共生以及其他类型的互动
在共生相互作用中,一个物种受益,另一个物种不受影响。共生生物可能依赖它的宿主来获得食物、住所、支持、运输或这些的组合。
共生主义的一个例子涉及一个小蟹它生活在牡蛎壳里。螃蟹作为幼虫进入壳中,在成长过程中得到庇护。然而,一旦完全长大,它就无法从两个阀门的狭窄开口中出去,所以它仍然呆在壳里,从牡蛎身上攫取食物颗粒,但不会伤害到不知情的牡蛎恩人.另一种形式的共生发生在小植物之间附生植物还有它们生长的大树枝。附生植物依赖寄主的结构支撑,但不从寄主那里获得营养,也不以任何方式伤害寄主。
然而,许多其他类型的相互作用,范围从对抗到共生到互利共生,视生态情况而定。例如,以植物为食的昆虫可能有很大的有害的对植物生存的影响繁殖如果它们攻击小的或不强壮的植物,但对同一物种的大的或强壮的植物几乎没有影响。某些人类疾病可能只引起暂时不适或危及生命,这取决于人的年龄和身体状况。
物种之间的相互作用不完全符合对抗、共生或互惠的范畴。这种相互作用取决于两个物种的基因组成以及个体的年龄、大小和身体状况。相互作用甚至可能依赖于作文的社区相互作用发生的地方。例如,飞蛾Greya politella授粉一种叫做草原星的小草本植物的花(Lithophragma parviflorum).雌蛾在花的花冠上产卵(产卵)时进行授粉。当她把腹部向下推到一朵花上时,花粉就会附着在她身上。她飞到下一朵花上产下更多的卵,其中一些花粉摩擦到花的柱头上,导致授粉发生。虽然这种不寻常的授粉机制在一些当地种群中非常有效,但在其他社区不同的传粉者,如蜂蝇和蜜蜂是如此常见,以至于它们对花朵的访问淹没了飞蛾的授粉努力。因此,飞蛾授粉只占所有传粉者访问的很小一部分社区可能对植物繁殖没有什么影响自然选择.因此,这种蛾子在一些种群中是共生的,在另一些种群中是互惠的,这取决于当地传粉者物种的组合。
的共同进化过程
当成对或成群的物种相互作用时,它们会相互反应而进化。这些互惠相互作用物种的进化变化被称为共同进化过程,是生物群落组织的主要方法之一。通过共同进化,相互作用的物种的当地种群相互适应,有时甚至进化成新的物种。
共同进化的研究
为了理解共同进化如何形成群落内的相互作用,研究人员必须区分共同进化的特征和种在种间相互作用开始之前就已经存在于祖先身上的特征。例如,蜂鸟用它们的翅膀和喙到达花中的花蜜。长喙的蜂鸟可能是与一种特殊的花共同进化的结果;然而,它的翅膀并不是共同进化的结果。在蜂鸟进化之前,鸟类就已经有了翅膀。因此,两者进化生态学相互作用的物种的历史(系统发育)必须研究。系统发育表明每个物种是什么时候在一个种群中出现的血统当每一个新特征第一次出现的时候。然后,生态研究可以显示这些特征在不同的生态条件下是如何形成和使用的。
蛾科研究蛾科中蛾类之间共同进化的学科原藻科及其寄主植物是系统发育与生态学相互作用的体现。原蛾包括一些已经成为植物主要传粉者的物种。这些传粉者包括丝兰蛾(属的Tegeticula而且Parategeticula),Greya飞蛾(见上图共生和其他类型的相互作用).Greya飞蛾无意中或被动地为它们所拜访的花朵授粉,但它们的近亲却不一样丝兰飞蛾有意或主动地执行这一功能。雌性丝兰蛾通过附着在口器上的特殊附属物收集和携带花粉。它们拜访丝兰花,在花子房里产卵,然后后代以发育中的种子为食。雌蛾在拜访每一朵花时,会携带一些花粉,直接放在花的柱头上。因此,她的后代一定会发育出可供食用的种子。丝兰已经进化到完全依赖这些蛾子来授粉。与许多其他植物种类不同,它们不产生花蜜或任何其他奖励给传粉者,因此不会浪费能源为了吸引传粉者。它们失去了一些种子丝兰蛾幼虫,但这是与这种高效传粉者共同进化的代价。
系统发育研究表明,丝兰花蜜生产的损失和植物的生长进化丝兰蛾的主动授粉是通过共同进化产生的新特征,因为丝兰蛾的亲缘种产生花蜜,而丝兰蛾的亲缘种则是丝兰蛾Greya飞蛾不会主动给寄主植物授粉。相互作用的其他一些方面利用了丝兰和丝兰蛾之间没有共同进化的特征。相反,这些特征存在于祖先身上。在花中产卵和对一种植物的局部专门化是丝兰蛾所有近亲的两个共同特征,无论它们以何种植物为食。
因此,通过结合通过生态和系统发育研究,研究人员可以拼凑出这些物种之间共同进化的历史。丝兰和丝兰蛾之间的共同进化互惠主义开始于它们的祖先由于它们的相互作用而在无意中更成功地生存和繁殖。那些不浪费精力生产花蜜来吸引其他传粉者的丝兰比那些这样做的植物更有优势;丝兰蛾通过积极地为产卵的花授粉来确保为后代提供发育中的种子,也比不这样做的种群获得了优势。这一过程无疑涉及许多其他的曲折,但进化生态学和系统发育研究的结合至少可以重建部分共同进化过程。
所有共同进化的相互作用都类似于丝兰和丝兰蛾之间的相互作用,因为自然选择对物种中已经存在的特征起作用,通过偏爱微调关系的新突变来以新的方式塑造它们。修修补补,而不是工程,才是生物学家弗朗索瓦•雅各布描述了他的进化过程类比当然延伸到共同进化的过程。共同进化的交互并不是为了最大化而从头开始设计的效率.相反,进化会摆弄现有的结构和行为,并使它们适应新的功能——实际上是临时操纵它们。因此,生物群落的组织反映了生物的这种临时性质适应和共同进化。
共同进化的“军备竞赛”与减少对抗
关于共同进化的方向,没有什么是绝对可以预测的。相互作用如何共同进化不仅取决于所涉及物种的当前基因构成,还取决于新出现的突变人口每个物种的特征,以及群落上下文相互作用发生的地方。在某些生态条件下,两个物种之间的对抗相互作用可以共同进化到增强对抗;这个物种“建立”防御和攻击的方法,很像进化军备竞赛.但在其他生态条件下,拮抗作用可能减弱,导致拮抗作用减弱。