人类算不算共生动物?
网易探索4月10日讯,地球生物千姿百态,自然界更是奥秘无穷。面对我们的地球家园,有许多你不知道的秘密。你知道什么是生物共生吗?生物共生又是怎么进化而成的?我们人类又算不算共生生物呢?
什么是共生
什么叫共生?共生的传统定义是:两种有密切躯体接触的不同生物之间所形成的互惠互利关系。目前大多数生物学家仍然坚持这一定义,但也有一些生物学家认为,只要有频繁密切的相互接触,不管某一方是否从中受益,任何种间关系都可以称为共生。按照这一理论,共生就包括偏利共生与寄生。偏利共生是说,一方受益,而另一方没受到什么影响。寄生是说,一方受益,另一方却在相互关系中受害。
共生可以存在于动物、植物或真菌之间,或它们中任意两者的组合之间。有的共生生物相互依赖,关系十分密切,以致于难以将它们截然分开。在一些植物和动物之间的共生关系之中,甚至难以判定共生生物究竟是植物还是动物。科学家认为如果没有共生现象的话,地球上很可能不会有生命存在,共生现象是多细胞生命进化的条件。一些科学家甚至认为,整个地球是一个巨大的共生有机体。
生物共生是进化的产物吗?
生物进化有时是不可思议的。许多生物的适应现象似乎有违逻辑,生物共生现象尤其如此。为什么两种不同生物的特性可以进化到相互配合的天衣无缝的地步呢?
科学家告诉我们,自然选择是理解共生现象如何进化而来的关键。在一特定种群里,一些个体具有更利于生存的优越特性,从而更有可能将这些特性传给后代。这样,经过许多代的积累,该种群会越来越表现出这些优越特性。自然选择不断加强互利特性,生物也越来越依赖共生关系,最后共生关系中的另一方成为其食物、庇护物、酶等等的唯一来源,没有对方就没法生存,于是共生就进化产生了。
一些生物学家还支持“共生进化”理论。该理论认为,共生是地球复杂生命起源的关键。多种多样的微生物形成了一系列的共生关系,不同的微生物在共生关系中发挥不同的作用。这些关系发展成为一个完整系统的互惠微生物网络,每一种微生物都好像是机器上的一个齿轮。进化的最后结果是,微生物成为细胞的一部分:线粒体,细胞核和核糖体。
人类是共生生物吗?
人类是不是共生生物呢?绝对是。人的消化道里有无数的细菌与其它微生物。人的排泄物就大多由细菌组成。这些细菌有不同的功能,但其首要的功能是分解物质,我们的消化系统本身是做不到这一点的。许多碳水化合物未经消化就进入肠内。细菌将其分解为各种酸性物质,以利吸收与进一步处理。结果人从食物中获得更多的养分与能量,细菌则直接获得稳定的养分供应。
自然界中典型的共生现象
以下是几个比较典型的例子:
蚁栖树与阿兹特克蚁(Cecropia Trees and Azteca Ants)
蚁栖树树干是空心的里面有含糖的分泌物。无数阿兹特克蚁生活在蚁栖树的树干里面,以蚁栖树为庇护,以其分泌物为食物。同时,蚁栖树容易遭受攀缘植物的侵犯,有可能压垮或勒伤蚁栖树。所以阿兹特克蚁常年在蚁栖树上巡逻,啃掉入侵的攀缘植物。(见图6)
清洁鱼(Cleaner Fish)
清洁鱼很多,比如引水鱼、客户鱼、清洁隆头鱼等。它们以其它鱼身上或者嘴巴里的寄生细菌与真菌为食,让提供食物的主人避免受到寄生物的伤害。主人们不但为清洁鱼上门清洁提供方便,还会主动出门拜访清洁鱼以获取服务。陆地上也有这样的清洁工。白鹭、黄嘴牛椋鸟、鸻与褐头燕八哥等经常骑在某些动物身上觅食,食物主要是一些寄生虫。(见图1图2和图4)
响蜜鴷(Honeyguides)
这是一种喜欢食蜂蜡与蜜蜂幼虫的特别鸟类。它没有力气打破蜂巢,所以得依靠附近的一些哺乳动物甚至人去为它达到这一目的。它围着心目中的助手不断跳跃,吸引其注意力,将其带到蜂巢跟前。助手喜欢蜂蜜,所以很乐意的将蜂巢打破。最后响蜜鴷也就如愿以偿的得到蜂蜡与蜜蜂幼虫。(见图5)
根围(The Rhizosphere)
植物的生长需要氮。一些植物于是与有能力在从大气中汲取氮(或固氮)的物种联合起来。这可以称得上是“进化工具箱”的最佳例子。包括马铃薯和花生等在内的许多豆科作物与根瘤菌共生。后者生长在豆科作物根部的节瘤处。豆科作物为根瘤菌提供必要的能量,以让根瘤菌破坏自由氮中的化学键,根瘤菌为豆科作物提供氮作为回报。(见图7)
资料补充:认为整个地球是一个巨大的共生有机体的理论被称为盖亚女神学说。自上世纪七十年代兴起的盖亚女神学说认为,地球本身是一个有机体,与各种生命形式形成共生关系,这样地球环境才得以保持相对的稳定。地球上温度、大气组成、食物养分供应等分布不均现象,都只是在某个中间数值附近波动。生命最本质的特征是具有复制能力,一些盖亚女神的信仰者认为,盖亚也即大地,同样具有复制能力。人类现在可以飞离地球,可以在另一个星球上复制地球的生物圈。在火星上开拓领地,就好像为地球上的生物圏播种一样。(和平)