【生物科技公司】常见的生物互利共生现象和以往对此关系的认识
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互利共生关系的例子互利共生关系是指在一种关系中,两个或多个不同的物种或个体之间相互依存、相互受益的关系。
这种关系是自然界中普遍存在的,下面列举了十个互利共生关系的例子。
1. 蜜蜂与花朵:蜜蜂吸取花朵的花蜜,帮助花朵传粉,促进花朵繁殖,而花朵提供蜜蜂食物和传播花粉的机会,使蜜蜂能够繁衍后代。
2. 鸟类与鳄鱼:某些鸟类会清理鳄鱼的嘴巴中的食物残渣,而鳄鱼则保护鸟巢周围的环境,提供食物和保护,形成一种互利共生的关系。
3. 细菌与人类:人类的肠道中存在着大量的有益细菌,这些细菌帮助人类消化食物,合成维生素等,而人类提供细菌生存的环境和营养。
4. 蚂蚁与蚜虫:蚂蚁会保护蚜虫免受天敌的侵害,并从蚜虫体内吸取蜜露作为食物。
而蚜虫则提供蚂蚁食物和保护,同时还会分泌一些物质来吸引蚂蚁。
5. 鱼类与鱼类清道夫鸟:一些鱼类会吸食水中的寄生虫,而鱼类清道夫鸟则会清理鱼体表面的寄生虫,形成一种互利共生的关系。
6. 水牛与牛胃中的共生微生物:水牛的胃内存在着大量的共生微生物,这些微生物帮助水牛消化纤维素等难以消化的食物,而水牛则提供微生物生存的环境和营养。
7. 鲤鱼与鸟类:鲤鱼会在水中寻找食物,而一些鸟类则会站在鲤鱼旁边,等待鲤鱼搅动水中的泥沙,从而捕食被搅动起来的小型无脊椎动物。
8. 马与牛皮蝇:马会用尾巴驱赶牛皮蝇,而牛皮蝇则会吸食马体表上的血液,形成一种互利共生的关系。
9. 大熊猫与竹子:大熊猫以竹子为主要食物,通过消化竹子中的纤维素等难以消化的物质,帮助竹子的繁殖和传播。
10. 红蟹与珊瑚:红蟹会在珊瑚上筑巢,为珊瑚提供保护,而珊瑚则提供红蟹栖息和繁殖的场所。
以上是十个互利共生关系的例子。
这些例子都展示了不同物种之间相互依存、相互受益的关系,显示了自然界中的和谐共生。
在这些关系中,各方通过提供食物、保护、栖息地等资源,共同促进彼此的繁衍和生存,实现互利共赢的局面。
生物的关系与互利共生在自然界中,生物之间的关系是错综复杂且相互影响的。
生物之间的相互作用既包括竞争与捕食,也包括合作与共生。
互利共生作为一种特殊的生物关系,是指两个或多个不同物种之间通过相互依赖而得到共同利益的关系。
本文将探讨互利共生的类型、例子以及其对生态系统的重要性。
一、互利共生的类型互利共生被广泛地分为三种类型:互利共生、互利寄生和互利共生寄生。
1. 互利共生:互利共生是指两个物种之间建立起相互依赖的关系,相互依赖的结果使双方都能够获得利益。
典型的例子是蜜蜂与花朵之间的关系。
蜜蜂通过采集花朵的花蜜作为食物,同时在采集过程中还会帮助花朵传粉,从而帮助花朵繁殖。
这种互利共生关系不仅使蜜蜂得到食物,也使花朵得到传播自己基因的机会。
2. 互利寄生:互利寄生是指一方从另一方身上获得利益,同时不会对宿主造成明显的伤害。
典型的例子是食蚁兽与蚁群之间的关系。
食蚁兽依赖于蚁群的存在来获取食物,并且它的存在不会对蚁群的数量和稳定造成影响。
而对于食蚁兽来说,它从蚁群中获取的食物是至关重要的。
3. 互利共生寄生:互利共生寄生是指寄生者从宿主身上获得利益,同时也对宿主造成一定的损害。
典型的例子是牛皮癣菌与人类之间的关系。
牛皮癣菌寄生在人类的皮肤上,获得了适宜的生存环境,而它的存在会导致宿主出现牛皮癣等症状。
尽管宿主受到了伤害,但牛皮癣菌在宿主上的存在也是必不可少的。
二、互利共生的例子除了上述提到的蜜蜂与花朵、食蚁兽与蚁群、牛皮癣菌与人类之间的互利共生关系,还有许多其他的例子。
1. 鲍鱼与铁矿石细菌:鲍鱼会将铁矿石细菌吞食到自己的消化道中,这些细菌能够帮助鲍鱼消化食物,并且鲍鱼通过释放废物提供给细菌生存所需的营养物质。
