生态系统中的信息传递

宋仕豪

生态系统中的各个组成成分相互联系成为一个统一体，它们之间的联系除了能量流动和物质交换之外，还有一种非常重要的联系，那就是信息传递。生物之间交流的信息是生态系统中的重要内容，通过它可以把同一物种之间或不同物种之间的“意愿”表达给对方，从而在客观上达到自己的目的。

例1  某种植物上栖息着一定数量的甲、乙两种昆虫和蜘蛛。甲、乙两种昆虫均以该植物为食，蜘蛛以乙昆虫为食。甲昆虫在白天活动，乙昆虫在夜晚活动。甲昆虫采食该种植物的叶片后，植物会释放出挥发性的物质X，X既可吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫。请回答下面的问题。

（1）上述现象中，X分别在            之间进行传递。

（2）影响甲昆虫活动的信息有两大来源，分别是        和        。影响乙昆虫活动的信息种类是          。蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫所利用的信息种类是        。

（3）若在上述植物上施用人工合成的物质X，短期内该植物上甲昆虫天敌和乙昆虫天敌数量的变化是                                               。

解析  本题通过材料解读来考察生态系统信息传递的种类和来源。根据题意中“植物会释放出挥发性的物质X，X既可吸引甲昆虫的天敌，也能驱赶乙昆虫”可知，植物释放的物质X可以在植物与甲昆虫的天敌、植物与乙昆虫之间传递。影响甲昆虫活动的信息有两大来源——无机环境和生物;影响乙昆虫活动的信息种类是化学信息和物理信息;蜘蛛在蜘蛛网上捕食乙昆虫是通过感知蛛网的震动来实现的，属于物理信息。物质X可吸引甲昆虫的天敌，所以甲昆虫天敌数量增加;能驱赶乙昆虫，使乙昆虫减少，所以乙昆虫天敌数量减少。

答案 （1）植物与甲昆虫的天敌、植物与乙昆虫 （2）无机环境 生物 化学信息和物理信息（其他合理答案也可） 物理信息（其他合理答案也可） （3）甲昆虫天敌数量增加，乙昆虫天敌数量减少

点拨  生态系统的信息传递常考知识点如下：

1.生态系统的信息传递又称信息流，此过程中伴随着一定的物质和能量消耗。但是信息流不像物质流那样是循环的，也不像能量流那样是单向的，而往往是双向的，有从输入到输出的信息传递，也有从输出到输入的信息反馈。

2.与能量流动、物质循环的比较：

能量流动——生态系统的动力;

物质循环——生态系统的基础;

信息传递——决定能量流动和物质循环的方向和状态。

3. 有关生态系统信息传递归纳：

（1）范围：

[个体 个体][种群 种群][生物群落 环境][信息传递] [信息传递] [信息传递] [生态系统]

（2）形式：分为物理信息、化学信息、行为信息。

（3）来源：可来自于环境，也可来自于生物。

（4）方向：信息传递是双向的。

（5）作用：信息传递可以调节生物的种间关系。

[（6）过程：信源（信息产生）→信息道（信息传输）→信宿（信息接收），阻碍其中的任一环节均不能实现信息的传递。] [反馈作用]

例2  蜜蜂是一种群居的益虫，蜜蜂的筑巢、采粉酿蜜等行为以及“语言”等都引起了人们的极大兴趣。

（1）蜜蜂中的侦查蜂可在发现蜜源后，回到蜂窝内通过特殊的“语言”传达给其他同伴，如果侦查蜂跳“圆形舞”，则表明蜜源的距离很近，一般在百米之内。这种信息是        。

（2）蜜蜂可以从很多植物的花朵上采集花粉，同时也为这些植物传粉，这种关系在生态学上为        。从生态系统的功能看，信息传递可以          ，以维持生态系统的稳定。

（3）蜜蜂是如何发现蜜源的，我们可以进行模拟探究实验。有人从以下几方面进行了探究，所用的实验材料有蜜蜂100只，1枝作为常见蜜源的黄色5瓣花、白纸、剪刀、染料、无色且与蜜源味道相同的制剂。

