略談生物與環(huán)境的協(xié)同進(jìn)化

1、略談生物與環(huán)境的協(xié)同進(jìn)化摘 要 生物與環(huán)境的協(xié)同進(jìn)化，使生物與環(huán)境之間形成多種復(fù)雜的依賴關(guān)系。在自然選擇的作用下，不同種生物之間、生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間相互影響和相互制約，和諧發(fā)展共同進(jìn)化。關(guān)鍵詞 生物 環(huán)境 協(xié)同進(jìn)化 自然選擇生物的協(xié)同進(jìn)化是發(fā)生在不同種生物之間和生物 與無(wú)機(jī)環(huán)境之間的一個(gè)相互依賴的歷程,是長(zhǎng)期自然 選擇的結(jié)果，從而使生物不斷得到進(jìn)化并形成了生物 的多樣性。1概念1964 年 Ehrhich 和 Raven 在 Evolution 期刊上首次 提出協(xié)同進(jìn)化，用以闡述昆蟲(chóng)與植物（蝴蝶及其采食植 物之間）進(jìn)化歷程中的相互關(guān)系，現(xiàn)在多個(gè)學(xué)科中用以 描述生物與環(huán)境之間的進(jìn)化模式1）Bio

2、logy （ Starr主 編,1994年第2版）描述,協(xié)同進(jìn)化是指自然環(huán)境中兩 個(gè)或多個(gè)物種，由于生態(tài)上的密切聯(lián)系，其進(jìn)化歷程相 互依賴，當(dāng)一個(gè)物種進(jìn)化時(shí)，其他物種的選擇壓力發(fā)生 改變，將發(fā)生與之相適應(yīng)的進(jìn)化事件，結(jié)果形成物種間 高度適應(yīng)的現(xiàn)象1。李難在生態(tài)學(xué)教程中闡述，協(xié) 同進(jìn)化是指在進(jìn)化過(guò)程中，不同物種間、生物與無(wú)機(jī)環(huán) 境間形成的某種依存關(guān)系，是生物進(jìn)化論和生態(tài)學(xué)的 重要研究熱點(diǎn)2。自然選擇決定生物與環(huán)境的和諧統(tǒng) 一，生物的生命活動(dòng)不斷改變著周?chē)h(huán)境，而環(huán)境的變 化又會(huì)影響著生物的進(jìn)化。2類型2. 1不同種生物之間的共同進(jìn)化 物種間通過(guò)自然 選擇相互影響和制約，使之共同進(jìn)化，形成了捕食、

3、共 生、寄生和競(jìng)爭(zhēng)等復(fù)雜的種間關(guān)系，從而使生物間得以 和諧生存和共同發(fā)展。Nilsson（ 1988）在實(shí)驗(yàn)條件下證實(shí)：傳粉昆蟲(chóng)吻長(zhǎng) 的提高，使具有較深花管變異的植物個(gè)體適合度提高， 從而使植物向長(zhǎng)花管進(jìn)化;反過(guò)來(lái)，植物花管深度的增 加影響了昆蟲(chóng)的覓食效率，長(zhǎng)吻的傳粉者將獲得更大 的生存機(jī)會(huì)，從而使得昆蟲(chóng)的吻向長(zhǎng)長(zhǎng)的方向進(jìn)化1。過(guò)去，禽流感病毒是寄生在禽類體內(nèi)的，而禽類又 是人類的美味佳肴，使得禽流感病毒隨時(shí)可侵入人體 內(nèi)，但由于生存環(huán)境的不適應(yīng)，還是被人體的免疫系統(tǒng) 予以消滅。人流感病毒和禽流感病毒都屬于甲型流感 病毒，人流感病毒在宿主細(xì)胞表面的受體分子結(jié)構(gòu)多 為Neu5Aca-2,6Gal