2. 昆虫与植物:许多昆虫依赖于植物的花蜜和花粉作为食物来源,同时它们在采食过程中也会帮助植物进行传粉,促进植物的繁殖。
三、互利共生对生态系统的重要性互利共生关系在自然界中起着重要的作用,对于维持生态系统的平衡是至关重要的。
生物的共生关系:互利共赢的合作
生物界中存在许多互利共赢的合作关系,这种关系被称为共生关系。
共生关系是指两个或多个物种之间相互依赖和互惠的关系,这种合作使得参与者能够从中获益,并且对彼此都起到积极的作用。
一个常见的例子是植物与蜜蜂之间的关系。
植物通过花朵吸引蜜蜂来传粉,而蜜蜂通过收集花蜜和花粉来提供给自己作为食物。
在这个过程中,蜜蜂会将花粉传播到其他花朵上,从而促进植物的繁殖。
植物从中获得了有效的传粉服务,而蜜蜂则得到了丰富的食物资源。
另一个例子是牛与反刍动物体内的共生关系。
牛类需要消化纤维素丰富的植物材料,但它们自身无法将纤维素有效地分解。
在牛的胃里,存在着一种被称为共生菌的微生物,这些菌负责分解纤维素并产生有营养的物质。
牛从这些菌中获得了能量和养分,而菌则得到了合适的生存环境和营养物质。
此外,还有许多其他形式的共生关系存在于自然界中。
例如,鱼类与清洁鱼之间的互动合作关系。
清洁鱼会去除其他鱼的寄生虫,从而为它们提供了清洁服务,而其他鱼则为清洁鱼提供了食物来源。
这些互利共赢的合作关系在生物界中非常常见,并且对物种的繁衍和生存具有重要意义。
它们展示了生物之间相互依赖和互助的重要性,使整个生态系统能够保持平衡和稳定。
通过共生关系,生物能够彼此合作,共同适应和利用环境,从而达到更好的生存和繁衍的效果。
共生关系与生物互惠生物互惠,也被称为共生关系,是生物界广泛存在的一种现象。
共生关系指的是不同物种之间相互依赖、互利共生的关系。
在共生关系中,两个或多个物种通过相互的作用与交流,实现彼此的需求与利益。
共生关系的出现,不仅对生物种群的繁衍和生态系统的平衡具有重要作用,也给我们人类提供了深刻的启示。
一、共生关系的类型和特点共生关系可以分为三种类型:互惠共生、捕食共生和寄生共生。
其中,互惠共生是最常见的一种形式。
互惠共生是指在共生关系中,两个物种通过相互合作,使得彼此都能够获得利益。
这种关系双方的互利互惠可以是互相提供食物、互相促进繁殖、互相保护等。
典型的例子是蜜蜂和花朵之间的关系,蜜蜂通过采集花粉和蜜蜂给花朵传粉,这样既满足了蜜蜂的食物需求,也使得花朵能够繁殖。
捕食共生是指两个物种之间,一个物种捕食另一个物种,而被捕食的物种也从中获得一些利益。
比如,鳄鱼和鸟类之间的关系,鳄鱼在休息时张开嘴巴,鸟类则在鳄鱼的嘴巴上筑巢,这样一方面鸟类能够避免掉落在地面上易受捕食的风险,另一方面鳄鱼则能够享受到被鸟类清理掉的寄生虫。
寄生共生是指寄生者依靠寄主体而存活,对寄主体产生一定的危害。
寄主体受到寄生者的危害,但寄生者又对自身动植物维持生存具有一定的利益。
例如,寄生虫依靠寄主体提供营养,但却给寄主体带来疾病和损害。
这类共生关系是一种消极受益的关系。
二、共生关系的意义和影响共生关系在自然界中发挥着重要的作用。
首先,共生关系能够增强生物物种的多样性。
通过相互合作与互利共生,物种之间形成一种相对平衡的关系,从而能够提高生物种群的繁衍成功率,促进物种的多元化。
其次,共生关系也对生态系统的平衡和稳定具有重要影响。
各个物种之间通过互惠共生的方式,形成稳定的生态链条,不同物种相互制衡,避免了过度竞争和物种灭绝的发生。
共生关系的存在能够维持生态系统的平衡,促进生物多样性的增加。
最后,共生关系也给我们人类提供了一些有益的借鉴。
在人类社会中,人们之间也存在着合作互助的关系,例如家庭、社会组织等。
