-西番莲与袖蝶「西番莲和袖蝶的相爱相杀协同进化是一场你强我更强的军备竞赛」

西番莲与袖蝶「西番莲和袖蝶的相爱相杀协同进化是一场你强我更强的军备竞赛」

在南美洲的热带雨林中,西番莲(Passiflora)绽放了美丽的花朵,蝴蝶在周围翩翩飞舞。西番莲为蝴蝶提供了花蜜做食物,蝴蝶可以帮助西番莲传粉。二者的关系可谓是互惠互利,相得益彰,是不是看起来十分和谐。

不过事情远远没有表面上看起来那么简单。

“虫”心不足蛇吞象

蝴蝶并不满足于那一点点花蜜,因为它还要为后代考虑。蝴蝶的幼虫——人们常说的毛毛虫,需要以植物为食。

西番莲自然不甘心成为他人的食物,所以也进化出致命化学武器——氰化物来保护自己。叶片中含有的氰化物让大部分动物望而却步,不过也知难而上的动物,袖蝶属(Heliconius)的蝴蝶便是其中一种。

贪吃的袖蝶幼虫

袖蝶进化出了对氰化物毒素的免疫力,所以会在西番莲的植株上产卵,孵化的幼虫就会以西番莲的叶子和嫩芽为食。而且它还会把其中的毒素为自己所用,积累到体内,让捕食者不敢捕食。所以不论袖蝶的成体还是幼虫,都具有鲜艳的警戒色。

西番莲和袖蝶的相爱相杀

袖蝶幼虫的啃食不仅会让植物的生长速度减慢,还可能影响开花结果甚至死亡。西番莲不得不想出其他方法来对抗袖蝶。

西番莲会改变自己叶子的形状来迷惑袖蝶。因为袖蝶只会在西番莲的叶子上产卵,所以部分西番莲将叶子伪装成别的植物的样子,让袖蝶认不出来它。

多变的西番莲叶片

有些西番莲叶片的形状与蝴蝶形似,看起来就像有一大片蝴蝶聚集在植物上。袖蝶看到有如此多同类在这里,就会放弃这棵西番莲。

像蝴蝶的西番莲叶片

不过袖蝶也没有坐以待毙,它很快识破了西番莲的花招。袖蝶学会根据气味寻找西番莲,还学会用前足敲击叶子,确定是否是西番莲。

西番莲的反击

西番莲并不会任袖蝶宰割,为了减少被啃食,还想出其他几种方法来对付袖蝶。

1. 高明的骗术

袖蝶为了避免竞争,给幼虫更好的成长环境,不会在已经有卵的植物上产卵。

袖蝶卵

所以西番莲会在叶片或者叶柄上产生黄色的斑点,看起来很像袖蝶虫卵。西番莲以此表明自己名花有主,让蝴蝶另觅“良人”。这样,它就能骗过西番莲,躲过被吃的命运。

叶片上的黄色斑点

叶片基部的黄色突起

2. 吸引袖蝶幼虫的天敌

西番莲叶片的基部靠近叶柄的地方,有两个小腺体,这种腺体能够分泌一种蜜汁,会引诱蚂蚁等昆虫前来,它们要付的报酬就是帮西番莲除掉一些袖蝶幼虫。

蚂蚁在采食蜜腺上的蜜汁

3. 弃车保帅

西番莲会长出一些卷须,卷须长成后就会脱落,上面袖蝶产的卵也随之掉落。

4.诱杀

一些西番莲属植物在叶片上长出表皮毛或鳞片状的物体,形成钩状毛刺,可以让幼虫在爬过的时候被杀死。有种西番莲能够在利用苞片诱捕昆虫。苞片散发出一种粘性物质,吸引袖蝶幼虫前来,而且其中也含有消化酶。人们认为这种机制可以最大限度地减少对幼花和幼果的捕食。

西番莲和袖蝶的种间竞争中,西番莲不断增强防御袖蝶产卵和抵抗幼虫的能力,而袖蝶有不断提高自己寻找西番莲的能力和幼虫的适应力。

不知道大家有没有看过《爱丽丝梦游仙境》,在故事中,红皇后的国家里只有不停的奔跑,才能保持原地不动。

美国进化生物学家范瓦伦(L. Van Valen)由此提出了著名的“红皇后假说(Red Queen hypothesis)”。这个假说描述了自然界激烈的生存竞争法则:不进则退,停滞等于灭亡。

其实这与在生物学中的“协同进化(coevolution)”理论如出一辙。

协同进化:是指两个相互作用的物种在进化过程中发展的相互适应的共同进化。一个物种的某种特性由于回应另一物种的某一特性而进化,而后者的该特性也同样由于回应前者的特征而进化。

在自然界中,生物之间也充满了竞争、互相帮助和利用。在外部环境相对稳定的条件下,任何一个物种的进化(或者说适应性的改变)都能引起相关物种的竞争压力,如果不随之改变就会被淘汰。

正如“红皇后假说”中所说,物种不仅要适应环境,也要适应其它物种。一个物种要想在生态系统中获得有利地位,就要比别的物种跑得更快,有更大的进化潜力。

就像前面提到的西番莲和袖蝶,一旦其中一方停止改变,要么被吃掉,要么被毒死或无法繁殖后代,结果会以一方被淘汰结束。

又比如陆地上跑得最快的猎豹,是因为要捕捉擅长奔跑的羚羊才进化出适合快速奔跑的身体,而羚羊想养不被吃掉,也只能跑得更快。

自然中这种例子比比皆是,正因为有了协同进化,才让我们的世界更多姿多彩了不是吗?

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