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http://www.womens-menopause-health.com 2017-06-30 来源:中国科普博览 作者: 发表评论(0)

植物和昆虫神奇的协同进化

蚜虫取食植物

  植物与昆虫:神奇的“共进化”

  从一开始,昆虫和植物的关系就很微妙。

  总体而言,植物和虫的关系可以分为两类:一类是相互受益,比如,昆虫给植物传播花粉,而植物为

  昆虫提供食物,可谓相得益彰,互利互惠;然而,自然界中更普遍的植物和虫的关系却是第二类——单纯的取食行为。

植物和昆虫神奇的协同进化

大多数昆虫普遍以植物为食

  据,全世界大约存在792000种昆虫,这些昆虫中,大约45%以植物为食,我们称之为植食昆虫,以下简称昆虫。

  事实上,所有的植物都会被至少一种虫类所取食,这就是共进化理论(co-evolution)。

  有化石证据表明,昆虫对植物的取食行为最早发生在大约3.5亿年前。3.5亿年前是个什么概念呢?那个时候恐龙都还没有出现呢。

植物和昆虫神奇的协同进化

蜜蜂与植物的互利互惠

植物和昆虫神奇的协同进化

桃蚜对烟草的取食

  那么,什么是共进化理论呢?

  共进化,也叫协同进化,最初由Ehrlich和Raven在研究粉蝶与其寄主十字花科植物关系时提出。

植物和昆虫神奇的协同进化

蝴蝶与植物的相互作用是共进化的典型

  简要说来就是,植物通过进化,产生一系列的次生代谢物(植物中一大类并非生长发育所必需的小分子有机化合物),保护了自身;与此同时,昆虫种群通过新的进化重新适应产生次生代谢物的植物;成对的交互作用的结果造成昆虫食性的专化、形成动植物生态关系多样性。

  该理论还认为:昆虫对植物的取食大大增加了植物物种多样性,这种植物物种多样性又反作用于昆虫,同样也增加了昆虫的多样性,这是相互促进的。

  植物进化:一场华丽丽的冒险之旅

  生物总是在进化的。很少有植物跟动物一样移动,那么植物就注定要面临更多的环境挑战。例如非生物的环境因素:干旱、洪涝、紫外线、盐碱条件等,再比如生物类的真菌、细菌和病毒的感染以及动物的取食等。在生物进化的早期,虫类的祖先们开始以植物为食,因此,为了物种的延续,植物们不得不进化出一套适应环境的机制。植物们为了生存必须拼尽全力,它们的祖先们由于承受了巨大的被取食的压力,所以需要不断进化,一些优异的性状就在环境不断变化中得以保留。

  需要说明的是,这种进化是非常缓慢的,可能一万或者十万个个体中只有一个个体发生了基因变化,而且这种基因变化很多时候是非常危险的。举个例子,大多数植物是靠叶片的光合作用来获取营养的。但如果一棵植物因为基因变化导致叶片的缩小,这就意味着营养的减少,在竞争激烈的环境中,这就可能导致这个个体的死亡。相反,如果这个基因变化导致了叶片的增大,那么这个个体成活的机会就比别的植物多。在很多情况下,长出一个大叶子的机率远远小于长出一个残缺叶子的机率。毫无疑问,只要有朝着有利于群体生存的方向发展的可能,那么这种冒险就是值得的!同样人类社会中这种规则也是适用的。

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编辑:guoai
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