微生物共生与互利共生关系的研究微生物是指那些肉眼无法看到的微小生物体,在我们的日常生活中无处不在。
微生物有很多种类,包括细菌、真菌、病毒等。
其中,微生物有着与人类生活紧密相连的关系。
例如,细菌有利于食品发酵和保藏,而真菌则用于酿造啤酒和口感丰富的奶酪。
在南美洲的巴西,寄生在石灰质土壤上的学名为Bradyrhizobium japonicum的细菌,对该地的大豆生长具有至关重要的作用。
为什么微生物可以与它们所依附的生物进行这么多种类的互动?其中的奥秘就是微生物和它们依赖的生物之间的共生和互利共生。
微生物共生是指微生物与另一种生物之间共同生活的关系。
微生物可以获得来自另一种生物的食物和庇护,而另一种生物则会因此而得到更多的营养和/或身体保护。
在微生物与宿主之间的共生关系中,可以分为两种类型:内共生和外共生。
内共生是指微生物受体生物体内部生长,例如某些蚂蚁可以在蚁身体内容纳一些微生物的生长,而这些微生物可以消耗食物或使蚂蚁身体变得对环境更具抗性。
而外共生则是微生物附在受体生物的身体表面上或附近,例如某些鱼类会寄生着细菌,这些细菌分解食物中的蛋白质为氨基酸,鱼再吸收这些氨基酸以获得营养。
互利共生是指微生物与宿主之间的相互依赖关系。
在互利共生中,微生物能够使用受体生物的生物体内提供的资源,将其转化为有益的产物。
例如,从黄绿孢子杆菌Bacillus ramosus发酵的甜菜根汁饮料,正是通过真菌菌株与细菌菌株之间的互利共生而制成的。
要了解微生物与宿主之间的共生和互利共生,一个现代的方法是研究它们之间的基因组互动。
近年来,科学家们使用元基因组学方法的工具来描述这些基因组互动。
元基因组学是指从环境样品中通过核酸序列来获取和揭示有关生物多样性和功能的信息。
这种方法已经被用于描述许多微生物和宿主之间的基因组互动,例如在人体内居住的细菌群,以及在海洋生物内共生的细菌。
通过基因组互动的研究,科学家们可以更好地了解宿主和微生物之间的关系究竟如何,以及断定它们之间的相互依存关系。
生物进化中的共生现象与演化关系生物进化是指生物种群随着时间的推移,因为环境压力和遗传变异而逐渐发展和改变。
在进化的过程中,共生现象起着重要的作用。
共生是指两种或两种以上的生物在长期相互作用中彼此依赖和互利的关系。
共生现象可以分为以下几种类型:互利共生、捕食型共生、寄生准互利共生以及强迫型共生。
这些共生关系对于生物进化和生态系统起着重要的影响。
首先,互利共生是指两个不同物种之间的互利关系。
其中最典型的例子是植物与传粉昆虫之间的关系。
许多植物依赖昆虫传粉来完成繁殖过程。
昆虫从花中获取花蜜,同时也将花粉带到其他植物上,促使新个体的生长。
这种互利共生具有显著的进化关系,植物通过香味、颜色等方式吸引昆虫,而昆虫也通过获取营养和资源来促进自身生存和繁殖。
其次,捕食型共生是指一种生物通过捕食另一种生物来获得营养和生存的关系。
最典型的例子是寄生虫和寄主之间的关系。
寄生虫依靠寄主的血液或组织为生存提供养分,而寄主则遭受损失。
然而,这种捕食型共生在进化过程中也因互相适应而发展出复杂的关系。
寄主会逐渐产生对寄生虫的免疫力,而寄生虫也会逐渐进化出更具攻击性的方式。
这种捕食型共生关系的特点是双方相互适应和演化。
寄生准互利共生也是一种常见的共生现象。
这种共生关系中,一方获益而另一方对其损失最小化。
例如,鸟类以寄生蜂巢为家,占据它们构筑的巢穴,寄生蜂则在寄主身上寄生并获得保护。
虽然寄主蒙受了一些损失,但它们仍然能够通过与寄生蜂的共存来实现生存和繁衍。
最后,强迫型共生是指一种生物被迫依赖另一种生物,无法独立生存。
这种情况通常发生在一种生物对特定资源的依赖上。
例如,一些食草动物依赖共生的细菌来帮助消化纤维素。
