竞争重要还是天敌重要?

自然选择是达尔文进化论的核心之一。自然选择的要素包括生物对食物和空间的竞争,以及对天敌的躲避,这些因素可以影响生物某一种群的组成。那些适应环境的生物存活下来,而不适应者则被淘汰。

  但是,在自然选择中,生物个体之间的竞争和规避天敌(捕食者)的因素哪一种更为重要呢?对此,生物学家有过不少争论。多数认为在具体环境下不同的因素各有各的重要性。如今,研究人员对蜥蜴进行的一项野外研究提示,自然选择中生物个体对食物和空间的竞争比规避天敌更为重要。

  多年来,进化生物学提出的一个假说一直在流行,即在大陆上和岛屿上的变色蜥承受的主要生存压力是不一样的,体现在它们所面对的食物和天敌上。在加勒比岛屿上,蜥蜴的天敌有限,但食物匮乏,而且蜥蜴较多,因此,蜥蜴之间的竞争是它们适应环境的主要驱动力。但是,在大陆上,蜥蜴数量较少但食物丰富。不过,蜥蜴的天敌较多,所以规避和抗击天敌是蜥蜴进化的主要驱动力,它们需要适应有天敌的环境。

  美国新罕布什尔州的达特茅斯学院生物系的讲师瑞安,加尔斯比克和博士后研究人员罗伯特·考克斯决定用实证的方法来检验上述假说,看看在不同的环境下蜥蜴的外形和适应环境的能力有何不同。他们选择了一组巴哈马分散的小岛,每个小岛都足以扮演不同的环境。

  他们捉走了巴哈马小岛上的变色蜥——沙氏变色蜥,代之以来自附近的大伊克祖马岛上的蜥蜴。这些蜥蜴的尺寸都经过测量,并在踏车上测量了它们的耐力,每个蜥蜴身上做了记号。两名研究人员把不同数量的蜥蜴投放到岛上,形成了蜥蜴密度高和低的两种岛屿环境。在每种蜥蜴密度类型的岛上,他们还创造了三种环境特点。一种是这个岛只存在吃蜥蜴的鸟,另一种是同时存在吃蜥蜴的鸟和蛇,第三种是没有蜥蜴天敌的环境。为了营造后一种环境,他们用许多网把岛屿包围起来,不让鸟飞进岛上。

  此后,他们对各种小岛上投放的蜥蜴的活动做记录,以分析和判断蜥蜴的生存状况。结果验证了生物学家目前的假说,竞争比起天敌来是一种更强大的自然选择力量。

  面对不同的天敌,如鸟和蛇,蜥蜴死亡和生存的状况并没有显著的差异。例如在有鸟、鸟和蛇并存以及没有鸟和蛇的三种环境下,蜥蜴的死亡数差异并不大,而且生存下来的蜥蜴在体格和运动速度上也没有多大区别。但是在蜥蜴较多的岛和蜥蜴较少的岛两种环境下,经过一段时间,蜥蜴的体重和运动速度有了明显的不同。这个结果也意味着,蜥蜴之间的竞争是它们进化的主要动力。

  为什么生物个体之间的竞争比天敌的伤害是进化更为重要的力量呢?在蜥蜴密度大的岛屿上,为了生存,蜥蜴之间必须为食物、生存的空间以及其他资源进行竞争和争夺,而且这种竞争会越来越激烈,这会导致蜥蜴以力量和速度等优势来赢得食物和其他资源,于是蜥蜴就会变得体格强壮和爬行速度更快,个子大和速度快的蜥蜴就会占上风,这样的蜥蜴也会多起来。时间一长,来自大伊克祖马岛上的蜥蜴就会在巴哈马小岛上长成个子大和爬行快的蜥蜴。

  不过,研究人员也承认,他们的实验并不能代表所有生物的进化都是如此,因为不同的生物个体有不同的情况,而且生物个体之间的竞争并非永远都比天敌重要。换句话说,并非竞争就比天敌的存在更能决定生物的进化方向。这得看是哪种生物和处于哪种环境之下。但一般而言,生物个体之间的竞争是更为重要的进化选择力量。(文章代码:101209)

  [责任编辑]张田勘

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