论文部分内容阅读
【编辑留言】 共生是指不同物种间形成紧密合作、相互依存的关系。按照共生的本质和目的来看,共生分为三种类型,偏利共生、寄生和互利共生。偏利共生指的是一方获益而另一方不受影响的共生关系;寄生是指一方获益而另一方受到损害的共生关系;互利共生指的是双方互惠互利的共生关系。
今天,研究人员发现了更多新奇的共生现象,也为人类的生存发展和环境保护提供了新的思路。
共生无界限
一般人以为,自然界的物种共生大多发生在界的范围之内,即动物与动物共生,植物与植物共生等。但实际上,共生现象大量地发生在跨界物种之间,如动物与植物之间的共生。
过去人们认为,鱼、鸟、爬行类动物和哺乳动物在内的脊椎动物为保护自己不受外界伤害,会与生俱来排他性免疫系统。这个系统会对进入自己体内的异物产生排斥,更不可能让植物细胞进入自己的细胞中。
但是,加拿大戴尔豪斯大学的柯尼等人发现,一种绿藻能寄生在蝾螈的胚胎内,而蝾螈是脊椎动物。这一发现改变了人们对生物共生的看法,它首次证明植物可以与脊椎动物共生。
柯尼在一次生物实验中偶然发现,星点蝾螈的卵居然是绿色的。仔细观察才知道,蝾螈的卵囊里有绿藻细胞。对于蝾螈来说,绿藻并非是不速之客。蝾螈卵囊里的绿藻为胚胎提供了氧气,而绿藻也从胚胎的排泄物中取得了生存所需要的氮。因此,绿藻并非寄生在蝾螈体内,而是一种互利共生的关系。
动物与植物的共生关系十分罕见,那么绿藻是如何挑选上星点蝾螈陪伴一生的呢?研究人员提出两种可能。一是,星点蝾螈与绿藻生存在同一个环境中,蝾螈自胚胎时期就与绿藻日夜为伴,这为二者的合体创造了环境条件。二是,在生存环境相对恶劣的条件下,食物短缺到不足以支撑星点蝾螈的生存,如果细胞内携有可以进行光合作用的绿藻,就像是随身携带了一个补给包,这会给蝾螈细胞提供源源不断的氧气和能量。而蝾螈细胞的代谢废物,又给绿藻提供了养分。
情有独钟
从共生的形式来看,有专性共生和兼性共生两种。前者指的是生物需要借助共生关系来维系生命;后者指的是共生关系只是提高了共生生物的生存几率,但并不是必须的。
现在研究人员在动物与植物的共生关系中发现了一种新的专性共生现象,就像人类的一夫一妻般忠贞不移。
榕树和很多植物一样,依靠花粉的气味吸引蜜蜂,为其传递花粉繁衍后代。不过在选择蜜蜂时,榕树要专情得多,因为它的花粉只能吸引来一种蜜蜂,就是榕小蜂。榕树对榕小蜂的依赖也换来了榕小蜂的坚贞不渝,不论其他的花朵如何芬芳,榕小蜂都是不屑一顾,只会为榕树传递花粉。
榕树和榕小蜂之间的专性共生关系引起了科学家的好奇。于是,中国科学院与法国生物学家合作,通过分析榕树隐头花序挥发物的成分,和检测榕小蜂对挥发物的行为反应,发现了榕树是通过释放一种特殊的挥发性化合物来定向吸引榕小蜂的。这就解释了榕树和榕小蜂之间的专性共生关系。
在榕树与榕小蜂所组成的共生关系中,并不只有榕树获利,榕小蜂兢兢业业的工作也是有回报的。榕树为榕小蜂提供繁衍后代的场所,并代替榕小蜂保护和喂养幼蜂,榕树丰富的花粉同时也是榕小蜂的食物。
死了也要爱
一些物种却至死不渝的与那些危险的物种保持共生关系。像这样与死亡共舞,就需要共生的物种具有更高超的生存智慧和方式。
猪笼草是一种食肉植物,一般生长在营养元素稀缺的土壤环境中,需要捕食昆虫和小动物来获取成长和生存所需的氮元素。世界上体型最大、外形最美的猪笼草当属马来王猪笼草。虽然这种猪笼草的嘴大得足以吞下一整只树[鼠][句],但是在多年的研究中,研究人员却从未在马来王猪笼草中找到一具树[鼠][句]的尸体。而树[鼠][句]这种肉质丰富的动物本来应当是马来王猪笼草的美味猎物,因此这种情况令研究人员十分困惑。
经过长时间的观察和生物实验,研究人员终于发现,猪笼草与树[鼠][句]并没有选择捕食关系,而是更加智慧的选择了共生关系。对马来王猪笼草进行解剖,在它的消化液中发现了一些动物粪便。经化验,这些粪便的主人正是住在猪笼草旁边的树[鼠][句]。树[鼠][句]是灵长类动物的小近亲,它们是把猪笼草的捕虫囊当作马桶来使用,而树[鼠][句]的排泄物中含有丰富的氮元素,可以为猪笼草提供营养。尽管树[鼠][句]把猪笼草的捕虫囊当作马桶,但猪笼草并不介意,反而为树[鼠][句]创造了一个安全洁净、不受蚊虫侵扰的居住环境。
与树[鼠][句]相似,生活在当地的蝙蝠不但把猪笼草当作马桶,甚至把它当作自己的栖息地或卧室,长期与这个食肉杀手共存。蝙蝠藏匿于猪笼草的捕虫囊中,以便捕捉被吸引来的昆虫,而蝙蝠排出的粪便又成为猪笼草很好的营养素。迄今为止,在猪笼草体内从未发现树[鼠][句]和蝙蝠的尸体,这除了说明它们具有高超的如厕和生存本领外,更证明了在长期的生物进化过程中,生物都明白了只有互利平等,才能和谐共生的道理。
