共生——自然之道

　　共生是指兩種不同生物之間所形成的緊密合作和互利關(guān)系，是自然界中司空見慣的現(xiàn)象。動物、植物、原生生物及真菌四者中任意兩者之間都存在共生關(guān)系。以共生的本質(zhì)和目的來看，共生分為偏利共生、寄生和互利共生。偏利共生指的是一方獲益而另一方不受影響的共生關(guān)系；寄生是指一方獲益而另一方受到損害的共生關(guān)系；互利共生指的是雙方互惠互利的共生關(guān)系。
　　今天，研究人員發(fā)現(xiàn)了更多新奇的共生現(xiàn)象，也為人類與其他生物的共同生存和生態(tài)與環(huán)境保護提供了新的思路。
　　植物與脊椎動物的共生
　　一般人以為，自然界的物種共生大多發(fā)生在界的范圍之內(nèi)，即動物與動物共生，植物與植物共生，原生生物與原生生物共生等。但實際上，共生現(xiàn)象大量地發(fā)生在跨界物種之間，如動物與植物之間的共生。不過，過去研究人員發(fā)現(xiàn)，物種的跨界共生一般是在低等的原生生物與動物或植物之間發(fā)生的?，F(xiàn)在研究人員發(fā)現(xiàn)，植物能與較高等的脊椎動物共生。
　　加拿大戴爾豪斯大學(xué)的柯尼等人發(fā)現(xiàn)，一種水生植物綠藻能寄生于動物蠑螈的胚胎內(nèi)與之共生，而蠑螈是脊椎動物。過去人們認為，魚、鳥、爬行類動物和哺乳動物（包括人類）等在內(nèi)的脊椎動物擁有排他性的免疫系統(tǒng)，會對任何進入自己體內(nèi)的異物都排斥，所以植物不會生長于脊椎動物的體內(nèi)。
　　當(dāng)然，此前研究人員也知道，綠藻可以寄生于低等動物，如鞭毛蟲體內(nèi)。綠藻富含葉綠素，進入鞭毛蟲體內(nèi)會使鞭毛蟲呈現(xiàn)綠色。鞭毛蟲自己沒有消化道，甚至連嘴巴都沒有，因此，綠藻進入鞭毛蟲體內(nèi)最重要的作用是，可以為鞭毛蟲提供食物和能量，因為綠藻富含葉綠素，可透過鞭毛蟲的皮膚吸收陽光，進行光合作用合成食物，供養(yǎng)鞭毛蟲。反過來，綠藻也可以利用鞭毛蟲的排泄物作為營養(yǎng)物，所以，它一輩子都生長在鞭毛蟲的體內(nèi)。
　　但是，綠藻出現(xiàn)在星點蠑螈體內(nèi)的發(fā)現(xiàn)改變了人們對生物共生的看法，這證明植物可以與脊椎動物共生。
　　生存于北美的星點蠑螈只是在捕食與繁衍后代時才會浮出水面。在繁殖時，它們產(chǎn)卵在池塘里，讓卵子在水面漂浮，這提供了卵子與藻類緊密接觸的機會，而且藻類最喜歡池塘環(huán)境，因為這種環(huán)境充滿陽光又不易被其他生物干擾。
　　柯尼等人在一個偶然的機會發(fā)現(xiàn)，這些星點蠑螈的卵子是綠色的，原來蠑螈的卵囊里有綠藻。但是，綠藻鉆進蠑螈的卵子里并非是簡單的寄生關(guān)系，而是卵囊里的綠藻為蠑螈胚胎提供氧氣，綠藻也從胚胎排泄物中獲取所需要的氮。因此，這是一種互利共生關(guān)系。
