vật không xương sống và tảo cùng sinh sống. Nhưng nếu loại bỏ loài sao biển ra khỏi vùng này thì thành phần loài ở vùng biển này giảm hẳn chỉ còn khoảng 5 loài và tảo cùng sống. Giải thích hiện tượng trên? b. Trong ao hồ cá mè sống ở tầng nước mặt, cá trắm cỏ sống ở tầng giữa, cá chép sống ở tầng đáy, cá trê và ốc ở tầng bùn. Hiện tượng trên được gọi là gì? Nêu ý nghĩa của hiện tượng này trong thiên nhiên? Hướng dẫn trả lời a. - Loài sao biển là loài chủ chốt của quần xã. - Loài chủ chốt là loài có vai trò kiểm soát cấu trúc của quần xã bằng vai trò của nó đối với các loài khác trong quần xã. b. - Hiện tượng phân tầng thẳng đứng trong thiên nhiên. - Ý nghĩa: + Tận dụng nguồn sống trong sinh cảnh. + Giảm sự cạnh tranh. Câu 5. a. Trên một hòn đảo có 2 loài thú là chó sói và thỏ. Số lượng thỏ bị khống chế bởi số lượng chó sói. Nếu cho tất cả chó sói rời khỏi đảo và thay vào đó là cừu thì sau một thời gian số lượng thỏ và cừu trên đảo sẽ biến đổi như thế nào? Nguyên nhân dẫn đến sự biến đổi đó. b. Những nhận xét rút ra từ việc nghiên cứu mối quan hệ vật dữ - con mồi là gì? Hướng dẫn trả lời a. - Sau khi cho chó sói rời khỏi đảo, số lượng thỏ tăng lên do không còn bị khống chế. - Đưa cừu lên đảo, cừu có cùng nhu cầu về thức ăn với thỏ → cạnh tranh xảy ra → số lượng cá thể của hai loài cùng giảm. b. Nhận xét rút ra từ việc nghiên cứu quan hệ vật dữ - con mồi - Số lượng cá thể trong quần thể vật ăn thịt thường ít hơn số lượng con mồi. - Sự biến thiên số lượng vật ăn thịt bao giờ cũng diễn ra sau; tăng giảm nhịp nhàng theo sự biến đổi số lượng con mồi và ngược lại → Hiện tượng khống chế sinh học. - Để tồn tại và phát triển, vật ăn thịt phải hình thành những đặc điểm làm tăng hiệu quả săn mồi; con mồi hình thành những đặc điểm tăng khả năng tự vệ và trốn tránh kẻ thù → đồng tiến hóa. → Quan hệ vật dữ - con mồi là một trong các động lực chủ yếu của quá trình tiến hóa. Câu 6. Giả sử có hai quần xã rừng nhỏ, mỗi quần xã có 1000 cá thể bao gồm 4 loài thực vật (A, B, C, D) như sau: Quần xã 1: 250A, 250B, 250C, 250D. Quần xã 2: 700A, 100B, 50C, 50D. Hãy cho biết độ đa dạng của quần xã nào cao hơn? 13
Trang 14
Hướng dẫn trả lời Để kiểm tra xem quần xã nào có độ đa dạng cao hơn, chúng ta tính độ đa dạng Shannon cho mỗi quần xã: - Độ đa dạng của quần xã 1: . - Độ đa dạng của quần xã 2: . Như vậy, → quần xã 1 đa dạng hơn quần xã 2. Câu 7. Loài thực vật A thụ phấn nhờ một loài côn trùng B. Hãy xét xem mối quan hệ giữa hai loài này là mối quan hệ gì? Hướng dẫn trả lời - Nếu loài B là loài duy nhất thụ phấn cho thực vật A thì quan hệ giữa A và B là quan hệ cộng sinh. - Nếu loài B không phải là loài duy nhất thụ phấn cho thực vật A thì quan hệ giữa hai loài là quan hệ hợp tác. Câu 8. Trong quần xã, trường hợp nào cạnh tranh làm mở rộng ổ sinh thái của loài, trường hợp nào cạnh tranh