登陆注册
47965400000007

第7章 生物对环境的适应和影响(4)

研究物种生存的核心问题是物种的生态位,生态位是生物生存的整个环境及生活方式的多维描述。按照适应的概念,进化被描述为生物对生态位的适应过程,也即生态位在物种适合它之前就已存在,通过新物种的进化来填充。事实上生物并非是被动地感知环境,它们能创造和锁定它们所居住的环境。同时,按照这个理论,生物若占有了其生态位,那么,生物已是适应了这个环境而不需改变。其实现存物种的环境是经常衰败的或变化的。从这个角度出发,物种在长期的适应过程中,自然选择的本质不是提高物种的生存机会,而是简单地使物种“跟踪”或跟上经常变化的环境。

(4)环境的剧烈变化,生物能适应吗

随着人类工业化的高速发展,技术的不断更新,在地球上已经没有尚未出现人类足迹的地方,人类的干扰、大气污染形成的酸雨、臭氧层的破坏、生境的破碎及退化、生态系统的失调等一切改变着生物的现存空间,在生物圈中的生物有一部分来不及适应或根本无法适应新的环境,将随着环境的剧烈变化而将永远消失。从地球上物种灭绝的情况来看,生物进化史中曾出现过6次物种大灭绝事件(Sepkoski等,1986),对灭绝的原因提出了许多假说,试图加以解释,虽然这些假说至今没有一个经过了严格的论证,但有一条是肯定的,即物种灭绝是由于物种未能适应当时环境的结果。目前生物多样性受到普遍关注,这是由于人们感到对生物多样性的威胁是前所未有的,特点表现在众多物种在如此短的时间遭受灭绝。如果这一趋势继续下去,那么我们面临的灭绝规模不亚于历史上任何一次物种大灭绝。人们意识到这次灭绝必然会危及人类自身。为了保护生物多样性,大量的物种在人工措施下饲养或栽培,它们在人类的悉心的管理下尚能成长发育,一旦置于野生的自然环境,则根本无法适应或很难适应,变成了脆弱的物种。因此有人预言未来的野生生物将在人类的集约管理下生存,这是一个可怕预言。一些种类(如鼠类、蟑螂等)适应了人类改变或创造的环境而大量地繁殖起来形成灾害。

植物的防御种种

植物在长期与自然环境的斗争中,形成了保证物种生存的各种各样的防御办法。

一、利用毒素防御

植物能产生多种有毒化合物,如生物碱、葡萄糖甙、树脂类物质和有机酸等。这些毒素是植物最有效的防御武器。当植物在被触摸或吃掉时,这些毒素便发挥有效的作用。如常春藤分泌生物碱,使人和动物起皮疹。高梁、箭草和某些野生植物分泌氢氰酸使人和动物在大量吞食后中毒。还有些植物如荞麦、金丝桃等分泌出“光敏毒素”这种有害物质,它使人和动物对光极度敏感。一旦动物误食含有这种毒素的植物后,在遮阴处没有什么反应,但在强烈的阳光下,立即发生多种症状,甚至造成死亡。有些植物如毒草、野紫菀等本身不制造毒素,而是直接从土壤中吸收硒等有毒元素,使动物引起“急性硒中毒”。有趣的是,含有毒素的植物并不是各个部分都有毒,大部分毒素集中在植物最易受袭击的部位,如叶、花、果。

二、利用分泌物防御

某些植物如报春花、虎耳草等从组织中分泌出很粘的分泌物散布在植物的表面,以捕捉那些爬上来的昆虫,这是一种十分普遍的有效防御。这种分泌物可能产生于表面成形特殊的分泌腺和毛茸。这种分泌物对本身的保护不仅仅是花,而且也扩展到整个簇叶上。还有植物如凤生花属植物,从叶基部托叶上发育出的特殊分泌腺分泌出一种能吸引昆虫爬上茎的“甜流”,昆虫遇到这种甜物质就停止前进,从而使花蜜安然无恙。

