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共生

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(图)小丑鱼和海葵之间存在互利的共生关系
小丑鱼和海葵之间存在互利的共生关系

共生(commensalism)是指两种不同生物之间所形成的紧密互利关系。动物植物菌类以及三者中任意两者之间都存在“共生”。在共生关系中,一方为另一方提供有利于生存的帮助,同时也获得对方的帮助。

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概述编辑本段回目录

(图)共生虾和鳗鱼也是共生关系的海洋动物

有的共生生物紧密缠绕在一起,让人们很难将二者区分开来。在植物和动物共生的例子中,人们往往很难判断这些生物究竟是植物,还是动物。

共生生物可不是一起生活、一起工作、和谐共处的卡通角色。大部分共生生物并不知道自己正在帮助另一种生物,它们只是选择了对自身最有利的生存方式,这是物种自然选择的本能行为。

人类其实也是共生生物。没有共生现象,地球上可能就不会存在生命。也许正是共生关系推动了多细胞生物的进化。有的科学家认为整个地球就是个巨大的共生有机体

基本定义编辑本段回目录

共生的传统定义是两种密切接触的不同生物之间形成的互利关系。大多数生物学家仍然认同这一定义。然而,有些生物学家认为凡是发生频繁密切接触的不同物种间的关系都属于共生关系,不管其中哪方受益。这其中包括偏利共生和寄生(parasitism)。前者指一方获益而另一方不受影响的共生关系;后者指一方获益而另一方受到损害的共生关系。

多样形式编辑本段回目录

(图)鞭毛虫(Mastigophora)鞭毛虫(Mastigophora)

共生的形式有许多种。有的共生生物需要借助共生关系来维系生命,这属于专性共生(obligate symbiosis)。有的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,这叫做兼性共生(facultative symbiosis)。共生关系有时是不对称的,在共生关系中很可能出现一种生物是专性共生而另一种生物是兼性共生的现象。

共生还分为内共生(endosymbiotes)和外共生(ectosymbiotes)。内共生是指一种生物长在另一生物体内,生物学家所说的“体内”是指生物体的细胞之间或身体组织里面(比如鞭毛虫的例子)。外共生是指一种生物长在另一种生物之外。(某种生物长在另一种生物的消化道内应该属于外共生,因为这种情况显然不符合生物学家对于内共生的定义。)

进化过程编辑本段回目录

(图)生长在印度洋科科斯群岛的蝠鲼与鮣鱼生长在印度洋科科斯群岛的蝠鲼与鮣鱼

进化本身是不可思议的。生物的适应现象多种多样,有时这种现象似乎有违逻辑,生物共生现象尤其如此。两种不同生物的特性怎么会进化到可以配合得天衣无缝呢?事实上,许多对进化持怀疑态度的人认为共生就是驳斥自然进化的有力“证据”。

自然选择是解释共生生物进化过程的关键。在某生物种群中,有些个体具有比其他个体更利于生存繁衍的共生特征,它们更有可能将这种特征传给后代,而其他不具有这种有利特征的个体则很有可能在进行繁殖之前死去。这样经过一代又一代的传递,有利于生存的优越特征会在该种群中表现得越来越明显。

决定共生特征能否得以传承的关键因素是种群压力——种群压力是指对某种群的个体来说比较艰难的生存环境。在进化的过程中,生物的共生特性和它们的逃脱天敌以及捕获猎物特性同样重要。

许多共生关系最开始也许只是兼性共生,在经历了长期进化之后,这些生物会变得越来越依赖共生关系,因为共生特征在优胜劣汰的自然选择中具有优势。最终,共生双方将完全依靠共生关系获取食物、居所、酶等生存资料。

人类相关编辑本段回目录

(图)地球共生地球共生

人类也是共生生物吗?当然是。

人的消化道里有无数的细菌和其他微生物。事实上,人的排泄物主要由细菌组成。这些细菌具有多种功能,但其首要职责是分解消化道内的物质,如果没有它们,人的消化道就无法完成这一任务。比如,大量未经消化的碳水化合物进入肠道,肠道中的细菌能把它们分解成可以吸收和转化的各种酸性物质。就这样,人体利用细菌消化,从食物中获取更多的营养和热量,而消化道(肠道)的细菌则通过人体获得稳定的食物供应。

然而,如果服用抗生素,人体消化道内的大量共生细菌就会被杀死,从而导致消化能力降低。而要恢复原来的消化能力,则要等到肠道内的共生细菌重新繁殖起来。

食物短缺的人们需要充分利用食物中的能量,有助消化的肠道细菌对他们大有益处。然而,科学家们一直在研究肠道中的细菌和西方国家普遍的肥胖问题是否存在关联。研究者通过试验发现,在没有肠道细菌的无菌环境中,小白鼠即使吃了高能量高脂肪的食物还是十分瘦弱 。如此看来,利用人类与肠道细菌之间的共生关系,科学家们也许真能研制出减肥良药。

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