làm thu hẹp ổ sinh thái của loài? Giải thích. Hướng dẫn trả lời - Cạnh tranh cùng loài làm mở rộng ổ sinh thái của loài: Khi các cá thể trong quần thể cạnh tranh gay gắt với nhau, chẳng hạn như cạnh tranh về thức ăn, thì những cá thể nào có thể mở rộng ổ sinh thái để giảm bớt cạnh tranh, chẳng hạn thay đổi loại thức ăn, sẽ có cơ hội tồn tại cao hơn những cá thể khác. - Cạnh tranh khác loài làm thu hẹp ổ sinh thái của loài: Khi hai loài có ổ sinh thái rộng, chồng lên nhau một phần thì sẽ xảy ra cạnh tranh. Quá trình cạnh tranh dẫn đến các kết quả hoặc là một loài phải rời khỏi quần xã hoặc hai loài thu hẹp ổ sinh thái và sống chung với nhau. Câu 9. Trong quần xã, các loài khác nhau thường chiếm cứ những khu phân bố khác nhau. a. Hãy giải thích tại sao lại có hiện tượng như vậy? b. Sự phân bố của các loại như vậy có ý nghĩa gì? Hướng dẫn trả lời a. Trong quần xã, các loài khác nhau chiếm cứ những khu phân bố khác nhau là do: - Điều kiện môi trường sống của quần xã không đồng nhất. - Các loại có ổ sinh thái khác nhau, trong đó mỗi loài thường chọn cho mình một khu phân bố thuận lợi. b. Sự phân bố của các loài trong quần xã có ý nghĩa: - Giúp cho sinh vật khai thác tối đa nguồn sống. - Giảm mức độ cạnh tranh giữa các loài trong quần xã. Câu 10. a. Trong quá trình phát triển của quần xã có đồ thị sau: 14
Trang 15
Hãy xác định và giải thích ở giai đoạn nào mức cạnh tranh loại trừ nhiều nhất? Nguyên nhân nào gây ra giai đoạn có số lượng loài giảm nhiều nhất? b. Cho 2 quần xã sinh vật: 1 quần xã trên cạn, 1 quần xã dưới nước. Quần xã A có 4 mắt xích, quần xã B có 6 mắt xích. Sinh cảnh của từng quần xã A, B là gì? Giải thích? Hướng dẫn trả lời a. - Đồ thị tròn đều → có nhiều quan hệ cạnh tranh. - Giai đoạn b là giai đoạn có mức cạnh tranh loại trừ mạnh nhất vì tác động chỉ ở mức tế bào nhưng số lượng loài tăng và lại giảm do cạnh tranh loại trừ mạnh. - Giai đoạn c số lượng loài giảm mạnh do nhân tố vô sinh bị xáo trộn → mức tác động mạnh. b. * Quần xã A: trên cạn; B: dưới nước * Giải thích: - Chi phí năng lượng cho săn mồi của các loài sống trên cạn cao, do đó hiệu suất sử dụng thức ăn thấp. Trong khi đó, các loài sống dưới nước có chi phí năng lượng cho săn mồi thấp hơn. Do đó hiệu suất sử dụng thức ăn của các loài thuỷ sinh cao hơn. - Môi trường nước có nhiệt độ ổn định hơn trên cạn nên sinh vật mất ít năng lượng điều tiết nhiệt hơn môi trường sống trên cạn. - Các loài sống trong môi trường nước nhờ có sự nâng đỡ của nước nên tốn ít năng lượng cho di chuyển hơn các loài sống trên cạn. Câu 11. a. Tại sao những loài mật độ cao nhưng độ thường gặp lại thấp, ngược lại những loài độ thường gặp cao nhưng mật độ lại thấp? b. Có nhận xét gì về số lượng cá thể của mỗi loài ở vùng có độ đa dạng loài cao và vùng có độ đa dạng loài thấp? Nêu ví dụ và giải thích. Hướng dẫn trả lời a. - Loài có mật độ cao nhưng độ thường gặp lại thấp là do: + Điều kiện sống phân bố không đều. + Loài có tập quán sống tập trung theo nhóm. - Loài có mật độ thấp nhưng độ thường gặp cao do: + Điều kiện sống phân bố đồng đều. + Loài có tập quán sống riêng lẻ. b. Nhận xét và giải thích 15