三、利用难闻的气味和味道防御

某些植物如木贼的茎、杜鹃花的叶等积存了大量的二氧化硅,使动物吃后不易消化。还有些植物如胡椒、辣椒的叶子等,含有多种不可口或刺激性物质,或酸或苦,大多数动物尝过以后就不再问津了。由于多数草食动物不喜欢叶面上有水珠和露水的植物,有些植物发展了一种保持由露水形成的水珠时间比其他植物更长的能力。如川续断科和菊科植物,从而达到保护自身的目的。

四、利用针、刺和荆棘等特殊结构防御

某些植物如仙人掌、小蘖等,叶变成刺,皂类、枳等枝变成刺,一方面植物利用这些刺保护自己,另一方面可以减少水分的蒸发。

某些植物如荨麻把针和毒这两种防御武器相结合,从而产生更有效的保护作用。它的倒刺几乎起皮下注射器的作用,即能戳入侵害它们的动物的皮肤,同时毛刺从叶子上脱落下来,牢牢地扎在皮肤上,并把使人不舒服的毒素注入皮肤中,引起皮肤严重的炎症。

针、刺、荆棘像植物的毒素一样,都是策略性地分布在植物体上,以叶、花、果上最多。它们排列在动物取食时首当其冲的位置上。这些保护结构的分布与大小,取决于最可能侵害植物的动物种类及最易受害的植物部位。如浮在水面上的王莲的大叶子仅仅在下表面和边上有保护结构,因为这些部位最易受害。松树的针叶,芦荟的针状、窄长、坚硬和带尖的叶子、刺草的锯齿状叶缘,能刺伤动物的嘴和内脏器官,所以动物并不伤害它们。

五、利用巨大的数量防御

有些植物如禾本科植物完全没有防御能力,但由于它们生长快、繁殖茂盛,才很少遭受牛、羊、马等草食动物彻底毁灭性的危害。

有些植物还利用拟态、共生等方式保护自己。

浅谈适应

适应是生物适合环境条件而形成的一定特征和性状的现象。它包括两重意义:一是指过程,即生物不断改变自己,使其能适合于某一环境中生活的过程。例如肺鱼的鳔在缺少水的时候进行呼吸,摄取氧气以维持生命。二是指结果,即有利于生物生存和繁殖的种种特征。例如植物的叶适应于光合作用;鱼的鳃适应于水中呼吸作用。

适应的现代观念认为:外部世界提出某些“问题”,生物就必须“去解决”,生物通过对“问题”的解决过程作出越来越好的“回答”,最后处于适应状态。爬行类演化成鸟类就是一个很好的例证。在演化的过程中,骨胳、肌肉、皮肤、翅膀、羽毛等越来越变得更适应于鸟类的生活。

生物适应于自然环境,具有普遍性。生物只有适应于其所处的环境,才能够在这个环境中很好地生存下来。各种植物花的形态、构造都有利于其后代的繁衍。虫媒花的构造、颜色、花蜜、香气等特征极易吸引昆虫为之传粉受精、风媒花花粉粒小而轻且数量大,这些特征与风的传粉相协调;蒲公英的种子上生有毛绒绒的白色纤维,适于被风吹走;苍耳和鬼针草等植物的种子依靠动物来传播,种子、果实上有刺,很容易附着在动物身上;凤仙花种子成熟后,被风一吹,立即裂开,里面的种子便被弹射出来。

1844年,邦尼艾(G·Bonnier)做了一个实验,将生长在同一个地方的菊芋一部分放在平原上生长,一部分放在海拔2400米的植物园里。经过数代后,在植物园里的菊芋发生了巨大的变化,其形态、结构、生理机能变得更适应于高原生活了。

在动物方面,保护色、警戒色及拟态等现象都是动物对其周围环境的适应。枭蝴蝶身上斑点的颜色和形状与猫头鹰的眼睛十分相似,当它突然展开翅下的斑点时,可即刻恐吓并赶走捕食者;竹节虫,整天不动,犹如枯枝败叶,如震动枝条,竹节虫便跌落在地,仍然僵直不动,活像一段枯枝;蛇、鸟等动物在地震前都自行逃走;蝙蝠的翼手适于飞翔;鲸、海豹、企鹅的某些器官适于划水等等。