[组别＼&假 设＼&操作步骤＼&预测结果＼&结论＼&1＼&通过花的味道识别＼&＼&＼&＼&2＼&通过花的颜色识别＼&＼&＼&＼&3＼&通过花的外形识别＼&＼&＼&＼&]

①第1、2组实验传递的信息分别属于          。

②第2组的“模拟花”在味道、颜色和外形上的要求是怎样的？                                    。

③如果将三组“模拟花”摆在蜂箱周围同时进行实验时，写出两条应该注意的问                     。

④每组实验测量的指标是                    。

解析  （1）跳舞是蜜蜂的一种行为，属于行为信息。（2）蜜蜂采集花粉属于捕食，为植物传粉属于种间互助。信息传递可以调节种间关系，维持生态系统的稳定性。（3）①花的味道传递的信息属于化学信息，花的颜色传递的信息属于物理信息;②第2组是通过花的颜色识别进行实验的，因此白纸要染成黄色，不要味道，形状不能与花的形状相同;③实验中除自变量外均要保持一致，以防止无关变量的干扰;④实验测定的指标是单位时间内落到实验材料上的蜜蜂的数目。

答案 （1）行为信息  （2）捕食和种间互助 调节种间关系 （3）①化学信息和物理信息 ②将白纸染成花儿的颜色（黄色），无特殊的味道，且形状与花儿不同 ③“模拟花”与蜂箱的距离相等、晴天无风（其他合理答案亦可） ④单位时间内落到实验材料（模拟花）上的蜜蜂的数目

点拨  1. 信息种类的判断：

[类别＼&概  念＼&传递形式＼&实 例＼&物理

信息＼&生态系统中的光、声、温度、湿度、磁力等，通过物理过程传递的信息＼&物理过程＼&萤火虫的闪光、植物五颜六色的花、昆虫引起蜘蛛网的振动频率、蝙蝠的回声定位＼&化学

信息＼&生物在生命活动过程中产生的可以传递信息的化学物质＼&信息素＼&植物的代谢产物（生物碱、有机酸等）、昆虫的性外激素、狗利用其小便记路＼&行为

信息＼&对于同种或异种生物能够通过其特殊行为特征传递的信息＼&植物或动物的异常表现及行为＼&昆虫的舞蹈如蜜蜂跳舞、孔雀开屏＼&]

2.信息传递的作用分析及应用：

[＼&作用或应用＼&举例＼&在生态系统中的作用＼&有利于生命活动的正常进行＼&莴苣的种子必须接受某种波长的信息才能萌发＼&调节生物的种间关系，维持生态系统的稳定。＼&雪兔和猞猁的关系＼&有利于生物种群的繁衍＼&昆虫分泌性外激素，引诱异性个体＼&在农业生产中的作用＼&提高农产品或畜产品的产量;控制有害动物等。＼&利用模拟动物信息吸引传粉动物，提高果树传粉效率和结实率;利用音响设备诱捕或驱赶有害动物＼&]

练习

1. 信息传递是生态系统的重要功能之一。下列选项中，与物理信息传递相关的是（ ）

A. 警犬嗅寻毒品 B. 蜜蜂跳舞

C. 蝙蝠捕食     D. 花香引蝶

2. 下列关于生态系统信息传递特征的描述，正确的是（ ）

A. 生态系统的物理信息都来源于环境

B. 植物都通过化学物质传递信息

C. 信息沿食物链从低营养级向高营养级传递

D. 信息可以调节生物的种间关系

3. 蟑螂喜欢在夜间出来活动。科学家将蟑螂放在实验室里，人为地将白天和黑夜加以颠倒，大概过了一个星期以后，蟑螂就在人造的“黑夜”时间活动（尽管实际上是白天），这个实验的结果说明（ ）

A. 蟑螂能感受物理信息的改变

B. 蟑螂可以感受一切信息刺激

C. 信息传递调节生物的生命活动

D. 行为信息可以影响蟑螂的行为

参考答案

1. C   2. D   3. C