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這是透過植物和昆蟲之間的協同進化來完成的。
題主的補充說明,談論的是蟲媒花與傳粉昆蟲之間的互利關係。這種互利關係,在大多數情況下,還達不到互利共生的程度,因為一種開花植物可以透過多種昆蟲傳粉,甚至透過鳥類、蝙蝠傳粉,而這些昆蟲、鳥類和蝙蝠也不會弔死在一棵樹上,它們會給許多不同種類的植物的傳粉,從而得到回報,所以只能算互利合作的關係。
只有在極少數情況下,因為某種未知的歷史原因或者就是純粹的偶然,兩個物種走上了一種排他性的互利關係,最終雙方的生存和繁衍奇妙的扭結在一起,誰也無法獨活,這時候就是真正的互利共生關係了。
讓我們來看一些具體的例子吧。
深谷幽蘭結同心:蘭花與昆蟲的協同進化。比如蘭花和它的傳粉昆蟲之間,在若干年的相互協同進化的過程中,某些種類的蘭花就會與特定的昆蟲間建立起具有排他性的互利關係,雙方就此被緊密的連鎖在一起,不能獨存,只能共生。
圖示:達爾文預言必然存在的一種天蛾。常被稱為達爾文蛾。
花朵“希望“昆蟲專一,因為這意味著它的花粉可以精確的傳遞給同一物種的其它個體,這就可以節約花粉的製造量,在這個物質和能源都稀缺的自然界中,節約是主旋律。而有一種蘭花,彗星蘭的蜜腺長度與天蛾的舌頭長度協同進化,讓彼此牢牢鎖定。
看上圖,這種天蛾擁有一個極長的舌頭,達到驚人的30釐米左右。它非常罕見,人們直到1992年,才被人真的觀察到它的存在和進食,並留下了照片和影片。不過,其必然存在的預言,卻早在一個世紀前,由達爾文根據他的生物進化論而肯定其必然存在。
達爾文研究過蘭花並出版過蘭花專著,是因為他發現蘭花和昆蟲間的關係,特別適合用來作為進化論的證據,因為在蘭科植物與它的傳粉昆蟲間存在太多協同進化的例證。當他收集到一株來自馬拉加西的蘭花標本時——彗星蘭——他被這種蘭花的蜜腺長度震驚了,因為彗星蘭的蜜腺,居然長達30釐米!而且還有奇妙的弧度,這意味著,能給它傳粉的昆蟲也得有一根足夠長且擁有同樣曲率的吸管才能吸到它的蜜。
但如果昆蟲長出這麼長且特異的一根吸管(喙/舌頭),它恐怕就沒辦法用它去吸別的花朵的蜜了,你可以認為這是彗星蘭,要求它的傳粉昆蟲專一的“手段”。
圖示:長喙天蛾
達爾文猜測這樣一種奇特的蘭花,其蜜腺的長度和曲率恐怕在遙遠的從前並非如此,而應該經歷過一個自然選擇的過程。要不帶目的論的描述這一過程,會顯得有點冗長。因為要時刻強調偶然,而不是蘭花想長出更長的蜜腺以便選擇出只給它傳粉的天蛾。
簡單而言,那些偶然間蜜腺長度增加了的彗星蘭祖先與那些偶然間喙長得更長一點兒的天蛾祖先間,彼此合作,雙方都得到了超額的利益。因此,蜜腺長度增加與喙長的增加,受到自然選擇的“親睞”。
在長度增加的過程中,這一變化對雙方都有利,對於彗星蘭來說,它可以節約寶貴的花粉,因為它的花粉現在能更加專一的被傳遞到同種蘭花那裡去,它因此不需要生產太多花粉。而對於達爾文蛾來說,隨著彗星蘭的蜜腺長度變長且具有奇特的曲率,其它昆蟲和天蛾,越來越難以吸到彗星蘭的蜜,因此達爾文蛾的競爭者也開始下降,現在它可以從容進食,於是一個正反饋的協同進化就此開始。
