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万物共生

造物的鬼斧神工,在《共生关系》这本书里再也不是空洞的修辞表达。

大自然的第一法则即是生存法则,为了能活下来,繁衍后代,生生不息,自然界的生灵们可谓无所不用其极。英国哲学家赫伯特斯宾塞描述为“为生存而斗争”。达尔文学说认为生物之间是基于相互竞争(优胜劣汰)与相互依存的方式进化的。

生态是个圈,没有任何生物在没有外界助力的情况下可以独自生存,没有谁是一座孤岛。我们熟知的食物链,是一套闭环的造物主赐予包括人在内的所有生命体的生存法则之一。

不止食物链,大自然的共生关系是基于物种自我拣择的与其他生物互助生存的一种“本领”。共生关系也是达尔文进化论中提及的生物之间相互依存、协同进化的典型表现。自然界中有海量的共生关系,进入人类视野的仅仅是冰山一角。《共生关系》一书揭秘了多种(其中30组是重点描述的,还有一些没有详细展开)日常视角不易看到的、世界各地不同生态区域存在的别开生面的共生关系,比如加拉帕戈斯群岛上的巨型仙人掌和达尔文雀,马达加斯加原始森林里的大彗星风兰和马岛长喙天蛾,非洲稀树大草原上的水牛和牛椋鸟等,作者把这些共生关系归纳到生物之间的关系普当中。

“其实几乎整个生物界都属于共生关系,因为所有的有机体都和它们身边有生命的环境之间产生着或多或少具有共生特点的交互关系。”(《共生关系》)

每一组共生关系的精巧设计和深层逻辑在被揭示的过程中好像拆盲盒,屡屡有令人震撼的新发现。这就是《共生关系》这本书带给人的惊喜。

作者是德国资深的进化生物学专家,多年跟踪生物之间的共生关系。他对共生关系的界定是“互惠互利”,即达成共生关系的双方是一种合作共赢的模式。从地球生命的早期到今天,从简单生命体到高级的生命体,都在一种共生关系中得以存续。

在地球生命早期时代就存在的叶绿体,和植物组成了紧密的共同体,叶绿体实际上是植物中的“租户”,这些含有叶绿素的颗粒,最早是自由生活的细菌,正是它们使植物变成了绿色,并能够进行光合作用,供给植物体赖以生存的有机物和氧气。

作为高级生命体的人,是一个更为复杂的生命共同体,存在于我们体内和体表的微生物比我们作为“人”的身体细胞还多。我们对微生物的依赖到了无以复加的地步。如果没有肠道菌群我们就会饿死,如果没有皮肤表面和口腔、咽喉等各个孔窍中的微生物菌群,我们也会被真菌和其他危险病菌吞噬。

共生又叫互利共生,是两种生物彼此依赖,生存在一起,失去对方不能独活的一类紧密的种间关系。

“共生的本质就是利益。每一段共生关系的紧密程度都不尽相同,只有当参与者都能从中获得好处时才能维持下去。而两种生物不一定体形一样大,或者在这段关系中扮演同样重要的角色。共生关系可能给一方带来很多益处,而另一方得到的则较少。但少也比没有强,所以同样还是有利可图的。”(《共生关系》)

互惠互利是共生关系的核心要素。如果一方只在对方那里获取好处,没有付出代价,那就不属于共生。有名的食肉植物猪笼草由叶片变化而来的捕虫笼,可以分泌强酸性水样液体,液体中含有分解酶,能够溶解和消化滑落进来的昆虫和小型动物。猪笼草借助捕虫笼满足自身对氮化物的需求。有一种叫马来吸血鬼蟹的小螃蟹定期去拜访猪笼草,趁机把落入捕虫笼却没有被消化完的猎物捞出来吃掉,这个过程小螃蟹可以毫发无损,不被捕虫笼里的酸性液体伤害到。小螃蟹和猪笼草之间的关系是单方面的,可称为“食物寄生”,不构成共生关系。

我们都很熟悉的古老的共生关系是花朵与昆虫之间的超级共生关系。

昆虫光顾花朵,核心目的就是为了吃到甜甜的花蜜。落下来在花朵上爬一圈儿,身上不知不觉会沾满花粉,它们在花朵间穿梭来去,就起到了给花朵授粉的作用。昆虫完成授粉工作,花朵提供花蜜作为报酬,这是一个双赢的合作,是典型的共生关系。

显形花朵与传粉昆虫之间的共生关系由许多单个的共生关系构成,“所有的共生关系都各自运作,它们展现了生物届最大的的多样性,昆虫的种类是如此繁多且数量庞大,仅在开花植物上就生活着几十万种。”

花朵与昆虫相互之间存在不断特化的趋势,这使得显花植物成为植物中最为多样的类群,昆虫也成为动物种类之最。这应该是物种之间相互适应驱动的协同演化的结果。

在进化过程中,花朵和昆虫都为彼此做出了最适当的改变。花朵的颜色、大小、形状、气味,皆是为了挑选合适的授粉者而设计。甚至一朵花选择一天当中哪个时间段开放也是对应特定的昆虫活动时间。

花朵鲜明颜色的视角效果会传的更远,用以吸引昆虫的目光。花朵释放花香,旨在激发昆虫的嗅觉。这两个元素都是在向授粉者昭告:“我已经盛放,还没有凋谢。”很是有点“花开堪折直须折,莫待无花空折枝”的意味。一年一度的盛事,一年一度的邀约,一年一度的邂逅,不容错过。

