r生殖對策(r reproductive strategy)
無性生殖古老、簡潔而快速,在小型生物(如細菌)中占據絕對優勢,是一種r對策型的生殖方式。r是一種擅長適應局域性環境中資源快速利用的生殖對策。r生殖對策物種更加能耐受非生物環境因子(如氣候)的寬幅波動。r對策者追求種群數量,不惜大量死亡,因此,生殖的”性“代價較低,而生存的”性“代價較高。
K生殖對策(K reproductive strategy)
有性生殖相對年青、繁雜而慢速,從無性生殖發展而來,是大型動植物的唯一或主要生殖類型,是一種K對策型的生殖方式。K是一種擅長適應區域性環境中穩定資源利用的生殖對策。K生殖對策主要是為了適應相對溫和的生物性環境演變的產物。K對策者追求生存質量,注重提高存活率,因此,生殖的“性”代價較高,而生存的“性“代價較低。
混合對策
在典型的r和K生殖對策之間,存在一些過渡類型,即同時兼用二種生殖方式,這見於一些小型無脊椎動物,無性生殖方式越占優勢。譬如一種小型昆蟲—蚜蟲一年中的大部分時間都進行孤雌生殖,只有即將進入食物匱乏的冬季前才轉而進行兩性生殖。
一些高等植物的繁育系統十分特別,它們能進行混合生殖—無性的營養繁殖與有性生殖,這也是一種r和K生殖對策的有機結合,營養繁殖(通過有絲分裂)往往適合於種群的快速擴張,在水生高等植物中尤為普遍,一些入侵性植物往往具有很強的營養繁殖能力(如鳳眼蓮等),而在高等動物中基本不存在混合生殖模式。植物界中常見的營養生殖方式與植物細胞普遍存在的頑強的再生能力有關,這也是植物的一種別無選擇但十分有效的實現種群快速擴增以應對競爭與死亡損失等的生存策略。
此外,顯花植物的生殖系統配置以雌雄同花占據絕對優勢,且主要依賴昆蟲傳粉,廣泛存在自交與異交混合發生的現象,而自交率在小型植物(如草本)中更高。自交在遺傳效應上與無性繁殖類似,在生態效應上類似於對資源快速利用的r-對策,可以看成是一種有性中的“無性”手段。因此,顯花植物的生殖系統配置體現了r-和K-生殖對策的有機整合。
繁殖策略的演化
從巨觀的層面來看,整個植物系統的進化史也折射出其繁殖策略的令人驚訝的重大轉變。在低等藻類(衣藻),無性生殖(細胞一分為二)占據絕對優勢,有性只是一種(對不良環境來臨)即刻的應急式反應。到了苔蘚和蕨類,有性生殖已固化在生活史中,有性和無性生殖在重要性上幾乎平分秋色。到了種子植物,有性生殖占據絕對優勢(甚至成為唯一方式),在一些種類中,無性生殖成了一種即刻的反應,但不是為了應急,是良好環境下的一種種群快速擴增方式。在良好環境下利用無性繁殖對資源進行快速利用以實現種群的迅速擴張似乎是植物界一種共同的r-生殖策略。