　　為什么綠藻會進入星點蠑螈的胚胎細胞內(nèi)呢？研究人員認為，綠藻進入的是成年蠑螈的生殖細胞，這有兩種可能。一種是，星點蠑螈胚胎內(nèi)的綠藻可能來自蠑螈的親代，這是一種垂直傳遞；還有一種可能是蠑螈從環(huán)境中吸收藻類，或藻類自己鉆入蠑螈體內(nèi)。但不論怎樣，綠藻進入蠑螈體內(nèi)說明，植物與脊椎動物可以互利互惠地共生。
　　像夫妻那樣忠誠的專性共生
　　從共生的形式來看，有專性共生和兼性共生。前者指的是，共生生物需要借助共生關(guān)系來維系生命；后者指的是，共生關(guān)系只是提高了共生生物的生存幾率，但并不是必須的。因此，共生關(guān)系有時是不對稱的，在共生關(guān)系中很可能出現(xiàn)一種生物是專性共生而另一種生物是兼性共生的現(xiàn)象。
　　現(xiàn)在研究人員在動物與植物的共生關(guān)系中發(fā)現(xiàn)了一種新的專性共生現(xiàn)象，就像人類的一夫一妻一樣專一和忠誠。這種專性共生是，植物釋放自己獨特的化學(xué)氣味來吸引動物，后者則幫助植物繁衍生存，同時這種動物也需要植物才能生存和繁衍。
　　研究人員早就發(fā)現(xiàn)，植物利用花粉氣味吸引蜜蜂為其傳花授粉，而榕樹也是靠這一機制來吸引一種特殊的蜜蜂——榕小蜂來為其傳花授粉的。但是，人們一直不清楚榕樹花中什么樣的物質(zhì)吸引了榕小蜂。
　　中外科學(xué)家共同分析榕樹隱頭花序揮發(fā)物和檢測榕小蜂對揮發(fā)物的行為反應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，榕樹通過釋放一種不常見的揮發(fā)性化合物，起到了對其傳粉的榕小蜂的專性吸引，由此，研究人員也了解到了榕樹與榕小蜂之間的專一性的共生關(guān)系。
　　研究人員觀察的榕樹是雞嗉子榕，它擁有隱頭花序，在開放期會產(chǎn)生一種特殊的氣味來吸引榕小蜂。經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)，雞嗉子榕在開放期的隱頭花序釋放的是4-甲基苯甲醚。這一物質(zhì)在隱頭花序授粉4天后完全消失，而且4-甲基苯甲醚在雞嗉子榕的開放期隱頭花序揮發(fā)物中占94%～98%，是吸引榕小蜂的主要物質(zhì)。
　　其他榕樹的花序揮發(fā)物不存在4-甲基苯甲醚。這也意味著雞嗉子榕釋放的4-甲基苯甲醚有唯一性，它只對雞嗉子榕小蜂具有吸引作用。其他不含4-甲基苯甲醚的榕樹則對榕小蜂不具吸引作用。
　　4-甲基苯甲醚是一種罕見的榕樹揮發(fā)性化合物，正因為其稀有性和唯一性，才確立了對雞嗉子榕傳粉者榕小蜂的專一性吸引，也建立了一種獨特的榕樹-榕小蜂專一性共生關(guān)系。
　　榕樹與榕小蜂之間形成的專一性共生關(guān)系并不意味著只有榕樹獲利，相反，榕小蜂也會依賴這種專一性共生關(guān)系而安身立命。因為，榕小蜂為雞嗉子榕傳粉的同時，雞嗉子榕也為榕小蜂提供繁衍后代的場所，并能為榕小蜂提供豐富的食物。
　　冒死也要共生
