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有趣的共生

 kc_4591 2017-10-17


  共生(symbiosis)一词源于希腊语“συμβίωσις”,本意是生活在一起,特指两个生物个体间,甚至包含不同种类的生物个体间的交互作用。根据共生关系的利弊关系不同,又可细分为寄生、互利共生、竞争共生、偏利共生、偏害共生及无关共生,如上图中刺足真寄居蟹与海葵间的互利共生。


黑胡桃 图片来源:en.wikipedia.org


  这其中偏害共生和偏利共生不太容易理解。在偏害共生中,一种生物对另一种产生抑制、伤害作用,甚至杀死对方,但本身却不中直接得到益处或害处以竞争为目的,以获得较多的自然资源。举例来说:偏害共生的例子如青霉菌分泌青霉素抑制其他细菌,又如胡桃科的植物分泌胡桃醌来抑制其他植物在附近生长。

图片来源:zh.wikipedia.org


  而偏利共生则指某两物种间的生态关系,其中一种的生物会因这个关系而获得生存上的利益,但是,另一方的生物在这个关系中,并没有获得任何益处,但也没有获得任何害处,只是带动对方去获取利益,如䲟鱼的游泳能力不好,因此头部演化出类似吸盘的构造方便附着在其他生物身上,对被附着的动物却完全无害,对象包括鲨鱼(例如上图中的铰口鲨)、鲸鱼等。

一种弓背蚁在取食蚜虫的蜜露


  在昆虫界中最具代表性的互利共生关系当属蚂蚁与蚜虫了。蚜虫的个体微小,身体的外骨骼很柔软,容易受到多种天敌的捕食。蚜虫通过刺吸式口器摄取食物汁液,但植物汁液中用于制造蛋白质等能量资源的含氮物质非常低,所以蚜虫需要大量摄取汁液才能满足自身的营养需要,多余摄入的汁液会通过蜜露的形式排出体外,由于蜜露中富含糖类,深受蚂蚁的喜爱,所以蚂蚁在得到蚜虫的蜜露时,也会主动的帮助赶走试图侵害蚜虫的天敌。

角蜡蚧,真正的虫体在下面,外面白色的是其分泌的蜡质用于保护自己。


  与蚜虫同属于半翅目胸喙亚目的蚧总科昆虫,许多种类不仅能够分泌蜜露,它们还能通过分泌蜡质、类脂类及树脂类的化合物形成的蜡质覆盖说身上,以防止身体水分的丢失、天敌的捕食及病菌的威胁。介壳虫在吸取植物汁液过程中,大量排出的蜜露会让植物叶片表面粘覆大量灰尘,诱发煤污病,影响光合作用。

一只弓背蚁在造访一只水木坚蚧


  Carroll&Janzen (1973)及Gullan (1997)都曾在发表的论文中将蚂蚁与介壳虫间的关系比喻为人与奶牛的关系。蚂蚁为了获得“牛郛(蜜露)”而放牧介壳虫,而有时介壳虫本身也为蚂蚁的食物来源。Way (1954, 1963)曾提到,当介壳虫给予蚂蚁的蜜露量超过蚂蚁所需时,蚂蚁会将介壳虫直接捕食获取其丰富的蛋白质及类质,也就是说把“奶牛”杀了当“肉牛”利用。在这个过程中,为了获得所需的资源,蚂蚁也必须给予介壳虫一定的回馈,比如帮助抵御天敌,清理蜜露所造成的污染,以及帮助运输介壳虫到新的植物上等。

桂树的叶片上布满了盾蚧,严重影响了叶片的光合作用


  当然,大多数的蚂蚁与介壳虫间的关系属于兼性共生,即即使没有对方也不影响自身,而有一部分种类则属于专性共生,这些极度依赖于与蚂蚁共生的介壳虫当失去蚂蚁保护的时候,它们的种群数量会严重受到天敌的影响,同时因为自身排出过多的蜜露而无法清理最终死去。


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