这些动物的肠道内居住着这些有益的细菌,相互关系形成了依赖。
总结而言,共生现象在生物进化中起着重要的作用。
它们推动了物种的适应和演化,促进了生态系统的平衡和稳定。
互利共生、捕食型共生、寄生准互利共生以及强迫型共生是最常见的共生类型,在生物进化的过程中都发挥了重要的作用。
研究生物之间的共生关系生态学中,生物之间的关系往往复杂多样。
而生物之间的共生关系,是其中一个重要的方面。
共生是生物之间长期共存的一种方式,各种生物之间的共生关系形态各异,有些共生关系对生态系统而言,是非常重要的。
本文将分别介绍共生关系中的互惠共生、竞争共生和寄生共生。
1. 互惠共生互惠共生是指两种或两种以上物种之间的一种共生关系,使它们之间的生存或繁殖得到了互相的帮助。
互惠共生的典型例子是蜜蜂授粉的情景。
在此共生关系中,花朵提供蜜蜂所需的花蜜和花粉,蜜蜂则向花朵传粉,帮助花朵繁殖下一代。
还有一种互惠共生关系的例子,比如某些群落中的植物和真菌共生,这种共生又称为形态共生。
真菌会帮助植物吸收水分和营养,并可向植物提供一些矿物质和氮的化合物。
同时,植物会将光合产物和有机物质转移给真菌。
2. 竞争共生在生态学中,竞争与共生是绝对对立的。
然而,在自然界中,竞争与共生经常同时存在,这种关系称为竞争共生。
生物之间的竞争共生关系最常见的例子是领地竞争现象。
通常,在某个地区中,资源有限,不同种群的物种会竞争共存。
然而,某些生物会在竞争中找到共生的机会。
比如,某些鱼类在领地争夺中会吸引甲壳类的生存,这样可以压制同类鱼的扩张,同时又可以满足甲壳类的生长所需的食物。
这样,这两个不同的群落就共生地共存了下来。
3. 寄生共生寄生共生关系是指在生态系统中,另一种生物(称为寄主)通过供应寄生物所需的生存条件,而促进寄生物的生长或繁殖。
在自然界,这种关系十分常见。
举例来说,蚂蚁将真菌作为食物,而真菌则在蚂蚁身上繁殖。
这种寄生共生关系在蚂蚁的竞争生存中具有重要作用,它促进了蚂蚁种群的扩张。
还有一种常见的寄生共生关系是带壳动物与贝壳藻之间的关系。
贝壳藻会生长在带壳动物的外壳内部,并因此而获得生存所需的条件。
同时,贝壳藻又为带壳动物所需的钙提供了充足的来源。
在自然界中,生物之间的关系十分复杂。
根据他们彼此之间的互动方式,生物可以形成多种类型的共生关系。
(生物科技行业)常见的生物互利共生现象和以往对此关系的认识常见的生物互利共生现象和以往对此关系的认识生物的互利共生现象对于多数人来说仍是十分陌生的,离我们最近的共生现象可能是菜地里的豆类植物了。
很早种植业者就知道豆类非常节省肥料,特别是氮肥。
当下我们知道豆科植物(L e g u m i n o s a e)有和根瘤菌科(R h i z o s r o m e a e)共生的习惯,90%的豆科植物在根部有壹种瘤状的小突起,当中含有固氮的根瘤菌。
每壹克干根瘤中含有壹百亿个根瘤菌,能够通过生物固氮现象(b i o l o g i c a l f i x a t i o n o f n i t r o g e n)把空气中的N2转化为植物能够吸收利用的N H3(R e f.2p283)。
实际上生物的共生十分普遍,发菜,天麻,胶瓜等重要的经济作物都是共生的结果。
地衣是绿藻和真菌类的共生体,真菌帮助保持水分和提供营养素,藻类提供光合作用产生的碳水化合物,这使得地衣在奥陶纪(O r d o v i c i a n)成为最早的在陆地上生活的植物(R e f.4p384)。
动物中的壹些蚂蚁会饲养特定的昆虫,如蚜虫:为他们提供保护且获取蚜虫的蜜汁。
(R e f.5p201)又如动物和植物的互利共生,渡渡鸟(R a p h u s c a l c u l l a t u s)和大头树(C a l v a r i a m a j o r),渡渡鸟为大头树提供可使种子萌发的强壮砂囊,大头树为渡渡鸟提供营养丰富的果实(R e f.6p309)。