花朵的形状不一,也是针对不同授粉者的设计。有的花朵呈敞开的高脚碟的形状,大大方方地把花粉放在雅致的“果盘”里供客人享用。

有的花朵内部空间狭窄,唇形科植物的花冠往往像上下两瓣微微张开的嘴唇,常见的有串红、薰衣草、丹参等。赶来的昆虫体型大小适中,在狭窄的空间刚好能容身,还得掌握特殊的钻入技巧。唇形科的花朵结构和形态体现了其高度进化性,它们的唇形花结构是虫媒花的典范。同一朵花往往雌、雄蕊成熟时间不一致,当野蜂等昆虫采蜜时,碰到雄蕊,成熟了的花粉会粘在身体背部,而此时雌蕊尚未成熟,花柱仍藏于上唇内,所以花粉不会授于同一朵花的柱头上,昆虫带着花粉进入另一朵花时,如果此花雌蕊已成熟,则它的花柱会下弯到花冠通道口处,必定会将昆虫背上的花粉擦抹到柱头上,从而实现异花授粉。

豆科植物的蝶形花冠,龙胆科的长筒状花朵,还有兰花的花朵,花的中轴可以扭转,多层次花唇朝下,都是限定供应给花朵格外期待的某些昆虫的。

花朵的颜色中,黄色对昆虫的眼睛最有吸引力。此外是白色花朵。黄色和白色是最易辨识的颜色,在日光下能反射紫外线,白色花在夜晚也能被昆虫看到。除此以外,还有高饱和度的颜色,如红色和蓝色,这两种颜色能提高花朵的温度。颜色饱满的花瓣细胞里存储了色素,能够让一部分阳光转化为热辐射,从而让花朵变热,热度有利于种子的形成。昆虫喜爱蓝色和红色花朵,尤其是漏斗形花朵。色彩产生的热度会吸引那些需要一点驱动温度煽动翅膀起飞的昆虫。

花朵会专门制造花蜜吸引昆虫的到来,犒劳它们的授粉行动。花蜜是光合作用的产物,对植物来说信手拈来。花蜜既用来吸引昆虫,又用来转移注意力,保护花粉不被过度采集,同时还能阻止昆虫吃花瓣。花蜜起到声东击西的作用,让花粉在花朵中形成种子,完成对后代的繁育。

花朵还有一个技能,叫“蜜源标记”,用以近距离引导已经到来的昆虫找到“正确的位置”,原理是花朵上一些很细微的结构可以反射紫外线。

与此同时,昆虫为了成为好的授粉者,也会在身上长出绒毛,方便粘住花粉。有的昆虫为了采集特殊构造花朵的花蜜,会长出长长的口器。比如1862年达尔文发现了一株奇异的绽放中的大彗星风兰,有着长达45厘米的花距,花距顶部装着花蜜。能从这条细长管子里吸到花蜜的昆虫必定要有一张很长的“嘴巴”,达尔文利用他的专业知识做出了推断,他觉得很可能有这样一种天蛾,凭借长长的口器在吸食大彗星风兰花蜜的时候能为它授粉。40年后的1903年,人们果然发现了这种长着超长口器的马岛长喙天蛾,并目击到了它光顾大彗星风兰采蜜的场景。这种天蛾的长嘴平时是卷起来的,只有吮吸大彗星风兰的花蜜的时候,才会把30厘米长的口器伸出来。

总而言之,通过花朵和昆虫之间的共生关系样态,可以发现,造物在挥舞全能的手制造万物的时候,没有一笔是废笔。自然万物看起来不全然是无知无为的,而是大有作为。

想要了解更多共生关系,如牛椋鸟与水牛、野猪与松露、乌鸦与狼群、珊瑚虫和虫黄藻、可以翻开这本书。

特别值得一提的是,书中的插画,皆出自插画师约翰布兰德施泰特之手。早年油画修复师的经历为他奠定了扎实的绘画功底,在过去的25年里,他先后为200本书绘制了插画。他多次赴非洲、亚洲和美洲进行采风写生,观察生物的样态和生活习性,用画笔描绘出他的所见所闻。他最终与好友、本书文字作者、进化生物学家约瑟夫莱希霍夫一起“记录”了生物的“共生关系”,可以说本书中所有的插画皆为量身定制。事实上,本书的创作过程是先有画,后有文字。文字作者看到了插画师创作的关于共生关系的写生素描,被这个主题所触动,于是在多年来对共生关系的追踪研究成果基础上,集结成了此书。

画的笔触细微到可以与相机的微距拍摄相差无几的程度,生动而准确地捕捉到植物、动物的构造细节、色彩和微表情。不止有微观的呈现,绘画在构图上往往兼具了微观和宏观两个维度。这些精美的插画作品对于读者结合文字了解每一组共生关系的发生,想象彼此之间的动态互动,提供了很好的视觉支撑,是这本书至关重要的一部分。

“我想借助关于共生关系的插图世界将专业书籍插画变成一个更具艺术创造力的领域,并将我观察大自然的方式表达出来。最终,经过与进化生物学专家约瑟夫莱希霍夫的密切合作,这本书得以问世,这也可视为文本作者与插画师的一次共生关系,对此我感到由衷的高兴。” 在书的《后记》中,插画师约翰·布兰德施泰特如是说,有趣的是,他将自己与进化生物学家约瑟夫·H.莱希霍夫的合作比作“共生关系”,也是稳稳地拿捏了。

THE END

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