本栏责编/刘明烨
[email protected]
今天,研究人员发现了更多新奇的共生现象,也为人类的生存发展和环境保护提供了新的思路。
共生无界限
一般人以为,自然界的物种共生大多发生在界的范围之内,即动物与动物共生,植物与植物共生等。但实际上,共生现象大量地发生在跨界物种之间,如动物与植物之间的共生。
过去人们认为,鱼、鸟、爬行类动物和哺乳动物在内的脊椎动物为保护自己不受外界伤害,会与生俱来排他性免疫系统。这个系统会对进入自己体内的异物产生排斥,更不可能让植物细胞进入自己的细胞中。
但是,加拿大戴尔豪斯大学的柯尼等人发现,一种绿藻能寄生在蝾螈的胚胎内,而蝾螈是脊椎动物。这一发现改变了人们对生物共生的看法,它首次证明植物可以与脊椎动物共生。
柯尼在一次生物实验中偶然发现,星点蝾螈的卵居然是绿色的。仔细观察才知道,蝾螈的卵囊里有绿藻细胞。对于蝾螈来说,绿藻并非是不速之客。蝾螈卵囊里的绿藻为胚胎提供了氧气,而绿藻也从胚胎的排泄物中取得了生存所需要的氮。因此,绿藻并非寄生在蝾螈体内,而是一种互利共生的关系。
动物与植物的共生关系十分罕见,那么绿藻是如何挑选上星点蝾螈陪伴一生的呢?研究人员提出两种可能。一是,星点蝾螈与绿藻生存在同一个环境中,蝾螈自胚胎时期就与绿藻日夜为伴,这为二者的合体创造了环境条件。二是,在生存环境相对恶劣的条件下,食物短缺到不足以支撑星点蝾螈的生存,如果细胞内携有可以进行光合作用的绿藻,就像是随身携带了一个补给包,这会给蝾螈细胞提供源源不断的氧气和能量。而蝾螈细胞的代谢废物,又给绿藻提供了养分。
情有独钟
从共生的形式来看,有专性共生和兼性共生两种。前者指的是生物需要借助共生关系来维系生命;后者指的是共生关系只是提高了共生生物的生存几率,但并不是必须的。
现在研究人员在动物与植物的共生关系中发现了一种新的专性共生现象,就像人类的一夫一妻般忠贞不移。
榕树和很多植物一样,依靠花粉的气味吸引蜜蜂,为其传递花粉繁衍后代。不过在选择蜜蜂时,榕树要专情得多,因为它的花粉只能吸引来一种蜜蜂,就是榕小蜂。榕树对榕小蜂的依赖也换来了榕小蜂的坚贞不渝,不论其他的花朵如何芬芳,榕小蜂都是不屑一顾,只会为榕树传递花粉。
榕树和榕小蜂之间的专性共生关系引起了科学家的好奇。于是,中国科学院与法国生物学家合作,通过分析榕树隐头花序挥发物的成分,和检测榕小蜂对挥发物的行为反应,发现了榕树是通过释放一种特殊的挥发性化合物来定向吸引榕小蜂的。这就解释了榕树和榕小蜂之间的专性共生关系。
在榕树与榕小蜂所组成的共生关系中,并不只有榕树获利,榕小蜂兢兢业业的工作也是有回报的。榕树为榕小蜂提供繁衍后代的场所,并代替榕小蜂保护和喂养幼蜂,榕树丰富的花粉同时也是榕小蜂的食物。
死了也要爱
一些物种却至死不渝的与那些危险的物种保持共生关系。像这样与死亡共舞,就需要共生的物种具有更高超的生存智慧和方式。
猪笼草是一种食肉植物,一般生长在营养元素稀缺的土壤环境中,需要捕食昆虫和小动物来获取成长和生存所需的氮元素。世界上体型最大、外形最美的猪笼草当属马来王猪笼草。虽然这种猪笼草的嘴大得足以吞下一整只树[鼠][句],但是在多年的研究中,研究人员却从未在马来王猪笼草中找到一具树[鼠][句]的尸体。而树[鼠][句]这种肉质丰富的动物本来应当是马来王猪笼草的美味猎物,因此这种情况令研究人员十分困惑。
经过长时间的观察和生物实验,研究人员终于发现,猪笼草与树[鼠][句]并没有选择捕食关系,而是更加智慧的选择了共生关系。对马来王猪笼草进行解剖,在它的消化液中发现了一些动物粪便。经化验,这些粪便的主人正是住在猪笼草旁边的树[鼠][句]。树[鼠][句]是灵长类动物的小近亲,它们是把猪笼草的捕虫囊当作马桶来使用,而树[鼠][句]的排泄物中含有丰富的氮元素,可以为猪笼草提供营养。尽管树[鼠][句]把猪笼草的捕虫囊当作马桶,但猪笼草并不介意,反而为树[鼠][句]创造了一个安全洁净、不受蚊虫侵扰的居住环境。
与树[鼠][句]相似,生活在当地的蝙蝠不但把猪笼草当作马桶,甚至把它当作自己的栖息地或卧室,长期与这个食肉杀手共存。蝙蝠藏匿于猪笼草的捕虫囊中,以便捕捉被吸引来的昆虫,而蝙蝠排出的粪便又成为猪笼草很好的营养素。迄今为止,在猪笼草体内从未发现树[鼠][句]和蝙蝠的尸体,这除了说明它们具有高超的如厕和生存本领外,更证明了在长期的生物进化过程中,生物都明白了只有互利平等,才能和谐共生的道理。
本栏责编/刘明烨
[email protected]