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共生是指兩種不同生物之間所形成的緊密互利關系。動物、植物、菌類以及三者中任意兩者之間都存在“共生”。在共生關系中，一方為另一方提供有利于生存的幫助，同時也獲得對方的幫助。
有的共生生物緊密纏繞在一起，讓人們很難將二者區(qū)分開來。在植物和動物共生的例子中，我們往往很難判斷這些生物究竟是植物，還是動物。 共生生物可不是一起生活、一起工作、和諧共處的卡通角色。大部分共生生物并不知道自己正在幫助另一種生物，它們只是選擇了對自身最有利的生存方式，這是物種自然選擇的本能行為。 人類其實也是共生生物。沒有共生現象，地球上可能就不會存在生命。也許正是共生關系推動了多細胞生物的進化。有的科學家認為整個地球就是個巨大的共生有機體。但共生關系有時看起來很奇怪。在本文中，我們將和您一起探討這種奇怪的現象（也許您會發(fā)現其實它們并不那么奇怪）。
共生的傳統定義是兩種密切接觸的不同生物之間形成的互利關系。大多數生物學家仍然認同這一定義。然而，有些生物學家認為凡是發(fā)生頻繁密切接觸的不同物種間的關系都屬于共生關系，不管其中哪方受益。這其中包括偏利共生（commensalism）和寄生（parasitism）。前者指一方獲益而另一方不受影響的共生關系；后者指一方獲益而另一方受到損害的共生關系。本文中，我們將著重介紹互利的共生關系。
共生的形式有許多種。有的共生生物需要借助共生關系來維系生命，這屬于專性共生（obligate symbiosis）。有的共生關系只是提高了共生生物的生存幾率，但并不是必須的，這叫做兼性共生（facultative symbiosis）。共生關系有時是不對稱的，在共生關系中很可能出現一種生物是專性共生而另一種生物是兼性共生的現象。 傳統定義中的“密切接觸”也值得仔細推敲。大多數情況下，這種關系很簡單——一個生物直接長在另一生物之上或另一生物體內。但生物學家認為兩種生物如果存在某種生物化學關系，比如產生并分享酶、蛋白質、氣體或其他化合物，那么它們也可以被視為共生生物。 共生還分為內共生（endosymbiotes）和外共生（ectosymbiotes）。內共生是指一種生物長在另一生物體內，生物學家所說的“體內”是指生物體的細胞之間或身體組織里面（比如鞭毛蟲的例子）。外共生是指一種生物長在另一種生物之外。（注意，某種生物長在另一種生物的消化道內應該屬于外共生，因為這種情況顯然不符合生物學家對于內共生的定義。）
進化本身是不可思議的。生物的適應現象多種多樣，有時這種現象似乎有違邏輯，生物共生現象尤其如此。兩種不同生物的特性怎么會進化到可以配合得天衣無縫呢？事實上，許多對進化持懷疑態(tài)度的人認為共生就是駁斥自然進化的有力“證據”。
自然選擇是解釋共生生物進化過程的關鍵。在某生物種群中，有些個體具有比其他個體更利于生存繁衍的共生特征，它們更有可能將這種特征傳給后代，而其他不具有這種有利特征的個體則很有可能在進行繁殖之前死去。這樣經過一代又一代的傳遞，有利于生存的優(yōu)越特征會在該種群中表現得越來越明顯。 決定共生特征能否得以傳承的關鍵因素是種群壓力——種群壓力是指對某種群的個體來說比較艱難的生存環(huán)境。在進化的過程中，生物的共生特性和它們的逃脫天敵以及捕獲獵物特性同樣重要。 許多共生關系最開始也許只是兼性共生，在經歷了長期進化之后，這些生物會變得越來越依賴共生關系，因為共生特征在優(yōu)勝劣汰的自然選擇中具有優(yōu)勢。