3 .1 互利共生的概念
互利共生又称互惠共生,是指两种生物或两种中的一种,由于不能独立生存而共同生活在一起,或一种生活于另一种体内,互相依赖,相互依存,各获得一定利益的现象。
蝴蝶和花互利共生关系
3 .2 互利共生的例子
菌根、根瘤(固氮菌和豆科植物等根系的共生)都是互利共生的例子。
地衣是藻类和真菌的共生体,藻类进行光合作用,菌丝吸收水分和无机盐,两者结合、相互补充,共同形成统一的整体生活在耐旱的环境中。菌根是真菌和高等植物根系的共生体。菌根有内生菌根和外生菌根两类,内生菌根是真菌菌丝穿入到高等植物的根部细胞里进行共生,很多高等植物(如兰科、石楠科的帚石楠等)都是内生菌根;外生菌根是真菌菌丝不伸入根部细胞里,而只是紧紧地包围在根外进行共生。外生菌根能增加根系的吸收面积,大多数乔、灌木树种(如松树、云杉、橡树、山杨、榛树等)都具有外生菌根。真菌从高等植物根中吸收碳水化合物和其他有机物,或利用其根系分泌物,而又供给高等植物氮素和矿物质,二者互利共生。很多菌根植物在没有根菌时就不能正常生长或发芽,例如,松树在没有与它共生的真菌土壤里,吸收养分很少,以致生长缓慢乃至死亡。在缺乏相应真菌的土壤上造林或种植菌根植物时,可以在土壤内接种真菌,或使种子事先感染真菌,便能获得显著的效果。同样,某些真菌如不与一定种类的高等植物根系共生,也将不能存活。
动物与微生物之间互相共生的例子也有很多,如反刍动物与其胃内的微生物间形成了一种互利共生的关系,微生物既帮助了反刍动物消化食物,自身又得到了生存。白蚁的肠道中生活着一种强厌氧性鞭毛虫也可消化纤维素。此外,昆虫与植物传粉之间的关系也属此类。
3 .3 自然界中的互利共生
植物界中以互利共生为最多。像许多种苔类植物、菠萝科植物、胡椒科植物,以及兰科植物,都常藉树干及树枝作为立足之地。在热带雨林中,这种互相藉助的共生现象,真是多不胜数(这些附生在树干上的植物可以藉树干而支持在空中,而附生植物的根,附着在树皮上可以积存腐殖质,并可保持一部分水分)。更有一些植物能与蚂蚁的聚落互相依存,也属于第三类共生——互利共生。
互利共生对两共生的生物都有利益。不过有些共生的现象,从表面看起来,好像是不可能共同生存的伙伴,实际上的确是互利共生。谁能想象一只凶猛的疣猪会让食蜱鸟在它背上昂首阔步的蹦蹦跳跳?然而这两种动物却真的互相依存。食蜱鸟会从疣猪厚皮的褶纹中觅食蜱,可以使疣猪减轻蜱寄生的痛苦,而食蜱鸟又能获得食物──这就是一个由互利共生取代片利共生(寄生)的一个实例。
此外,像藻类植物与三趾树懒也有互利共生的关系。藻类植物生长在树懒的粗毛夹缝中,在雨季时,藻类繁盛,形成绿色的伪装,使树懒更易在树丛中生存(藻类可以藉树懒作为传播的工具)。
这些共生共存的互利程度当然各有不同。有些生物密切共生,不能分开,若强行分开,就不能生存。从一方面来说,这两种生物好像都已失去独立的能力;但是若从另一方面来看,他们都已经找到了合作的伴侣,互蒙其利;而那些利益,都是在单独生存时无法得到的好处。
例如地衣植物,本身就是一种共生体。这些粘在树干上或是石头上的矮小植物,实际上是由两种不同的植物(一种菌类与一种藻类)结合而成的互利共生体。地衣中的藻类跟其他绿色植物一样,也能进行光合作用,以制造自己的食物,所以也是一种“生产者”。共生的菌类属于一种消费者,要从藻类吸取食物。同时,菌类植物能够形成支持的结构,并能抵抗干燥气候,使藻类不致枯萎。因此,这种地衣在大部分植物不能生长的不毛极地,也能生存。
有许多被子植物与各种传粉动物(像昆虫、鸟类、蝙蝠,甚或偶尔有些猴子及老鼠等)之间,也常具有互利的共生关系。植物的花朵常用醉人的香气与艳丽的色彩,引诱动物帮助传粉。而且这些虫媒花中,大多都能分泌带有甜味的食物──花蜜。动物为要采食蜜液,也就顺便传递了花粉。食与色(食物与生殖)的关系就这么直截了当的完成了生命的最大目的。不过,传粉的故事中还有比这更为复杂、也更为有趣的实例。
在中南美洲各地出产的两千多种兰科植物的花,都没有蜜腺,但是仍能由大黄蜂照常帮助传粉。这些兰花也都必须要依靠这种金光闪闪的大黄蜂传粉才能完成生殖的功能。然而,既然没有花蜜,大黄蜂又为何而来帮助传粉的呢?原来大黄蜂只是受了兰花香味的引诱而来,它可以从花瓣上采取到有香味的物质。
各种香味常只能引诱某几种特定大黄蜂的雄蜂。这些雄蜂能够把采集到的香料,巧妙的存放在后腿上那些像海绵一样的吸收组织中。至于这些雄蜂如何利用香料,正是目前发生争论的题目。
除了香料以外,植物也能利用别的方法引诱传粉的动物。有许多种花朵,形状好像某些传粉动物身体的一部分。例如长管状的花朵好像蜂鸟的长喙,下垂的花朵在夜间很容易为传粉的蝙蝠所光顾。地中海蜂兰的花朵与一种雌蜂的身体非常相似,而且还能散放出类似的气味来引诱雄蜂。雄蜂由于想和这些伪装的花朵交尾,就把花粉粘到身上,顺便就带到别的花朵上去了。
人们也许以为这种依赖昆虫传粉的工作,成功与否大概完全要靠机会。不过要看到这些花朵所分泌的化学物质,再加上一些特殊的构造,实际上已经减少冒险的成分,几乎可以说是一定成功的事。这些明显的特点就好像清晰的向传粉昆虫大声宣称:“我的一切构造都是专门为你们而生的呢!”
在植物与传粉昆虫互相依赖的各种实例之中,恐怕要算榕树类植物与各种细小蜂类的关系最为密切了。现已知道的九百多种榕树(包括无花果在内,榕树的种类已超过了两千种)中,每一种榕树都要依赖特定的蜂类才能结成种子。
“互惠互利”的互利共生
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