Trang 16
- Ở vùng có độ đa dạng loài cao thì số lượng cá thể trong mỗi loài ít. Ví dụ: Động, thực vật ở rừng nhiệt đới rất phong phú và đa dạng, nhưng số lượng cá thể mỗi loài ít do môi trường có nhiều loại thức ăn phù hợp cho nhiều loài, mỗi loài thích nghi với một vùng nhất định trong môi trường không gian hẹp → có nhiều loài và khả năng cạnh tranh cũng nhiều → số lượng cá thể trong mỗi loài ít. - Ở vùng có độ đa dạng loài thấp thì số lượng cá thể trong mỗi loài nhiều. Ví dụ: Ở hệ thực vật rừng ôn đới, động vật ở bắc cực... số lượng cá thể trong mỗi loài là rất cao do ít loại thức ăn, diện tích phân bố mỗi loại thức ăn lại rất lớn → ít loài hơn, nhưng số lượng cá thể trong mỗi loài lại nhiều. Câu 12. Ốc bươu vàng (Pomacea canaliculata) là loài ngoại lai có nguồn gốc từ Nam Mĩ được du nhập tới Đài Loan và phát triển mạnh ra khắp Đông Nam Á. Hình 12.1 thể hiện sự biến động mức độ che phủ của một số loài điển hình và hàm lượng dinh dưỡng trong nước ở ruộng nước ngọt trước và sau khi có mặt ốc bươu vàng (vào ngày 0). Hình 12.2 thể hiện mối quan hệ giữa độ giàu loài trong quần xã với số lượng ốc bươu vàng. a. Hầu hết các loài ốc nước ngọt ưa thích ăn bèo và tảo. Ốc bươu vàng có đặc điểm này không? Giải thích. b. Sinh khối thực vật phù du thay đổi như thế nào sau khi có mặt ốc bươu vàng trong quần xã? Giải thích. c. Ốc bươu vàng thuộc nhóm loài nào trong quần xã ruộng nước ngọt? Giải thích. d. Ốc bươu vàng gây nhiều thiệt hại cho sản xuất nông nghiệp cũng như môi trường sinh thái bản địa. Để giảm thiểu thiệt hại, nên thường xuyên đánh bắt và giết ốc với quy mô lớn hay bổ sung loài ăn thịt đặc hiệu sẽ hiệu quả hơn? Giải thích. Hướng dẫn trả lời a. Không, vì sau khi du nhập số lượng khoai và lúa nước ngay lập tức bị giảm mạnh → khoai và lúa nước là thức ăn ưa thích của ốc bươu vàng, chỉ khi ăn hết chúng mới chuyển sang ăn bèo và tảo ngọt. b. Vì hàm lượng dinh dưỡng trong nước tăng dần sau khi có mặt ốc → thực vật phù du phát triển mạnh → tăng sinh khối. c. Loài ưu thế, vì ốc bươu vàng có số lượng càng lớn thì độ giàu loài càng thấp → khả năng hoạt động và cạnh tranh mạnh lấn át các loài khác → giảm đa dạng loài. d. 16
Trang 17