最終，共生雙方將完全依靠共生關系獲取食物、居所、酶等生存資料。 生物共生關系就好像是生物進化的“工具箱”。比如，樹木需要土壤深處的養(yǎng)分，為此它們會進化出有利于吸收養(yǎng)分的根系——事實上，許多樹木都有發(fā)達的根系。但是，這種進化需要漫長的時間（通常需要上萬年甚至更長的時間），而且有些樹木可能無法完成這樣的進化。而土壤中的真菌恰好具有從土壤深處汲取養(yǎng)分的能力。當樹木與真菌比鄰而生時，就會彼此形成共生關系，因為樹木進化成與真菌共生的生物顯然要比樹木的單獨進化快得多。 有的生物學家提出了一個叫做“共生起源（symbiogenesis）”的理論，這一理論已經被普遍接受。該理論認為共生是地球上復雜生物起源的關鍵。在物種的進化過程中，日益多樣的微生物逐漸形成了一系列共生關系，不同的微生物在共生關系中發(fā)揮不同的作用，以維持生存。這些共生關系逐漸發(fā)展成一個關系緊密的互利網絡，每種微生物都好像是機器上的一個齒輪。最終，它們進化成了帶有一層保護膜的整體，也就是我們說的細胞，而其中的微生物都成了細胞的一部分：線粒體（mitochondria）、細胞核（nuclei）和核糖體（ribosomes）。
人類也是共生生物嗎？當然是。 人的消化道里有無數的細菌和其他微生物。事實上，人的排泄物主要由細菌組成。這些細菌具有多種功能，但其首要職責是分解消化道內的物質，如果沒有它們，人的消化道就無法完成這一任務。比如，大量未經消化的碳水化合物進入腸道，腸道中的細菌能把它們分解成可以吸收和轉化的各種酸性物質。就這樣，人體利用細菌消化，從食物中獲取更多的營養(yǎng)和熱量，而消化道(腸道)的細菌則通過人體獲得穩(wěn)定的食物供應。然而，如果服用抗生素，人體消化道內的大量共生細菌就會被殺死，從而導致消化能力降低[資料來源：格拉斯哥大學]。而要恢復原來的消化能力，則要等到腸道內的共生細菌重新繁殖起來。 食物短缺的人們需要充分利用食物中的能量，有助消化的腸道細菌對他們大有益處。然而，科學家們一直在研究腸道中的細菌和西方國家普遍的肥胖問題是否存在關聯。研究者通過試驗發(fā)現，在沒有腸道細菌的無菌環(huán)境中，小白鼠即使吃了高能量高脂肪的食物還是十分瘦弱 。如此看來，利用人類與腸道細菌之間的共生關系，科學家們也許真能研制出減肥良藥。 人體腸道內的細菌十分復雜，我們至今仍無法完全弄清它們對人體到底有哪些益處。有的科學家認為它們可以刺激我們的免疫系統，讓人體產生抵抗有害微生物的抗體。事實上，這些腸道細菌如果由消化道進入血管，也會對人體產生極大的危害。但在腸道內，它們則可以壓制那些進入人體腸道并對人體造成危害的微生物。
蟻棲樹與阿茲特克蟻
清潔魚 清潔魚有很多種，它們會幫助其他魚類清理身上或口中的細菌和真菌。舟鰤、清潔工隆頭魚和加州尖隆頭魚均以其他魚類身上的寄生生物為食。如果沒有這些清潔魚，其他魚類就會受到寄生蟲的困擾。因此，當清潔魚靠近時，其他魚類一般不會采取任何攻擊行動，這讓清潔魚可以放心完成清潔工作。此外，其他魚類有時還會主動去找清潔魚來幫助自己清除細菌。 除了魚之外，其他生物也有類似的共生關系。白鷺、黃嘴牛椋鳥、鸻鳥和棕頭牛鸝常常飛到其他動物身上，以這些動物身上的昆蟲、扁虱和其他寄生蟲為食。鸻鳥喜歡跳到在曬太陽的鱷魚嘴里，啄食它們口中的水蛭。很多清潔鳥類還會啄食斑馬、野牛、疣豬和家畜身上的寄生蟲，讓它們不受寄生蟲的侵害。在危險來臨時，它們還會向宿主發(fā)出警報。 食蜜鳥 根瘤菌
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