总之,适应是普遍存在的生命现象,各种生物,无论是形态、结构,生理机能以及行为习惯,无一例外。

适应是自然选择的结果,生物的变异有的有利于生存,有的不利于生物的生存。那些有利于生物生存的变异类型适应自然环境而留下来;那些不利于生物生存的变异类型由于不适应自然环境而遭淘汰。所以,适应是自然选择的必然产物。

适应现象尽管很巧妙,很合理,但适应是相对的,而不是绝对的、尽善尽美的。适应是针对一定的条件说的,如果条件发生了改变,那么,生物的适应就失去了作用。警戒色是相当巧妙的适应现象,大多数食虫鸟怕吃毛虫,但是一只杜鹃在一天中却可以吃掉上百条毛虫。蛾类结茧固然有利于保护自身,然而棉铃虫的悲剧又恰恰就在茧上,金小蜂正是借助于茧对棉铃虫的束缚作用,顺利地将卵产到它的体内,这也可以说是“作茧自缚”了;鹰可以在很高的地方发现草丛中活动的老鼠,人的眼睛则不行。相反,人的眼睛可以辨别多种颜色,鸟类的眼睛则不行。

适应是一种暂时的现象,它不是永久性的,当某些因素变化时,有的还成为一种有害的特征,导致生物死亡。雷鸟和貂都借助于保护色而常常免遭敌害。但是一旦这些动物的颜色已经变了,而气候异常没有下雪,它们的颜色变更,不仅没有益处,反而更容易被敌害所发现。著名的尺蛾工业黑化现象也是一个很好的例子。

适应相对性究其原因是由于遗传基础例如基因等的稳定性和自然环境条件的变化相互作用的结果。环境发生了剧烈变化,适应于原来环境的生物绝大多数要被淘汰,但其中的一些生物由于遗传物质发生了变异,能够在新的环境中生活下来,适应于变化的环境。例如在一个生长着细菌的培养器中,加入青霉素,绝大多数细菌不适应而被杀死,但总有一些发生变异的个体,抗药性增强而适应于新的环境生存下来。

同类推荐
  • 启发青少年的科学故事集——引领青少年地理发现的故事

    启发青少年的科学故事集——引领青少年地理发现的故事

    本书是献给尊重科学、学习科学,创造科学的青少年的一份礼物。过去培根说:“知识就是力量。”今天我们说:“科学就是力量。”科学是智慧的历程和结晶。从人类期盼的最高精神境界讲,朝朝暮暮沿着知识的历程,逐步通向科学的光辉圣殿,是许多有志于自我发展的青少年晶莹透明的梦想!
  • 班主任专业成长

    班主任专业成长

    班主任专业发展,没有捷径可走。但是,您可以站在前人的肩上高瞻远瞩,少走弯路。张万祥、李镇西、万玮……他们的专业发展之道昭示着一个道理;班主任专业发展,是有规律可循的。翻开书页,希望您会收获契合心愿的箴言……
  • 钢铁是怎样炼成的

    钢铁是怎样炼成的

    《钢铁是怎样炼成的》是一部伟大的文学作品,是作者根据自己亲身经历写成的一部优秀小说,被视为青年人的生活教科书。这部闪烁着崇高理想光芒、洋溢着生活激情的经典之作,在前苏联乃至世界文学史上占据着十分重要的地位。在这部史诗般的英雄传记小说中,作者塑造了保尔·柯察金执著于信念而坚韧不拔的崇高人格,其形象反映了苏联第一代革命青年不怕困难、艰苦奋斗、勇于牺牲的大无畏精神,鼓舞着每一位胸怀大志的青年勇敢追逐自己的梦想。
  • 名人传(部编版语文教材配套阅读名著书系)

    名人传(部编版语文教材配套阅读名著书系)