4、，禽流感病毒的受體分子結(jié)構(gòu)多 為Neu5Aca-2,3Gal,它們能識(shí)別不同受體在于病毒 表面HA（血凝素蛋白）的受體結(jié)合位點(diǎn)第226位氨基 酸，如是Gln就與Neu5Aca -2,3Gal特異性結(jié)合，如是 Leu就與Neu5Aca -2,6Gal特異性結(jié)合，如是Met則同 時(shí)對(duì) Neu5Aca 2,3 Gal 和 Neu5Aca 2,6Gal 都有一定 的結(jié)合能力。有些病毒發(fā)生了基因突變，或和人類流 感病毒發(fā)生了基因重組，對(duì)受體的識(shí)別就會(huì)改變,可能 突破宿主的屏障,逐漸地通過(guò)自然選擇，適應(yīng)人體內(nèi)的 生存環(huán)境而寄生，從1997年開(kāi)始多次發(fā)現(xiàn)人類感染禽 流感病毒的病例，從而影響了人類的正常生活，

5、也證明 了病毒變異會(huì)導(dǎo)致病毒宿主的改變和進(jìn)化。其實(shí)，鼠 疫、狂犬病、霍亂、SARS和口蹄疫等，大多都是這樣被 人體感染的）19世紀(jì)末，挪威為保護(hù)好雷鳥(niǎo)，曾大力捕殺雷鳥(niǎo) 的天敵一猛禽和獸類，結(jié)果不僅沒(méi)有保護(hù)好雷鳥(niǎo)，反 而引起了球蟲(chóng)病和其他疾病的蔓延，致使雷鳥(niǎo)大量死 去。原來(lái)捕食者吃掉的大多是傳播疾病老弱病殘的個(gè) 體，如果不被天敵吃掉，反而對(duì)雷鳥(niǎo)種群不利，說(shuō)明捕 食者和被捕食者間存在雙向選擇的依賴關(guān)系，從而才 能維持兩者在數(shù)量上的動(dòng)態(tài)平衡,促使他們共同進(jìn)化。 2.2 生物與無(wú)機(jī)環(huán)境的協(xié)同進(jìn)化生物圈的形成就 是地球的理化環(huán)境與生物長(zhǎng)期相互作用的結(jié)果，地球 的氣候變化和地殼變遷對(duì)生物的生存和進(jìn)化有著巨

6、大 影響，而生物生命活動(dòng)的變化，進(jìn)而又不斷改變無(wú)機(jī) 環(huán)境。在原始大氣中并沒(méi)有氧氣，地球上最初出現(xiàn)的生 物都是厭氧型生物，后來(lái)海洋中營(yíng)光合作用生物的出 現(xiàn)，大氣圈中氧氣的增多,使需氧型生物的出現(xiàn)成為可 能,導(dǎo)致生物的生命活動(dòng)更趨活躍，進(jìn)化速度也隨之加 快，進(jìn)而發(fā)展出高等動(dòng)植物。隨著氧氣的增加，出現(xiàn)了 吸收紫外線的臭氧層，使得生物由水生進(jìn)化為陸生。 可見(jiàn)生物圈是地球上生物與環(huán)境共同進(jìn)化的產(chǎn)物，是 生物與無(wú)機(jī)環(huán)境相互作用的結(jié)果3 ）5億年前，地球上到處都是釋放CO?的節(jié)肢動(dòng)物， 使氣候極其溫暖;4. 5億年前，含有木質(zhì)素植物的出現(xiàn) 和壯大，使CO?大大減少，氣溫下降;接著恐龍和白蟻等 的出現(xiàn)和發(fā)展，使地球又恢復(fù)了溫室效應(yīng);恐龍的滅絕 和大量草地的形成，致使&。2含量降低,終于在200萬(wàn) 年前又進(jìn)入冰川期；約在1萬(wàn)年前，由于人類活動(dòng)的顯 著增強(qiáng)，使空氣中&。2含量再度升高，尤其是近百年來(lái), 溫室效應(yīng)愈來(lái)愈明顯，以至于大量動(dòng)植物滅絕消失4。20世紀(jì)40年代，當(dāng)青霉素用于臨床時(shí)，有人預(yù)言 人類征服病菌已不遠(yuǎn)了，誰(shuí)知青霉素的應(yīng)用卻使致病 菌產(chǎn)生了抗藥性，在抗生素和病菌的相互選擇下，使之 向前發(fā)展進(jìn)化。3意義通過(guò)不同物種間、生物與無(wú)機(jī)環(huán)境間在相互影響 中不斷進(jìn)化和發(fā)展，才使得生物能更好地適應(yīng)復(fù)雜多 變的環(huán)境，形成生物體對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性;通過(guò)漫長(zhǎng)的協(xié) 同進(jìn)化過(guò)程,經(jīng)