以往认为互利共生这种紧密地的相互作用对于生物的作用仍是较大的,大多数生态学教材中喜欢强调互利共生造成的协同进化效应,但不把互利共生关系做为最重要的种间关系。
有意思的是生态学教材中虽然不把他认为是最主要的关系,但也常常强调在生态系统发育过程中负相互作用倾向于减少的趋势(R e f.7p79)。
生物间的共生关系生物间的共生关系是指不同物种之间相互依赖、相互利益的关系。
共生关系可以分为三种主要类型:互利共生、寄生共生和强制共生。
这些不同类型的共生关系在生物界中广泛存在,并对生态系统的平衡和稳定起着重要作用。
一、互利共生互利共生是指两个物种之间互相获益的关系。
这种共生关系中,每个物种都从共生伙伴中得到利益,同时也为其共生伙伴提供利益。
一个典型的例子是蜜蜂和花朵之间的共生关系。
蜜蜂通过采集花蜜和传粉来获取食物,而花朵则通过蜜蜂传粉来繁殖后代。
这种互利共生关系不仅帮助蜜蜂和花朵繁衍生息,同时也促进了植物的繁殖和生态系统的稳定。
二、寄生共生寄生共生是指一种物种从另一种物种中获益,而被寄生物种却遭受损害的关系。
在寄生共生中,寄生体依赖于宿主体获取生存所需,而宿主体则受到寄生体的损害。
一个典型的例子是寄生虫和宿主之间的关系。
寄生虫寄生在宿主体内,从宿主体中获取养分和生存条件。
宿主则遭受虫体的破坏和营养损失。
这种寄生共生关系在自然界中普遍存在,但对宿主体来说却是一种不利的关系。
三、强制共生强制共生是指一种物种对另一种物种的生活条件造成强制性的依赖关系。
这种共生关系中,一种物种是另一种物种的唯一生存条件。
一个典型的例子是共生藻和珊瑚之间的关系。
共生藻生活在珊瑚的组织中,并为珊瑚提供能量和养分。
珊瑚则为共生藻提供生存和繁殖的环境。
这种强制共生关系对于珊瑚礁的形成和发展至关重要。
总结:生物间的共生关系在自然界中十分普遍,并对生态系统的稳定和平衡起着重要作用。
互利共生促进了物种的繁衍和生态系统的发展,寄生共生对宿主体造成不利影响,而强制共生则是一种依赖性很强的关系。
了解和研究生物间的共生关系有助于我们更好地理解和保护生物多样性,维护生态系统的健康和稳定。
动物的互利共生认识动物之间的互相依赖关系动物的互利共生:认识动物之间的互相依赖关系动物界是一个复杂而庞大的生态系统,其中各种动物之间存在着密切的互相依赖关系。
这种依赖关系通常被称为互利共生,即各方通过相互合作获得利益。
在这篇文章中,我们将探讨几个不同的案例,以展示动物之间互利共生的重要性和多样性。
一、鸟类与花朵之间的共存关系鸟类与花朵之间的关系可以说是一个典型的互利共生关系。
花朵通过色彩鲜艳、芳香扑鼻的方式吸引鸟类,同时鸟类通过采食花蜜和花粉来满足自己的营养需求。
当鸟类在花朵上采食时,它们的身上会沾满花粉,而这些花粉又会被带到下一朵花朵上,从而实现花粉传播的目的。
这种相互依赖的关系使得花朵得以繁衍生息,而鸟类也能得到充足的食物供应。
二、蜜蜂与植物之间的密切关系蜜蜂与植物之间的关系是生物界中最有名的互利共生现象之一。
蜜蜂通过采集花蜜来制作蜂蜜,并将花粉传播到其他植物上,帮助其繁殖。
同时,蜜蜂也借助植物的花蜜来获取能量和营养。
蜜蜂与植物之间的这种密切关系不仅促进了植物的繁殖,也使蜜蜂得以生存和繁衍。
三、牛与黄金麻雀之间的共生关系在草原上,牛和黄金麻雀之间存在着一种特殊的共生关系。
牛在啃食草原时会弄出大量的昆虫,吸引了大量的黄金麻雀前来觅食。
而黄金麻雀则通过钳臂山步扒来帮助牛清除体表的蝇虫和寄生虫。
由于黄金麻雀的存在,牛的体表得以保持干净,免受昆虫的侵扰。