    《名人传(精)》是法国作家罗曼·罗兰所著《贝多芬传》、《米开朗琪罗传》和《托尔斯泰传》的合称。本书很突出的地方就是,多侧面地去表现传主们在身体上和精神上遭受的磨难,他们对无限苦难的不懈抗争,以及在抗争中爆发出来的生命激情。纵观三传,罗兰的英雄有着很大的共同点:经历长期的磨难,激流一般的生命力,体现生之意志的艺术创造和用痛苦换取欢乐的追求。
  • 布克熊之经典精读系列:翡冷翠山居闲话

    布克熊之经典精读系列:翡冷翠山居闲话

    作为新月派的代表诗人,徐志摩的散文也自成一格,取得了不亚于诗歌的成就。字句清新,韵律谐和,比喻新奇,想象丰富,意境优美,神思飘逸,富于变化,并追求艺术形式的整饬、华美,具有鲜明的艺术个性,堪称是民国时期中国的文学大师。这本《翡冷翠山居闲话》精心选择收录了徐志摩散文、书信等名篇佳文几十篇,其中《北戴河海滨的幻想》《想飞》《我所知道的康桥》《海滩上种花》等都是传世的名篇。
热门推荐
  • 如果你选择爱情

    如果你选择爱情

    职业作家超平,游历花丛,遇上众多美女。作家朱梦玲“非他不嫁”,但他只把她当作红颜挚友相处;少女田萍在他的帮助下走出困境,实现人生理想;第一个恋人古娟娟,心地善良,只想把自己的才干和能力贡献给丈夫的事业,最终俘获了他的心。
  • 天降异能之救世

    天降异能之救世

    万恶山上的封印定仙符离奇失踪,数万恶灵逃亡人间,无恶不作,枉然只身前往万恶山,穿越回前朝,习得法术,抢回定仙符,又同一起穿越回来的金徵门弟子,一同除掉恶乱,并收拾残局,重整家园……
  • 逍遥神丐

    逍遥神丐

    降龙掌法十八式,除尽天下不平事,神龙见首不见尾,九指神丐洪七公。(本故事纯属虚构,如有雷同,实为巧合!)
  • 吴楠

    吴楠

    是什么让一长相精致女婴被禽兽奶奶实名嫌弃险些丧命?是什么让以为豆蔻少女走上不归路?是什么成为了她的救命稻草?又是什么让她孤独终老?究竟是道德的沦丧还是人性的扭曲?
  • 无人洞

    无人洞

    “别怕··别怕··”欢迎来到无人空洞,在这里,我们可以给您一个特别的死亡,就好比如:地狱单程七折票。也好比如:吞噬。或者:吓死。小子,好好的看看,别尿裤裆了···
  • 异界虫族基地

    异界虫族基地

    带着虫族基地穿越了,出农民,爆狗,从现在开始,这里就是我的领地。
  • 狐妖轻笑神何奈

    狐妖轻笑神何奈

    “若有一日,无罪碑倒下了,我会回来,与你守护这座城···”。一世无缘白首,二世相逢不识,第三世,把你忆起,再不分离···狐妖说:我不求永生永世,只想,这一世有你陪伴。天神说:身在梦中,人不觉···(PS:前面五章可以跳过~)((在此感谢女生封面组,烈火夜-璃盏美工做的封面~)
  • 葬永生

    葬永生

    我从来不相信这个世界上有鬼,在我没遇到鬼之前。那个声音整日整日的在我耳边响起:我从来不会出现在你的梦里,在你没听到我这话以前。这句话之前是对我说的,之后却被你听到了。
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 庆安书

    庆安书

    堂堂一品相国私生女;神秘莫测鬼医嫡传人;异国圣域皇位继承人。重生之后的她因为一句承诺,被迫卷入这权力之争,刀光剑影,明争暗斗。直至达到权力的巅峰,却早已分不清是敌是友。她爱的,背叛她;她信的,利用她;生死与共的情义在至高无上的皇权面前显得如此卑微可笑,付出一切换来的是无止境的羞辱与折磨,最终落得物是人非,天人永隔!“你我二人共处一室,姑娘不怕日后他人闲言碎语,有碍姑娘闺誉么?”“只要你我二人问心无愧便可。”“倘若我……问心有愧呢?”