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(lài)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(lài)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(lài)，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(lèi)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(lèi)體內(nèi)的，而禽類(lèi)又 是人類(lèi)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(lèi)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(lèi)感染禽 流感病毒的病例，從而影響了人類(lèi)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(lèi)，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(lài)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(lèi)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(lèi)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)