生物共生的奥秘:人类也是共生生物

来源:搜狐科学 2008-4-9

  小丑鱼又名眼斑双锯鱼(Clown anemonefish),小丑鱼是典型的共生生物。它与海葵互利共生,因此又被叫做海葵鱼。
  据基础科学工作网站报道,近日纽约州立大学和堪萨斯州州立大学的特聘科普作家发表文章,揭示了地球生物共生现象的神奇奥秘。作者希望通过文章,让所有人了解我们的地球和我们的家园是多么的丰富多彩和充满神奇魅力。
  了解共生的含义
  共生的传统定义是:两种有密切接触的不同生物之间所形成的互利关系。但是科学家们对传统共生定义中的“密切接触”展开了激烈的讨论。
  一些科学家认为在通常情况下,一个生物直接以另一生物为住所,甚至生活于其体内就是最常见的共生。但是很多生物学家却认为两种生物如果存在着一种生物化学关系,分享或产生酶、蛋白质、气体等其它化合物,那么它们也可以被视为共生生物。
  按照传统理论,共生还分为内共生生物和外共生生物。生活在对方的细胞或身体组织里面(比如鞭毛虫的例子)的称为内共生。外共生生物是指其生活在另一生物的身体之上。除此以外,科学家还把共生分为括偏利共生与寄生。偏利共生是说,一方获益,而另一方不受影响没有损失。寄生是说,一方获益,另一方却在获益中受害。
  生物共生是进化的产物
  科学家告诉我们,物种选择性是产生共生现象的关键。在种群进化过程中,一些个体具有利于生存的共生特征,在进化中从而能将这些共生特征传给后代,物种选择性又不断地加强种群的这种共生特征,从而使得种群越来越依赖共生,于是共生就进化产生了。
  我们可以将生物共生关系形象的看作是进化的工具箱。比如,树木需要土壤提供养分,为此它们可以不断进化,进化出有利于吸收养分的根系。但是,这种进化需要漫长的时间。而土壤中的真菌本身具有从土壤深处汲取养分的能力,于是树木与真菌结合,双方形成共生关系,进化成为共生生物。这将比树木的单独进化要快的多,所以共生也是生物进化历程中一个重要的组成部分。
  一种具有共生现象的蘑菇
  人类也是一种共生生物
  有趣的是,人类也是一种共生生物。人的消化道里有无数的细菌与其它微生物。这些细菌可以分解消化道内物质,因为人类的消化系统本身是不能单独分解食物的。人类肠道的细菌将进入肠道内的碳水化合物分解为各种酸性物质,然后经过肠道的蠕动把一些营养物质吸收和转化。在人类的共生关系中,人通过细菌消化食物从中获得营养和能量,而消化道(肠道)的细菌则通过人类获得稳定的食物供应。
  在进一步对人类的共生现象研究中,科学家甚至还发现人造的抗生素可以大量杀死这种消化道共生细菌,可以降低消化道的消化能力。所以科学家们在试图通过对这些共生细菌的研究找到减肥良药。相关实验表明,如果没有这些共生细菌的帮助,老鼠即使用高能量高脂肪的食物来喂养也会十分瘦弱。可见,对生物共生的研究会给我们人类带来更多的改变和惊喜。但是,如何保护我们人类所“共生”的地球要比获得减肥良药更重要。
  印度洋上可可树群岛的蝠鲼与鮣鱼
  清洁鱼(Cleaner Fish)
  这种鱼类有很多,它们以其它鱼身上或者嘴巴里的寄生细菌与真菌为食,如鮣鱼以蝠鲼身上的寄生虫为食物。
  海角食蜜鸟正在吃蜂蜜
  食蜜鸟(Honeyguides)
  这是一种喜欢食蜂蜡与蜜蜂幼虫的鸟类。它们有时甚至要依靠附近的一些哺乳动物为它吃食提供方便。这种食蜜鸟一般会在目标处不断跳跃,吸引其他动物的注意力,等待其他动物帮助它将蜂巢打破。这种行为是一种典型的依赖型共生。
  阿兹特克蚁生活在蚁栖树的树干中
  蚁栖树与阿兹特克蚁(Cecropia Trees and Azteca Ants)
  蚁栖树树干有含糖的分泌物,阿兹特克蚁以这种分泌物为食物。于是,双方产生共生关系。蚁栖树为阿兹特克蚁提供食物,阿兹特克蚁为蚁栖树巡逻,保护其不受其他植物的侵犯。
  根瘤菌为豆科作物提供氮
  根瘤菌(The Rhizosphere)
  一些植物与有能力从空气中汲取氮(或固氮)的物种共生。比如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养料,以让根瘤菌破坏土壤中氮的化学键,同时根瘤菌为豆科作物提供氮作为回报。
  在鞭毛虫体内生长着一种特殊的藻类
  鞭毛虫(acoel flatworm)
  它们生活在海岸地区,看起来就像大片的海草。鞭毛虫本身是透明的,但在它们体内生长着一种特殊的藻类。这种藻类富含叶绿素,令鞭毛虫呈现绿色,透过鞭毛虫的皮肤吸收阳光,通过光合作用合成食物,供养鞭毛虫。鞭毛虫自己没有消化道,甚至连嘴巴都没有。而这种藻类还循环利用鞭毛虫的排泄物,一辈子都生长在它们的体内。



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