作者:戎可 来源:中国科学报 发布时间:2017/4/7 10:26:14
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自然界物种共存:因“合作”而共赢

雪中取食事先藏好的食物

早起的松鼠   戎可摄

自然界的不同物种藉由类似关系,形成复杂的合作网络,这是物种共存的缘由,生物多样性因合作而丰富。

■戎可

地球上每一个有生命的地方,都不是孤种独存,浩繁的物种何以共处一地,是生态学的重要命题。

生态学研究不同物种间、物种与环境之间的相互作用。传统上,生态学更关注损害关系,比如捕食、竞争、寄生,总有一方受益,另一方受损害。比如有关猞猁与雪兔种群波动的研究就曾经轰动一时,到现在也是生态学教材中的经典内容。英国动物生态学家查尔斯·埃尔顿的研究称,猞猁在捕食雪兔中获益,更依赖于此,能被捕捉的兔子少了,就有猞猁被饿死。相反,雪兔在这样的捕食关系中吃亏,猞猁少了,损害减轻,兔子就有了休养生息的机会,种群数量就会增多,一段时间后,猞猁又会因食物丰富而变多,如此周而复始,两个物种起起伏伏地打着游击,猞猁种群的波动总是滞后于雪兔。看起来很优美的理论,无论在数学上,还是在更多的实例研究中,这个理论都得到了不同程度的证实。但是您细想,当兔子少到不能再少,难道猞猁会为了“食物的可持续”而放弃捕食?如果是这样,猞猁岂非得死光?如果猞猁开始吃别的食物,它的数量又怎会下降?类似的,竞争理论也无法说明,动物为什么要耗费资源进行竞争。竞争的结果,要么一方被排斥,要么共输,如何能导致共赢而使物种共存?捕食理论也好,竞争理论也罢,都不能很好地解释物种共存的原因。类似理论的一度盛行,与当时的社会、经济、政治密不可分,与人看待自然的方式密不可分,这是另外一个大话题。

斗转星移,人们看待自然的态度发生转变,有关互惠共生的研究越来越多地出现在生态学文献中。

所谓互惠共生,是指共同生活的不同物种,从彼此的结构、生理和行为中受益。比如食草动物的胃里,共生着大量的原生动物和其他微生物,这些小生命从栖主的取食活动中获得稳定的能量和物质来源。作为回报,它们帮助栖主分解吃进来的纤维素,事实上,如果没有这些微生物,那些牛、羊、鹿,几乎不能消化纤维素,吃了等于白吃。食草动物与微生物的合作,如同天作之合。

这个例子虽然漂亮,但肉眼看不见。您听说过小丑鱼不?小丑鱼躲在海葵的须腕里,它的天敌们因为惧怕海葵须腕上的毒刺,奈何不了小丑鱼。反过来,有一种专吃海葵的蝴蝶鱼,偏偏又不是小丑鱼的对手,海葵与小丑鱼就这样互相保护,经世经年。这样的合作,在自然界仅仅是初级版。

我们曾经讲到松鼠。提起松鼠,自然会想到松树,松鼠与松树的合作就高级得多。很多松鼠偏好针叶树种子,吃饱之余,它们不遗余力地贮藏松子以备不时之需。这其中,很多松子被贮藏得非常分散,以至于松鼠要么吃不了,要么根本就不记得藏在哪儿。那些被遗落的松子,日后就可能长成大树,这是植物种子动物传播的重要方式,松鼠和松树在这个过程中各自受益。复杂而有趣的部分是,松树每每在几年产量低迷之后,突然大量结实,诱使松鼠疯狂贮藏和传播种子,似乎算准了松鼠的习性。相应的,松鼠也似乎有奇妙的预见力,能及时地在松树结实大年的春天,出人意料地大量生育。它们这样的彼此合作与适应,便是协同进化。

协同进化是共存的基础,花朵也是很好的例子。花是植物的生殖器官,传粉是植物重要的生殖过程。花既要吸引传粉者——所以它们产生花蜜,有着多彩的颜色,又要防着那些偷吃者——所以它们各自有着不同的结构,这些结构通常与传粉者的结构和行为相适应,而使偷吃者根本无从接近花粉和花蜜。不同的植物有不同的传粉者,也就有着各自不同的花朵,这便是春花斑斓的原因。花与传粉者如果是一对一的关系,便可能一损俱损,危及双方的生存。作为弥补,实际上的合作关系往往包含一对一、一对多、多对多和多对一等不同类型,自然界的不同物种藉由类似关系,形成复杂的合作网络,这是物种共存的缘由,生物多样性因合作而丰富。

反观人类,纷争不断,损耗连连。我们为何执拗相悖于自然?

《中国科学报》 (2017-04-07 第4版 自然)
 
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