如果说人们身边最常见的协同进化案例,蜜蜂和开花植物,应该是大家最熟悉的。现代基因研究已经证明,在漫长的进化历程中,开花植物通过不断改进自身花朵的形态、颜色、气味等特征来吸引蜜蜂,从而促进繁殖成功,与此同时,蜜蜂则发展出更长的舌头,发展花粉刷毛和花粉筐的结构,以更有效地收集花蜜和花粉。
查尔斯·达尔文曾在《物种起源》中提到了开花植物与昆虫之间的相互进化作用,这可以说是对协同进化的最早关注。1964年,美国生态学家埃利希(P. R. Ehrlich)和雷文(P. H. Raven)在研究植物和植食昆虫的关系时,正式提出了这一学说。
不同物种相互影响共同演化,这种进化机制对生物多样性有重要意义。比如,很多植食性昆虫和寄主植物的协同进化促进了昆虫多样性的增加;众多物种与物种间的协同进化关系也促进了生物群落的稳定性。
蜜蜂绕梅飞 摄影:熊昱彤
在南美洲的热带雨林中,生长着一种以40米身高直指天空的乔木,名为巴西栗树(也叫巴西坚果树),它的花朵被一种特殊的盖子所遮盖,兰花蜂是为数不多能够挤开它进入花朵采蜜的生物之一。得以授粉的巴西栗会结出圆球形的果实,每到成熟季节这些果实会像小炮弹一样从高空砸向地面,可见果壳之坚硬。除了人类借助工具,自然界中鲜有动物能破开。而刺豚鼠则可以找到巴西栗果实上的小孔,利用这个小孔来用牙齿咬开,吃到里面种子,还会把吃剩下的种子埋藏起来,供以后食用。这些被埋藏起来的种子有些会萌芽长出新的树苗。
在《物种起源》发表后,达尔文还出版了一部研究兰花的著作。其中一种原产马达加斯加的彗星兰,很是令人惊叹:从花的开口到底部是一条长达近30厘米的细管,而只有底部3.8厘米处才有花蜜。于是达尔文大胆猜测,当地必然有一种昆虫的喙能够拥有20多厘米的长度,来帮助这种兰花授粉。40多年后,达尔文的猜测被证实:博物学家在岛上找到一种长着25厘米长的喙、像小鸟一般大小(展翅13~15厘米)的大型天蛾。
当人们感概大自然的奥妙与神奇时,殊不知协同进化在其中发挥了非同一般的作用。协同进化,让自然界生物通过协同进化,不断提升自身的“军备等级”,加强防卫的同时,还能找到与其“互利合作”的完美CP。
正如《进化中的宇宙》一书所讲,生物进化的根本途径和方式并非竞争,而是协同结合。两个以上的独立的系统相互寻找、识别、结合,上升为新协同调控的高层次的系统,这是第二代物能系统普遍的进化方式。
文|Tammy 审核|cherry 编辑|Vicky
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