- Bổ sung loài ăn thịt sẽ cho hiệu quả hơn vì chúng kiểm soát con mồi luôn dao động ở mức thấp → hạn chế tác động gây hại. - Đánh bắt và giết ốc chỉ làm giảm kích thước quần thể tạm thời nhưng không thay đổi nguồn sống → quần thể tự điều chỉnh tăng tỉ lệ sinh, nhanh chóng phục hồi về số lượng ban đầu. Câu 13. Một loài côn trùng S chuyên ăn hạt của hai loài cây một năm, thân thảo X và Y. Để tìm hiểu ảnh hưởng của loài côn trùng S đối với đa dạng thực vật trong khu vực, người ta thực hiện nghiên cứu trên hai lô đất: - Lô 1: Được che lưới kín nhằm ngăn không cho loài côn trùng S xâm nhập. - Lô 2: Không được che lưới (lô đối chứng). Sau khi theo dõi số lượng các loài thực vật và số cá thể của hai loài X và Y trong 48 tháng, số liệu được biểu diễn trên hình C13.1 và hình C13.2 dưới đây. Lô 1 Lô 2 Loài Y ở lô 1 Loài Y ở lô 2 20 Loài X ở lô 1 Loài X ở lô 2 80 15 60 10 40 Số loài thực vật5 Số cá thể20 0 0 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 Thời gian (tháng) Hình C13.2 Thời gian (tháng) Hình C13.1 a. Hãy phân tích diễn biến số lượng các loài thực vật, số lượng cá thể của hai loài X và Y trong mối quan hệ với loài côn trùng S. b. Vai trò sinh thái của loài côn trùng S là gì? Giải thích. Hướng dẫn trả lời a. Hình C13.1: - Lô 1: Thời gian đầu số lượng loài cao tương đương so với lô đối chứng nhưng sau đó nhanh chóng giảm. Tốc độ giảm tương đối đều theo thời gian, từ tháng 40 trở đi số loài còn lại rất ít, ổn định cho đến tháng 48. - Lô 2: Số lượng loài tương đối đồng đều trong suốt thời gian thí nghiệm. Như vậy, loài côn trùng S có vai trò kiểm soát số lượng loài trong khu vực nghiên cứu. Khi không có loài S, một số loài cạnh tranh thắng thế, lấn át rồi loại trừ những loài khác dẫn đến số lượng loài giảm mạnh. Hình C13.2: - Lô 1: Thời gian đầu số lượng cá thể của hai loài X, Y đều thấp và tương đương với lô 2. Sau 5 tháng, số lượng cá thể của loài X tăng nhanh, đạt giá trị cao nhất ở thời điểm 20- 25 tháng. Trong thời gian này, số lượng cá thể của loài Y thấp, không cạnh tranh được với loài X. Sau 25 tháng, số lượng cá thể của loài Y tăng rất nhanh, cạnh tranh thắng thế, số lượng cá thể của loài X giảm mạnh. - Lô 2: Số lượng cá thể của hai loài tương đương nhau, ổn định qua thời gian nghiên cứu. Như vậy, loài côn trùng S có vai trò khống chế số lượng cá thể của loài X và Y. b. Loài S là loài chủ chốt, kiểm soát quần xã từ trên xuống. 17
Trang 18
Giải thích: loài côn trùng S có vai trò kiểm soát số lượng loài thực vật trong khu vực thông qua hoạt động dinh dưỡng của nó. Khi không có loài S, loài Y phát triển mạnh, lấn át những loài cây khác trở thành loài ưu thế khiến cho số loài trong khu vực giảm. Câu 14. Đồ thị bên dưới đây mô tả biến động số lượng cá thể của hai loài trong một quần xã Dựa vào đồ thị bên hãy cho biết mối quan hệ giữa loài A và loài B. Giải thích. Hướng dẫn trả lời - Quan hệ giữa A và B là quan hệ kí sinh - vật chủ (A là vật kí sinh - B là vật chủ). - Giải thích: + Trên đồ thị, số lượng của loài A và B biến động liên quan chặt chẽ với nhau trong đó, số lượng loài A biến động chậm pha hơn loài B. Điều này chứng tỏ A và B có mối quan hệ chặt chẽ về mặt dinh dưỡng. + Mật độ của loài