而黄金麻雀则能够从牛身上获得食物,并且在牛身上建巢繁衍后代。
四、鳗鱼与鳄鱼之间的互利共生关系在水域中,鳗鱼和鳄鱼之间也形成了一种互利共生的关系。
鳗鱼会钻入鳄鱼的嘴巴中,并在鳄鱼的体表上帮助其清除寄生虫和腐败组织。
这使得鳄鱼的口腔和体内保持清洁,有助于鳄鱼的健康。
而鳗鱼则能够从鳄鱼的食物残渣和寄生虫中获取营养,同时还能获得相对安全的栖息环境。
结论:以上仅是动物互利共生关系中的几个例子,实际上动物界中的互利共生关系是多种多样的。
这种关系不仅在保持生态平衡方面起到重要作用,也为动物们提供了更好的生存条件和繁衍后代的机会。
生物科技行业)常见的生物互利共生现象和以往对此关系的认识常见的生物互利共生现象和以往对此关系的认识生物的互利共生现象对于多数人来说还是十分陌生的,离我们最近的共生现象可能是菜地里的豆类植物了。
很早种植业者就知道豆类非常节省肥料,特别是氮肥。
现在我们知道豆科植物 ( Leguminosae) 有和根瘤菌科( Rhizosrom eae) 共生的习惯,90%的豆科植物在根部有一种瘤状的小突起,当中含有固氮的根瘤菌。
每一克干根瘤中含有一百亿个根瘤菌,可以通过生物固氮现象(biologicalfixationofnitrogen) 把空气中的N2 转化为植物可以吸收利用的N H3 ( Ref. 2p283) 。
实际上生物的共生十分普遍,发菜,天麻,胶瓜等重要的经济作物都是共生的结果。
地衣是绿藻和真菌类的共生体,真菌帮助保持水分和提供营养素,藻类提供光合作用产生的碳水化合物,这使得地衣在奥陶纪(Ordovician) 成为最早的在陆地上生活的植物(Ref. 4p384)。
动物中的一些蚂蚁会饲养特定的昆虫,如蚜虫:为他们提供保护并获取蚜虫的蜜汁。
( Ref. 5p201) 又如动物和植物的互利共生,渡渡鸟 ( Raphuscalcullatus) 和大头树 ( Calvariam ajor) ,渡渡鸟为大头树提供可使种子萌发的强壮砂囊,大头树为渡渡鸟提供营养丰富的果实 ( Ref.6p309) 。
以往认为互利共生这种紧密地的相互作用对于生物的作用还是较大的,大多数生态学教材中喜欢强调互利共生造成的协同进化效应,但不把互利共生关系做为最重要的种间关系。
有意思的是生态学教材中虽然不把他认为是最主要的关系,但也常常强调在生态系统发育过程中负相互作用倾向于减少的趋势 ( Ref. 7p79) 。
实际上这种趋势就是后来新证据提供的互利共生在物种形成,生态系统形成,及生物史的一系列重大事件中起的决定作用的主要成因。
但由于资料老旧(多数停留在50 年代以前 ),多数教科书不可能让人认识到生物互利共生现象对生物所能起到的重要作用。
近几十年来,各种方面发现全面改变了人们对互利共生问题的认识,对于学生来说全面认识互利共生所起的作用,对于理解生物学的基本现象和基本理论是十分重要。
互利共生的惊人力量:到了世纪中期一些惊人的有关互利共生的事实被各种科学探索揭示出来。
人们开始对互利共生的认识发生重大改变:!。
互利共生可以有很多途径形成( Ref. 8p5) :最好的例子是生活在加勒比海的一种裸鳃类动物 ( nudibranch) 以海葵类 ( seaanem one) 作为食物,可是在这种软体动物吃下那些刺细胞动物( cnidarian)后,海葵的触手及致命的刺细胞从这种蛞蝓 ( Anculapacifica) 的背上长出,成为了蛞蝓的致命武器。
( Ref. 9p37110p1 两种生物的组织联系十分紧密就像是一种生物,最不可思议的是两者都可以正常繁殖,活像是希腊神话中的蛇发女妖美度沙。
捕食关系居然可以被转化为生物间的互利共生,这是以往的生物学家没有想到的。
