动植物世界里的团队精神

石左虎

  生物进化是一个优胜劣汰的残酷过程。为生存而斗争,意味着尽快地去获取猎物。为得到性伴,必须不惜一切地驱逐竞争对手。怜悯是专门为弱者准备的纪念品,大自然母亲从来不给进化比赛中获第二名的生物颁奖。

  但是,如果每一只蚂蚁只为自己,那么如何解释工蚁放弃自己繁殖的机会而去为蚁后承担危险任务?又如何解释吸血蝠会将自己胃中的食物吐出来,施与甚至跟自己没有亲缘关系的邻居吃呢?生物学家发现:动植物也有它们的团队精神。

  竞争是生存的必然生物一般都具有繁殖能力,其速度往往是惊人的。例如,大肠杆菌在理想条件下每20分钟分裂一次。照此速度,如果把一个大肠杆菌一天内所分裂出的细菌一个个头尾相连,其长度可达7万亿千米。这意味着,如果不加以限制,自然界中的资源将趋于匮乏。值得庆幸的是,实验室里的那种“理想条件”在大自然中很难存在。为了获得自身生存的条件,生物体必须进行竞争。

  根据达尔文的理论,为获取资源而进行竞争和拼杀,最终的结果是生物的数量得以控制,只有那些最适应环境的生物能有机会繁殖后代。

  合作是为了更好地生存然而,自然界里的各类生物并不总是在你死我活地竞争着,我们到处可以看到生物的互利共生现象:树木与深入其根部的真菌交换营养;珊瑚虫的组织内如果没有促进光合作用的水藻,珊瑚虫就不能生存;白蚁具有消化木质的本领,应归功于生活在自己消化道中的共生微生物。同类生物之间也存在着互利共生:

  为抵御掠食者,像斑马、牛羚等动物往往成群活动。尽管成群的动物容易被掠食者发现,但是每一个体成为群体的一部分,这样就减小了因突击而受攻击的危险。再则,群体拥有更多的耳朵、眼睛和鼻孔,这使得每一个体更加安全。

  生物体合作为的是相互得益。如果合作能使双方受益,那么甚至自私的一方也会参加进来。树木与真菌的协作让两者都受益:真菌利用树叶产生的碳水化合物,同时树木从真菌提供的物质中得到好处,因为土壤中很难产生这些物质。这是一种双赢的关系。当然,合作并不一定带来直接的好处。在互惠关系中,一个作出贡献的个体总是期望在未来某个时刻得到回报。互惠与互利共生相比,前者较难实现。不过,在自然界还是可以看到许多生物的互惠现象。例如在哥斯达黎加,吸血蝠会将自己的食物从胃中吐出来,喂给饥肠辘辘的邻居;而接受食物的吸血蝠在另外的场合极有可能会回报自己的“施主”。

  互惠作用的一个关键性特点是:施与一小点而让接受者获大益。就一只吃饱肚子的吸血蝠而言,贡献出5%的食物仅仅意味着饥饿会提早几小时来临,而对于一只处于饥饿状态的吸血蝠来说,邻居施与的食物意味着自己远离了死亡。

  动植物的团队精神源于基因中在东非,鼹鼠以大约80只为一群生活在地下,但是它们当中只有一对在繁殖后代,其余的都在无私地忙于喂养小鼹鼠并看守属于大家的窝。同样在东非,花斑翠鱼鱼群中经常有一部分自己不繁殖后代,它们的时间全用于为繁殖后代的同类捕捉食物。自然界有12000多个群居的昆虫种类,像蜜蜂、黄蜂、蚂蚁这些膜翅目昆虫,它们的工蜂、工蚁为了养育自己的“姐妹们”,也都放弃了自己繁殖后代的机会。可是,这些不生育的生物是如何将为同类工作的特性基因传给后代的呢?

  原来,自然选择对个体是不起作用的,而是对生物群体起作用。生物体仅仅是基因用来搭乘到下一代的载体。搭乘之路可以是直接的,即通过繁殖;也可以是间接的,即通过帮助其他同类生成相同的基因。这种现象在生物学上叫同类选择。

  1963年,英国遗传学家威廉·汉密尔顿将同类选择的思想归纳为一个数学方程式,用来预测某一种利他行为是否将进化,称为亲缘选择理论。根据汉密尔顿规则,受助者与施助者之间关系越密切,施助者提供帮助的频率就越高。成群生活在地下的啮齿目动物当发现掠食者来临时,会向同伴发出警告。这样做可能会带来危险,但是,正如亲缘选择理论所预测的,如果个体之间亲缘关系较近,它们就较愿意去冒险。

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