A luôn cao hơn loài B → A là vật kí sinh - B là vật chủ. Câu 15. Ở một khu rừng, động vật ăn lá chủ yếu là các loài động vật chân khớp. Chúng là thức ăn của chim (vào ban ngày) và dơi (vào ban đêm). Một nghiên cứu được thực hiện để xác định mật độ (cá thể/m2 lá) của các động vật chân khớp trong ba điều kiện thí nghiệm (Hình 15), gồm cây không được che chắn (K), cây được che chắn để loại bỏ tác động bởi một trong hai loài động vật là chim (LBC) hoặc dơi (LBD). 14 12 10 8 6 4 2 Mật độ động vật chân khớp0 (K) (LBC) (LBD) Hình 15 a. Phân tích tác động của chim và dơi đến độ phong phú của động vật chân khớp ăn lá ở hệ sinh thái này. b. Trong điều kiện tự nhiên, thực vật được bảo vệ tốt hơn khi có loài động vật ăn thịt nào (chim hay dơi)? Giải thích. c. Mô hình kiểm soát (mô hình điều chỉnh) ở hệ sinh thái này là kiểu nào? Giải thích. Hướng dẫn trả lời a. 18
Trang 19
- Chim làm giảm độ phong phú của động vật chân khớp ăn lá, vì khi cây được che chắn khỏi chim/loại bỏ chim thì mật độ động vật chân khớp tăng (khoảng 8 con/m2) so với đối chứng (khoảng 4 - 4,5 con/m2). - Dơi cũng làm giảm độ phong phú của động vật chân khớp. Khi che chắn cây khỏi dơi/loại bỏ dơi thì mật độ động vật chân khớp tăng lên khoảng 12 con/m2. - Khi có mặt cả chim và dơi, mật độ động vật chân khớp thấp hơn (khoảng 4 - 4,5 con/m2) so với khi chỉ có mặt một trong hai loài, cho thấy tác động cộng gộp của chúng. b. - Trong điều kiện tự nhiên, thực vật được bảo vệ tốt hơn khi có dơi. - Giải thích: Vì khi loại bỏ dơi (chỉ còn chim) thì mật độ động vật chân khớp tăng cao hơn (~12 con/m2), cho thấy tác động của dơi mạnh hơn so với chim (8 con/m2). c. - Mô hình kiểm soát từ trên xuống dưới; dơi và chim kiểm soát động vật chân khớp. - Giải thích: Khi chúng có mặt thì mật độ động vật chân khớp thấp, khi một trong hai loài không có mặt (loại bỏ) thì mật độ động vật chân khớp cao. Câu 16. Chim chìa vôi thường đẻ trứng vào tổ của một loài chim khác (gọi là chim mẹ nuôi) rồi phó thác việc ấp trứng và nuôi dưỡng con non cho chim có tổ mà nó đẻ nhờ. Con chim non sau khi được nuôi dưỡng lớn lên và bay khỏi tổ mẹ nuôi sống cùng với các con khác cùng loài và không có bất kỳ liên hệ nào với các cá thể của loài mẹ nuôi. Tuy nhiên, chim chìa vôi cái khi trưởng thành lại tìm đến tổ của loài chim mẹ nuôi để đẻ trứng, mà không đẻ trứng vào tổ của bất kỳ loài nào khác trong cùng khu vực mà nó sinh sống. Nếu cho rằng việc tìm được đúng tổ của loài mẹ nuôi để đẻ trứng là do một loại tập tính học tập thì đó có thể là tập tính gì? Làm thế nào em có thể kiểm chứng được đúng là loại tập tính đó? Hướng dẫn trả lời - Chim chìa vôi được nuôi dưỡng và lớn lên nhờ mẹ nuôi (loài khác), nhưng không học cách tự ấp trứng và chăm sóc con non của loài mẹ nuôi mà lại vẫn duy trì được tập tính đẻ nhờ và học được cách nhận biết ra tổ của