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自然地理学
1.9.4.4 四、信息传递

四、信息传递

(一)信息传递类型

信息传递(又称信息流)指生态系统中各生命成分之间及生命成分与环境之间的信息流动与反馈过程,是生物之间、生物与环境之间相互作用、相互影响的一种特殊形式。

一般将生态系统的信息传递分为物理信息、化学信息、营养信息与行为信息。

1.物理信息

以物理过程为传递形式的信息称作物理信息。声、光、色等都属于生态系统中的物理信息,鸟的鸣叫,狮虎的咆哮,蜜蜂、蝴蝶的飞舞,萤火虫的闪光,花朵艳丽的色彩和诱人的芳香都属于物理信息,这些对生物而言,可表示吸引、排斥、警告、恐吓等信息。

2.化学信息

生物在某些特定条件下,或某个生长发育阶段,代谢产生的一些特殊物质,或分泌出某些特殊的激素,这些物质在生物种群或个体之间传递某种信息,这就是化学信息。这些信号或对释放者本身有利,或有益于信号接收者。它们影响着生物的生长、健康或物种生物特征。如烟草中的尼古丁和其他植物碱可使烟草上的蚜虫麻痹;成熟橡树叶子含有的单宁不仅能抑制细菌和病毒,同时还使蛋白质形成不能消化的复杂物质,限制脊椎动物和蛾类幼虫的取食;胡桃树的叶表面可产生一种物质,被雨水冲洗落到土壤中,可抑制土壤中其他灌木和草本植物的生长。这些都是植物为自我保护而向其他生物所发生的化学信息。

3.营养信息

通过营养关系,把信息从一个种群传递给另一个种群,或从一个个体传递给另一个个体,即为营养信息。从某种意义上说,食物链、食物网就代表着一种营养信息传递系统。

4.行为信息

许多同种动物、不同个体相遇,时常会表现出有趣的行为格式,即所谓的行为信息。这些信息有的表示识别,有的表示威胁、挑战,有的向对方炫耀自己的优势,有的则表示从属,有的则为了配对等。行为生态学已成为一个独立的分支。

(二)信息传递与物流、能流的关系

信息流与物质流、能量流相比有其自身特点:物质流是循环的,能量流是单向的、不可逆的;而信息流却是有来有往的、双向运动的,即既有从输入到输出的信息传递,又有从输出到输入的信息反馈。正是由于信息流,一个自然生态系统在一定范围内的自动调节机制才得以实现。

生命是有序的象征,生命自身的演化历程始终与环境保持不间断的能量、物质和信息的交换。正是这种不停顿的交换与输入、输出,正是这种开放性,生态系统的有序性才得以维持和强化,系统的功能才能不断升级和进化。在生态系统的演化过程中,环境是生态系统的信息源,当系统中自养生物——植物通过光合作用,把来自环境的太阳光以化学能的形态固定下来并输入生态系统的同时,也就把信息引进了系统。信息以物质为载体,其流动与传输又不可缺少能量的驱动,没有必要的能量与物质作为保证,要发挥信息的作用是不可想象的;而信息的传递又影响着能量、物质流动的方向与状态。在任何具体的生命体或生态系统中,能量、物质和信息总是处于不可分割的相干状态。没有这种相干状态,机体和系统的有序性就无从实现。正是这些信息同能量、物质的协同作用,把地球生物圈中的数万个物种联结成一个整体;生态系统中许多植物的异常表现和许多动物的异常行为所包含的行为信息,常常预示着灾变或反映着环境的变化。关于生态系统中的信息流,许多问题尚在研究过程之中,这是一个有待开拓的宽阔而又深邃的科学领域。