圖示:小王子也可以和他的玫瑰之間發生協同進化,到那時,他們彼此都將是對方真正的唯一。
要類比的話,就像非洲草原上獵豹與羚羊的速度也發生了共進化,雖然這是捕食者和獵物間的共進化,但道理是一樣的。最終達到進化的極限。對於獵豹而言則是速度進化的極限,跑得那麼快是需要在別的方面付出代價的,當那些代價超過收益時,就達到了進化的極限。對於彗星蘭和達爾文蛾來說則是長度的極限。那些喙明顯超過30釐米的達爾文蛾,可能會有些別的問題,比如影響飛行,很容易就死了,於是彗星蘭的蜜腺長度,最終由達爾文蛾喙的極限長度所固定,就成了如今這樣。
但當達爾文預言有一種天蛾會擁有長達30釐米長的喙專為彗星蘭傳粉時,其它研究蘭花與昆蟲的生物學家們對此並不太相信,因為他們難以想象擁有如此長的喙的天蛾,究竟該如何生存,而且那時候達爾文的進化論還不是生物學中的主流思想。對於植物與昆蟲共進化所產生的“奇蹟”還缺乏直覺。
差不多一百年後,蘭花研究者們,終於發現了達爾文蛾的存在,但斯人已逝,證明姍姍來遲。在這一百年中,達爾文的進化論起起落落,一度差點被拉馬克進化論所代替,但達爾文的進化論最終和新生的遺傳學融合,並改名為新綜合進化論,隨後達爾文進化論的核心觀點,共同祖先學說,又得到了分子生物學的護法,讓達爾文進化論成為生物和生物醫學中的核心觀念,不可缺少,就如新綜合進化論奠基者之一的杜布贊斯基所言,若無進化之光,生物學將毫無道理可言。
時至今日,已經不需要達爾文蛾來再次證明進化論的正確性。但能發現達爾文蛾,對進化論依然具有極其重要的意義,畢竟遺傳學和分子生物學的門檻對多數大眾來說,並沒有時間去進行深入學習。但肉眼能見到的生命世界,即便三歲孩童都能有所感悟。
圖示:彗星蘭與達爾文蛾。“天造地設"的一對。
圖示:上當的雄蜂。
最後,必須提醒一下。蘭科植物極其成功,擁有大約兩三萬種。既有如彗星蘭與達爾文蛾之間這樣的互利共生正能量,也有純粹的欺詐,比如蜂蘭。它能開出一朵極像某種雌蜂的花朵,並且還能散發這種雌蜂特有的荷爾蒙!從外型到氣味都很像,於是那些被基因驅動,精蟲上腦只想傳代的雄峰們就被無情的欺詐了,在沒有得到任何真實回報的情況下幫助蜂蘭傳粉,可憐這些腦袋裡只有寥寥數千神經元的雄峰們甚至連YY一番的能力都沒有。而人類男性起碼還能在看到美女雕像後YY兩句,“但得妖嬈能舉動,娶回長樂侍君王”[此處有狗頭,順便問一下,有多少人記得這兩句詩的出處]。
植物向昆蟲奉獻出美麗的鮮花,甘甜的蜜汁,芬芳馥郁的香味,昆蟲則在獲得食物的同時給植物傳粉,令植物得以繁殖。這樣跨物種的關係如何建立?建立關係必有資訊交流,世界真奇妙。
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在我們中國目前還沒有被證實的昆蟲與植物互利共生的案例。但是在17世紀的西班牙探險家在非洲的撒哈拉大沙漠中發現了一種叫黑不利多的植物主要依靠一種紫黑色的蠍子的糞便來提供養分,並且蠍子能保護這種植物避免一種叫疊斑的蜥蜴啃實它的嫩葉和幼莖,這種黑蠍子以吃疊斑蜥蜴為生,他們之間形成了很好的昆蟲與植物的互利共生關係,凡有這種黑不利多植物的存在必有這種紫黑色的蠍子存在。