还有在人类的历史上微生物,寄生虫一直是人类的头号大敌,它和人类的恶性寄生关系 ( parasitism ) 产生了黑死病,伤寒等疾病并让人无比恐惧。
20 世纪抗生素和消毒剂的发明成了人类的福音,死于传染病的人数大大减少。
人们动不动就服用抗生素,还有品种多样的打虫药,到处喷洒消毒剂,恨不得把这些寄生魔鬼斩尽杀绝。
可是人类没有告别病痛的困扰。
关节炎,营养不良等一连串的疾病开始折磨人类,人类比以前更易受到感染。
研究的结果让人震惊,主要原因是人们现在太“干净”了,没有了微生物,寄生虫,免疫系统失去了正常工作的机会。
同时,一些微生物长期和人类生活,他们的寄生副作用极小,有的甚至成为了抵御治病菌的最有效屏障,有的还为我们提供各种我们所需的营养素,与人形成了十分密切的互利共生关系。
人类的肠道就像是一个生态系统,任何一种正常生物的消失都会造成系统瓦解。
各种菌株,虫卵被开发成治疗疾病的有效药物。
这一类的例子告诉生物学家,寄生关系,捕食关系这样的对立关系也常常可以转化为互利共生。
2 .互利共生是生态系统中最重要的种间关系,生态系统无法离开互利共生关系存在:组成巨大的珊瑚礁的珊瑚纲动物 ( antho zoans) 和特殊的动物性绿藻 ( zoochlorllae) 动物性黄藻 ( Zooxanthellae) ,共生,珊瑚虫提供营养素 ( nutrient) ,藻类则提供各种复杂的光合作用产物,藻类分布在珊瑚虫的组织内很难分辨藻类个体。
这种共生的结果是在浅海处的珊瑚靠光合作用的帮助产生了巨大的珊瑚礁,礁体是珊瑚虫分泌的巨大碳酸钙岩石,石灰石,热带海边的白色沙石,甚至石灰质的山峰和岛屿都是他们的杰作。
但是分布在深海的珊瑚虫失去了藻类光合作用的帮助,也同时失去了地球上最伟大的生物创造力。
( Ref. 2p289,9p435) 。
共生关系是珊瑚礁,这种拥有惊人的多样性的生态系统的核心。
更让人惊讶的是就连我们最熟悉的热带雨林( tropicrainforest)生态系统也是建立在生物共生的基础之上的。
昆虫,鸟类,哺乳类,很多生物为有花植物的授粉作用,种子传播服务。
植物为他们提供花蜜,果实作为回报。
如果没有生物的共生关系,大部分植物就无法生存。
而以木质素,纤维素 ( cellulose) 为食的各种动物其身体无法产生相应的酶( enzyme) ,但是他们肠道里的微生物却为他们提供了这种能力,各种昆虫,哺乳类的肠道中都有特别的微生物使他们不致饿死。
使全世界最大量的生物资源可以被动物利用。
( Ref. 2p285) 同时各种共生于肠道之中的大量细菌产生的甲烷气体进入到大气中,使得甲烷这种还原性的气体成为地球大气的一个重要组成成分改变了大气的化学性质。
这种成分和由叶绿素产生的远红外波(我们在之后的章节将看到这实际上也是生物共生的结果)成为了生命的标志,为探索外星生命提供了重要线索。
深海一直被认为是生命的荒漠,但是1977 年在加拉帕戈斯群岛320 公里的太平洋中的一处裂口的海脊附近,加尔文号上的地质学家发现水下2600 米深处有一个动物密集的绿洲。
有大量1 米长的奇怪管虫 ( Riftiapachyp tila) ,身长30 厘米的蛤( Calyp togenam agnifica),还有一簇簇的贝类。
以及数量极大的蟹类,鱼类,在火山热水喷口(submarinehydrotherm alvent)周围聚集成很大的群落。
那些管虫十分奇怪,完全没有消化系统 ( digestivesystem) , 身体的前端有奇怪的羽毛状细丝,身体中间有奇怪的结缔组织团,被称为营养体。
一开始科学家完全无法理解这种生物。
后来研究发现,那些细丝的作用是让氧气,二氧化碳进行交换,同时还把剧毒的硫化氢送到营养体中,营养体中是高密度的内共生细菌,细菌是依靠硫化氢的化能自养者(chemosynthetic)。
