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第11回:生态学中的取舍(trade-off)(上)

已有 2971 次阅读 2022-3-15 20:10 |系统分类:教学心得

有人说:不做取舍的人生,不是完整的人生。这个说话人虽然有些狂妄,倒也不是完全没有道理。花花世界,何处不是取舍?把过年红包攒一起,用手指头蘸口水,数了好多遍,确定只有一百块钱。问题来了。买鞋?买包?纠结到头发都稀疏了,最后决定买包。

 

这种场景,我们这些凡人有,圣人也有。《孟子·告子上》里说:生亦我所欲也,义亦我所欲也;二者不可得兼,舍生而取义者也。当然,圣人说话弯弯绕比较多,怕自己说不清,怕我们听不懂。他先拿鱼和熊掌举了个栗子。

 

我和我家女主人商议,制定了一个小孩入超市购物规则,其中一条是每次超市之行,小孩子只能选择购买一件物品。小孩很听话,规则立即生效。我看到他们在琳琅满目的货架上,将东西拿下来,又放回去。依依不舍,又毅然撒手,如此往复,再三再三。他们也在做取舍。

 

生物的取舍现象,达尔文在他的《物种起源》一书中有过精辟的描述:“生物整体的各部分紧密联系,如果其中一部分在自然选择的过程中有累积的净效应,那么另外的部分也发生了改变。这事很重要,并且没弄明白。(The whole organism is so tied together that when slight variations in one part occur, and are accumulated through natural selection, other parts become modified. This is a very important subject, most imperfectly understood.)”。

 

生态学关于取舍的内容,主要集中在生活史(life history)。一个生物什么时候性成熟开始产仔、一窝产几个、这个几个仔是否需要亲代抚育等,都是生活史所关注的内容。自然界的神奇之处,在于生物的生活史的确可以有很大的差别。比如生活在海洋中的翻车鱼(Mola mola),体型巨大,成年个体平均长度达2.5米,体重可达1吨。就这么个大家伙,他产的鱼卵却很小,刚孵出的幼鱼只有针头般大小。产卵虽小,但数量却十分惊人,每次产卵的数量以亿计。这么多鱼卵,亲代抚育就完全无法实现了。与之相对应的陆地哺乳动物亚洲象(Elephas maximus),则呈现完全不一样的生活史。这种大家伙,要长到10-15岁才能性成熟。好不容易等到怀孕,孕期又特别长,需要22个月之久。怀那么久,就生一头小象。小象生下来需要长达4-5年的精心抚育(哺乳期3年左右)。所以,很多亚洲象终其一生,所生小象也不过5-6头。同样体型大小的生物,为什么在生物史方面差异如此巨大?

 

1967年,R. MacArthur和E. O. Wilson对这个常见的自然现象,进行了概念化和理论化,并给予了进化的理解。取种群的逻辑斯蒂增长方程中的两个字母【dN/dt=rN(1-N/K)】,将其命名为r-K选择(r-K selection)。r-选择的生物,简单来说是以数量取胜。他们想尽办法,快速产仔。繁殖能力强、个体小、性成熟早,世代短、每窝产仔多(高r),但是个体成活比例低(低K)。这种生物在变化的环境中具有竞争优势。K-选择的生物则恰好相反,是以质量取胜。生的不多,但是生一个成一个。在稳定的环境中,这是有更强竞争优势的策略。




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