　　生物的共生既然是一種互惠互利的關(guān)系，兩種共生物種之間就不應(yīng)當(dāng)有傷害。但是，有時候，一些物種拼死也要與那些可能危害自己的物種產(chǎn)生共生關(guān)系，這就需要共生的物種具有更高超的生存智慧和方式。例如，豬籠草一般是食肉性植物，它會吃掉一些昆蟲和小動物，即便如此，一些小動物也要與之結(jié)成共生的戰(zhàn)略伙伴關(guān)系。
　　豬籠草獵殺動物是因為它一般生長于營養(yǎng)元素稀缺的土壤環(huán)境中，需要捕食昆蟲和小動物來獲取成長和生存所需的足夠的氮元素。世界上最大的豬籠草之一也是最美麗的豬籠草當(dāng)屬馬來王豬籠草。雖然這種豬籠草的嘴大得足以吞下一整只樹鼩，但是在多年的研究中，研究人員卻從未在馬來王豬籠草中找到一具樹鼩的尸體，而樹鼩這種含有更多肉的動物應(yīng)當(dāng)是馬來王豬籠草的美味獵物，因此這種情況令研究人員十分困惑。
　　現(xiàn)在，研究人員終于明白了樹鼩與豬籠草有特殊的共生關(guān)系。研究人員對馬來王豬籠草內(nèi)部物質(zhì)檢測時發(fā)現(xiàn)了一些剛剛排泄的糞便，這些糞便的主人就是住在豬籠草旁邊的樹鼩。樹鼩是靈長類動物的小近親，它們是把豬籠草的捕蟲囊當(dāng)作馬桶來使用，而樹鼩的糞便則可以營養(yǎng)豬籠草，因為任何動物的排泄物都含有豐富的氮，這正是植物所需要的。
　　盡管樹鼩把豬籠草的捕蟲囊當(dāng)作馬桶，但危險性是顯而易見的，如果不慎掉入其中，就會成為豬籠草的美味大餐。但樹鼩擁有高超的借豬籠草的捕蟲囊當(dāng)廁所的本領(lǐng)。樹鼩的冒險只不過是在排便之時。
　　比較起來，豬籠草與動物更為親密的共生關(guān)系不是樹鼩把豬籠草當(dāng)作排便器，而是另一種動物蝙蝠，它是把豬籠草當(dāng)做自己的棲息地或臥室，長期地與殺手豬籠草共存。蝙蝠藏匿于豬籠草的捕蟲囊中以便捕捉蟲類食物，而蝙蝠排出的糞便又成為豬籠草很好的營養(yǎng)素。
　　但是，蝙蝠把豬籠草的捕蟲囊當(dāng)作臥室冒的是長期的風(fēng)險，甚至是終生風(fēng)險，那么蝙蝠是如何躲過被豬籠草的捕蟲囊吞食的危險呢？
　　文萊大學(xué)的烏爾曼·格拉夫副教授及其研究小組在婆羅洲的泥沼地中發(fā)現(xiàn)的蝙蝠和豬籠草都各具特點。前者是小型哈氏長毛蝙蝠，后者是萊佛士豬籠草，擁有超長的捕蟲囊。此前的研究發(fā)現(xiàn)，萊佛士豬籠草所捕食的昆蟲數(shù)量，只有其他婆羅洲食肉植物的1/7，因此，不算是厲害的豬籠草。
　　格拉夫等人是在研究萊佛士豬籠草是如何補充氮元素攝入的時候，發(fā)現(xiàn)了小型哈氏長毛蝙蝠寄居在豬籠草的捕蟲囊中，而且，小型哈氏長毛蝙蝠生活在萊佛士豬籠草捕蟲囊中部，甚至萊佛士豬籠草的側(cè)面還有個圍擋給蝙蝠當(dāng)床用，讓長毛蝙蝠避開了豬籠草捕蟲囊底部的消化液，從而使長毛蝙蝠免遭萊佛士豬籠草吞食消化。
　　由于有了萊佛士豬籠草提供居所和隱蔽處，長毛蝙蝠就能更好地捕食獵物，如蚊子、夜蛾、金龜子、尼姑蟲等。當(dāng)然，長毛蝙蝠排出的糞便也能滋養(yǎng)萊佛士豬籠草。這既是一種危險的，但也是一種典型的植物與動物的共生。
　　【責(zé)任編輯】張