loài mẹ nuôi khi ở độ tuổi trưởng thành. Hành vi này vừa mang tính bẩm sinh (đẻ trứng vào tổ loài khác), vừa là mang tính học tập (học được cách nhận biết ra tổ của loài đẻ nhờ) và chỉ học được trong thời gian đầu đời khi sống ở tổ mẹ nuôi (học trong giai đoạn nhạy cảm). Đó là những dấu hiệu đặc trưng cho kiểu học in vết - Chim chìa vôi cái có thể học được tập tính này là vi khi mới nở, nó in vết hình dạng, kiểu cách xây tổ hoặc các đặc tính của chim mẹ nuôi và ghi nhớ trong não. Sau này, khi sống độc lập và đạt độ tuổi thành dục sinh sản, nó nhớ lại các đặc điểm của tổ hay đặc điểm của mẹ nuôi và do vậy, có thể nhận biết ra tổ của loài mẹ nuôi mà đẻ trứng. 19
Trang 20
- Để kiểm chứng, chúng ta có thể làm thí nghiệm bịt mắt chim non mới nở và vẫn để chúng trong tổ của loài mẹ nuôi. Lô đối chứng thì chim non không bị bịt mắt. Nếu chim bị bịt mắt sau này lớn lên không tìm đúng tổ của loài mẹ nuôi đẻ trứng như ở lô đối chứng thì chứng tỏ chúng không học được cách nhận biết ra tổ của chim mẹ nuôi. Thí nghiệm này mới chỉ chứng minh chim non nhận ra tín hiệu in vết bằng thị giác. Cần có thêm thí nghiệm chứng minh chúng học được trong giai đoạn nhạy cảm nào của cuộc đời. Thí nghiệm đó có thể tiến hành bịt mắt chim ở những giai đoạn nhất định với thời gian nhất dịnh sau đó lại không bịt mắt để tìm ra giai đoạn nhạy cảm chính xác là bao ngày sau khi nở hay giai đoạn cụ thể nào từ lúc mới nở cho đến lúc rời tổ mẹ nuôi. Câu 17. Sói xám (Canis lupus) ở vườn quốc gia Yellowstone bị con người săn bắn từ năm 1926 và dẫn đến tuyệt chủng ngay sau đó. Điều này có ảnh hưởng lớn đến cấu trúc quần xã trong đó tiêu biểu là số lượng nai sừng tấm (hình A), làm ban quản lí rừng phải chủ động giết bớt nai khỏi khu vực (lên tục đến năm 1968 - khi quần thể nai đạt số lượng tương đối thấp mới dừng lại) và số lượng thực vật trong rừng (hình B, tỉ lệ thuận với lượng cây con tái sinh). Năm 1995, người ta quyết định nhập thêm 14 cá thể sói xám từ Canada sau 70 năm vắng bóng loài động vật ăn thịt ở vùng đất này. a. Hãy cho biết vai trò sinh thái của nai sừng tấm trong quần xã nghiên cứu và giải thích. b. Mô tả sự biến động số lượng nai sừng tấm sau khi sói xám được du nhập lại và dự đoán xu hướng biến động số lượng cá thể của hai quần thể trên trong tương lai nếu môi trường ở trạng thái ổn định. c. Mô hình kiểm soát nào được áp dụng cho quần xã này? Giải thích. Hướng dẫn trả lời a. - Khi không chịu áp lực bởi con người cũng như vắng mặt sói xám, số lượng cá thể nai tăng rất nhanh đồng thời số lượng thực vật giảm mạnh (% cây con tái sinh thấp). - Do đó, nai sừng tấm là loài ưu thế vì chúng có số lượng lớn và ảnh hưởng mạnh đến sự phát triển của thực vật (làm giảm đa dạng quần xã). b. 20
Showing the first 20 pages. Download the document to see it all.
Comments (0)
No comments yet. Be the first!