生物是如何共生共存的

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  一提起生物进化,映入人们脑海的多半是“物竞天择,适者生存”这八个字。在漫长的进化历程中,唯有战胜对手的幸运儿才能赢得大自然的青睐,拿到参加下一场物种角力的入场券。一个“竞”,一个“择”,道出了自然规律的无情与残酷。
  但是大自然并不只沿着单一的路线前行,况且现代科学已经证明了进化论中的缺陷和不足。从表面上看,共存关系只是存在于残酷竞争中的权宜之计,是在特定条件下的偶合而已。然而生物学的研究成果却发现,这种生存战略同样是大自然的选择,是另一条进化道路——共生进化的产物。它提供了共生双方的任何一方不能产生的物质,带来了任何一方都不能产生的效果,这种合作也给参加者带来了双赢的成果,为它们提供了稳定的生存环境和繁衍后代的便利条件。
  共生的形态多种式样,不拘一格。它存在于各层次、各种类生物的互动之中。海葵虾,顾名思义,对美丽的海葵情有独钟,它总是夹着海葵浪迹于海底世界。一遇危险,自有长着含毒触角的海葵出面摆平。这样一来,海葵虾可以放心觅食,不必为安全多费心机;而生性慵懒、喜静不喜动的海葵只要从共生伙伴的食物中分一杯羹就足以果腹。
  微生物与草食动物共生的意义同样重大。这是因为在草食动物中除极少数无脊椎动物之外,其余的所有动物都不能分泌出可用来消化植物细胞壁纤维组织的酶,照此下去,这些动物纵有再大的胃口,也会因无法消化食物获取营养而饿死。而实际情况却并不像我们推理的那么糟糕,这又要归功于共生——生活在这些动物消化道内的微生物平日饱受动物培养液的“恩惠”,作为回报,它们分泌出了足以消化植物的消化液。白蚁之所以可以消化坚硬的木头,是因为在它的消化道内有一种原生动物,由于它生有很多鞭毛,因此叫作披发虫。披发虫可以将木质纤维分解成葡萄糖,供白蚁吸收。科学家们做过这样一个实验,用40℃高温处理白蚁。这样一来,白蚁虽安然无恙,但体内的披发虫却被清除殆尽。白蚁仍然活着并且继续啃咬木头,但由于白蚁本身失去了消化酶的来源,所以不久以后也就“饿死”了。这对伙伴之间真可谓休戚与共、唇亡齿寒。不难想象,如果没有这一层共生关系,草食动物的进化将是怎样的一幅曲折漫长的图景。
  高等植物与真菌的共生早以为人类所熟知。真菌与动物的共生现象也是比比皆是。生长在美洲的切叶蚁并不直接以树叶为食,而是将叶子从树上切成小片带回巢内发酵,食用长出来的蘑菇。蚁穴内有复杂的通风系统,可以保持相对恒定的温度和湿度,为真菌的生长创造了有利的条件。较小的工蚁把叶子切成小块,用唾液把叶子卷成团块,并把粪便浇在上面,形成有机肥料,然后把洞穴里的真菌移过来,种植在上面。真菌很快就在上面扩散开来。蚁穴内有一种特殊的工蚁——矮脚蚁,它们负责整个真菌园的管理,用自己辛勤的劳动呵护着真菌,使其更加繁盛。对于切叶蚁而言,真菌具有非常重大的意义,它们所摄取的蛋白质和碳水化合物主要来自种植园内的真菌。每一个成熟的蚁后飞离蚁穴时都带走一群工蚁,这些工蚁就会嘴含菌丝,以便在新家内有充足的食物来源,保证种群的尽快繁衍。真菌对于切叶蚁的意义可见一斑。
  在生物界发展的初期,不确定和不平衡因素充斥于物种之间,它们的关系表现出高度的对抗性。对抗越激烈,对自身乃至生物界造成的破坏就越大。这不仅破坏了生物之间的平衡,而且对生态发展造成灾害。要保持生态平衡,就要依靠生物共生所带来的正面作用。同样,共生现象也给人类很好的启示。共生是自然界法则和规律,包括人类在内的自然界的各种生物只有服从这一规律,才能代代相传、生生不息。
  编辑/刘鹏
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