管虫成为了喷口生态系统的生产者,它为细菌提供活动和营养的方便,细菌为它提供生活必需的碳水化合物。
同样的互利共生现象也发生在同一生态系统的其他生物上,如蛤,贝类,在腮上有这种共生的硫细菌,这些腹足类动物一直把他们的腹足插入热水口,已获得硫化氢(Ref. 11p5712p38)。
这种生态系统首次提示人们动物,植物,微生物之间的共生,可以开拓原来无法开拓的生境( niches),这样现象非常普遍,不只限于地衣等生物,互利共生常常是创造全新体制 ( bodyplan) 和新型生态系统的动力。
更进一步的说,一个生态系统中各个生物组成的食物链实际上也是一个复杂的生物间的互利共生关系的集合。
( Ref. 2p280) 首先,捕食关系看起来是对一方有害的,但实际上如果从基因选择的角度分析,它实际上常常是一个互利共生的关系。
由于捕食者的存在反而使强者的基因比例提高。
和哺乳类普遍的杀婴现象一样,捕食实际上是一种基因自私性的极端表现, ( Ref. 13p83) 北美有关鹿群和狼的生态研究很好的证明了这一点。
其次我们可以想象从一个最简单的生态系统出发:如果只有生产者和分解者,实际上他们是互利共生的关系,一方的产物是另一方的营养。
这恰恰是一个自催化系统(autocatalytic),是一系列循环的互相连锁的化学反应或反应系统(一个生物可以看作是一个反应系统 )。
按照艾根( Eigen)的革命性观点,一个自催化系统可以在对原反应中至少两个组分有利的条件下,通过增加新的循环途径达到新的复杂水平。
换句话说,生态系统通过互利共生关系增加复杂性 ( Ref.14p465Ref. 15p11) 。
所以说互利共生开拓新生境,创造新的生态系统,并保持生态系统的运转,在生态系统中有着无与伦比的作用。
在国外全新的生态学教科书中,以上认识已经成为了共识,以较大篇幅来介绍互利共生的内容。
互利共生与生物进化:正如伟大的生物进化学家迈尔所说的:“进化论是生物学最大的统一理论” ( Ref. 16p1) 。
进化论的理论,思想和观点渗透到生物学的各个领域,并为各领域提供理论指导。
1859 年达尔文的名作《物种起源》发表,带来了人们对于生物产生的观念的巨大变革,达尔文以自然选择为基础的进化论被恩格斯认为是19 世纪最伟大的发现之一。
142 年来,自然选择理论经历无数严格认真的研究,吸收了大量的新证据,经过了改良和发展,仍然是强有力又异常简单的理论。
但是也受到了来自各种生物学分支学科的证据的挑战,最有力的证据包括:1.古生物方面:随着研究手段和研究范围的提高和扩大,古生物学在20 世纪发展迅速。
达尔文在他的《物种起源》一书中以物种通过渐进的对微小饰变的积累改变生物的形态结构和生理过程。
虽然书中没有太多的提到成种的问题,但是达尔文指出生物的隔离等效应,使得渐进的饰变过程得以想不同方向发展,从中间类型逐渐过渡出新种。
对于中间类型在地质历史中极少发现的问题,达尔文解释为地质纪录的不完整性。
可是,现代古生物学发现地质纪录常常还是很完整的,可是中间类型仍然难觅踪迹。
更惊人的是,随着布尔基斯页岩( Burgesssh ale),澄江生物群(chengjiangb iot a)等重要生物群的发现和研究,发现由多细胞组成的,有分化的组织结构的生物一直到由前寒武纪向寒武纪过渡的时期才开始繁荣,这一过渡时期,标志着首次出现主要动物群。
特别是寒武纪早期,这一时期物种多样性以惊人的速度增加了,现代生物的群落组织结构,动物的基本结构 ( bo d yplan) 和生活方式都一齐出现了,生物主要门类在仅仅几千万年的时间里突然出现,这一事件就是著名的寒武纪生物大爆炸( Cam brianexplo sion ) 。