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能流进化论——生态位的具体含义是什么?

已有 12471 次阅读 2021-8-4 15:52 |个人分类:随想|系统分类:科普集锦

很多与生物进化有关的著作中都会提到生态位,并给予一个通俗的定义,即所谓生态位是指一个生物体在生态系统中所扮演的角色及占据的地位,没有哪个物种是能在世界上任何地方都生存的,它们都要适应于自己的生态位。那么,在一个生态位中生活的生物体,它具体适应的是什么?

《隐藏的动力:生物在自然界中的价值》一书中所阐释的能流进化论认为,对于一个能量分布相对不均衡的特定区域而言,其不仅需要能量均衡分布,还需要尽快的实现均衡分布,这就意味着这个特定区域需要一种能量平衡能力,该能流平衡能力主要体现在驱动能量相对较高的能量供体和能量相对较低的能量受体之间能量流动的能量传递能力。能量传递能力的载体称为能量传递介体,生物便是一种能量传递载体,其在自然界中的价值就是驱动自然界中的能量分布相对更加的均衡。因此,生物适应的是特定区域或者说特定生态系统所需要的能量传递能力,只要该物种具有该特定区域所需要的能量传递能力,那么,它就有在该区域存活下去的可能,如果其能量传递能力强于其物种,那么该物种便是该生态系统中特定能量供体和能量受体的优势物种。

例如,在苹果树这一生态系统中,叶片中的能量需要释放,苹小卷叶蛾和苹果链格孢菌都以苹果树上的叶片作为能量供体。苹果链格孢菌可引发叶片的轮斑病。现在发现一棵已经感染轮斑病的苹果树,其中还有几片叶子被苹小卷叶蛾寄居。此时,相对于苹小卷叶蛾而言,苹果链格孢菌是这棵苹果树的叶片上的优势物种,即该树是苹果链格孢菌的生态位。甲基硫菌灵是一种可以抑制苹果链格孢菌的农药,但对苹小卷叶蛾无毒害作用。当果树喷洒甲基硫菌灵后,苹果链格孢菌的生长受到抑制,但苹小卷叶蛾可以正常生长,随着时间的推移,苹小卷叶蛾最终替代苹果链格孢菌而成为这棵苹果树叶片上的优势物种,此时,该树是苹小卷叶蛾的生态位。

再例如,假设现在有“A”和“B”两种细菌,二者共享“能量供体”和“能量受体”,菌株“A”的最适温度是37,在10℃条件下不增殖,而菌株“B”的最适温度是10℃,37℃条件下不增殖。也就是说,相比较而言,“A”在37时有相对较强的能量传递能力,而“B”在10时有相对较强的能量传递能力。假设在一个培养体系中,能量供体和能量受体的量一定。接种相同数量的“A”和“B”至该体系中,如果培养温度是37℃,此时,A的能量传递能力相对更强,因而更适合能量供体和能量受体之间进行能量传递的需求,也就更容易在该体系中生长,此时,该培养环境是“A”的生态位;如果培养温度是10℃,此时,B的能量传递能力相对更强,因而更适合能量供体和能量受体之间进行能量传递的需求,也就更容易在该体系中生长,此时,该培养环境是“B”的生态位。




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