生物交互作用

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2017年5月4日 (四) 21:502017讨论 | 贡献的版本

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  生物交互作用(biotic interaction),生活在同一生境中的生物之间相互施加影响的现象。包括同种个体间的种交互作用:一方面,异性个体可以结成配偶,共同哺育子代,多个家族还可结成更大的社群,共同取食、御敌;另一方面,同种个体也可为获取同一资源而互相竞争,甚至残杀。这两类表面看来相互矛盾的现象,如果由整个物种的角度来看,是可以统一起来的。因为竞争可以淘汰不适者,使种群保持在与环境相适应的规模内,也可避免资源枯竭而招致更大的灾难。现代的研究重点多放在种间的交互作用上。在交互作用中,其中一方可获益“+”,或是受害“-”,或是不受影响“0”,因此就得出6类交互作用:互利(+,+)、捕食或寄生(+,-)、竞争(-,-)、偏利(+,0)、偏害(-,0)、中性关系(0,0)。

  对利害关系的分析有时也很复杂。事实上,生物交互作用的具体内容及其利害关系都因时因地而异。如某些根部真菌,一方面由植物根系取得营养,另一方面又可帮助根系吸收土壤中的矿物质。在缺乏磷质的土壤中,二者互相促进生长。但到了富含磷质的土壤上,则只剩下根部真菌一方获利致害的寄生关系了。再者,在进化的过程中,许多原为相互竞争甚至一方残害另一方的关系,却可逐渐转化成长期共存互利的关系,部分个体虽仍受到伤害,但双方种群却得到繁荣。互利现象在自然界很普遍。双方互利但尚未达到相依为命的程度,称为初级合作或兼性共生。例如寄居蟹寄居在螺壳内,而螺壳上又驮着一个丽海葵。相依为命的互利又称专性共生。

  例如白蚁以木材为食,靠肠道中鞭毛虫分解纤维素。鞭毛虫甚至受白蚁体内蜕皮激素的影响,在白蚁蜕皮时转化为包囊型,白蚁蜕掉肠道内膜将其排出体外,内膜连同鞭毛虫包囊又被白蚁食入。

  生物同种或异种的个体间借分泌的化学物质相互吸引或排斥、抑制的现象,统称生物化学交互作用。这些化学物质叫做交互作用剂。这方面的研究是从20世纪60年代才蓬勃发展起来的;它是化学生态学的主要内容。随着超微量化学分析技术的进展和应用,人们广泛研究多种生物间的化学交互作用。各种植物能产生大量的次生代谢产物,如生物碱、类萜、类黄酮及醌类等已过万种,其中许多属于交互作用剂。例如北美的黑胡桃,它的茎、叶及根内含有胡桃醌,可杀死多种宽叶草类,还可抑制许多种子的发芽。在植物受真菌侵袭时,局部细胞能合成抑制真菌的植物防御素,最早分离出的是豌豆素,是个异黄酮。已知昆虫近百万种,有花植物20余万种,这些多样性的产生,是昆虫与有花植物协同进化的结果。许多植食性昆虫虽然繁殖快、食量大,但有花植物却始终保持为地面景观中的优势生物。这是因为有花植物制造了各种次生代谢产物,它们对于取食的昆虫来说或不适口或具毒性,借此免于被食。但有些昆虫却演化出破坏某些植物次生代射产物的本领,使它们得以独占这些植物性食源,于是原来的阻避剂变成了引诱剂,这些次生代谢产物不仅没有保护植物反而招来天敌。但植物也在进化,新的物种可能又制造出新的次生代谢产物再次阻避原有昆虫的取食。昆虫还协助植物传粉,异花授粉增加了植物变异的产生,也促进了植物的进化。双方加速的协同进化最后便导致上述多样性的产生。最惊人的发现是在植物体内分离出具有动物激素功能的物质。例如澳大利亚牧场上苜蓿属植物中含有的雌激素样物质造成大量母绵羊不育或难产。在蕨类和裸子植物体内则发现高浓度的蜕皮激素。可使某些昆虫畸形发育、不育或早死。这些动物激素样物质对于植物本身似乎不具生理作用,其功能主要是作为生态阻避剂。