動物吃植物,似乎是天經地義的事情。植物一不能移動,二不能躲避,當食草動物“找上門來”的時候,它們是如何反抗的呢?
達爾文曾在《物種起源》中提出“自然選擇”的觀點。他認為,面對復雜的環境變化與殘酷的生存斗爭,為了確保物種的存續,生物會根據自身情況進行變異與進化,做出所謂的“適應性改變”;在這個過程中,進化方向“正確”、適應能力強的生物生存下來并繁衍后代,進化方向“錯誤”、適應能力弱的生物則逐漸被淘汰。簡而言之,能夠一直存活在這顆星球上的,一定是能適應環境變化的物種。
根據達爾文的說法,那些時至今日依然繁盛的植物,顯然具備一定的“自保”能力——否則早就被食草動物啃食殆盡了。事實也確實如此。雖然不能動、不能躲,但植物一直在想辦法,避免自己成為其他生物的“盤中餐”。例如:胡椒科胡椒屬的苧葉,其果實富含類似辣椒素的物質,能夠讓食草動物涕淚橫流,再也不敢靠近;當歐洲玉米遭到毛蟲攻擊時,玉米植株會釋放出易揮發的β-石竹烯來吸引毛蟲的天敵寄生蜂,仿佛在說“來人,護駕”;深受蚜蟲之苦的野生土豆則掌握了蚜蟲的“電報密碼”,能夠揮發出蚜蟲用來警告同類逃命的信息素β-金合歡烯,模仿警報嚇跑它們……
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面對來自植物的反抗,食草動物顯然也有自己的應對之道。這種“你有張良計,我有過墻梯”的斗智斗勇,促使動物與植物不斷進化,最終構成了今日我們所熟悉的紛繁多樣的生態體系。
青草是我們身邊隨處可見的植物,它們不僅供養了大量的食草動物,還是城市綠化的重要組成部分,是生態系統中不可或缺的一員。然而,我們很少認真地思考一個問題:“既然青草如此常見,為什么我們不能食用它們呢?”其實,人類不能食用青草的原因很簡單——它們實在是太“難吃”了。
首先,我們在心理上就把青草劃歸為“難吃”的一類食物。在漫長的進化過程中,我們的祖先通過基因傳承味覺記憶,告訴后代如何選擇最有利于自身的食物。肉類、植物果實富含蛋白質與糖分,可以補充能量,增強體質,在不斷的記憶強化中,它們便成了“美味”的象征,當我們進食這些食物時,舌頭與大腦都會產生愉悅的反饋。而青草不僅無法滿足我們對營養成分的需求,還含有令人不適的草酸,久而久之,青草便成了“難吃”的象征,讓大腦敬而遠之,毫無食用的欲望。
其次,青草在口感上也確實“難吃”。青草看似柔弱,但內部纖維極其粗糙,表面還有很多細小的二氧化硅晶體和角質化鉤刺,不僅難以咀嚼,而且不好消化。此外,萬一沒完全嚼爛就囫圇吞下,青草鋒利的葉片邊緣還有可能劃傷口腔與食道,令食用者倍感折磨。更令人無奈的是,青草的草酸和粗糙纖維會大幅降低牙齒的使用壽命,進而損害口腔健康。因此,無論作為日常食材還是短期救濟糧,青草都不是一個好的選擇。
青草的這些防御方法十分有效,不僅是人類,很多史前食草動物也對它們束手無策,因此,自始新世起,青草開始在地球上大肆擴張,大規模取代了原有的植物類型,讓那些喜好柔嫩枝葉的史前食草動物失去了食物來源,最終大量死亡,直至滅絕。不過,仍有部分食草動物頑強地存活了下來,它們完成了適應性進化,找到了戰勝青草的取勝之鑰。
首先是耐磨的牙齒。為了盡可能地降低食用青草帶來的牙齒損耗,保持進食能力,以馬為代表的奇蹄目食草動物“見招拆招”,進化出了耐磨度極高的高冠齒。這種牙齒的齒冠高度大于齒根高度,長度大約是我們人類牙齒的4~5倍。有了超長的齒冠,馬兒就可以放心地食用青草,再也不用擔心牙齒會不會磨壞了。
沒有高冠齒?那也沒關系,以牛為代表的偶蹄目食草動物找到了獨屬于它們的解決之道——既然牙口不夠好,不妨全部交給胃來解決。這就是我們熟知的反芻行為。在漫長的進化過程中,牛將自己的食道逐漸改造成3個類似胃的器官——瘤胃、網胃與瓣胃。經過簡單咀嚼的青草暫時存放在瘤胃與網胃中,由細菌自行發酵;幾小時的發酵過后,青草變得軟嫩,此時將它們逆嘔回口中,經過再次咀嚼后才允許它們進入瓣胃中被碾成食糜;最后由真正的胃——皺胃進行充分的消化。
回到我們最初提及的3個事例,它們其實也都有后續的進展:辣度驚人的苧葉驅趕走了食草動物,卻也“培育”出樹鼩這樣的“吃辣高手”;歐洲玉米釋放的信息素保護它們免受毛蟲侵襲,卻也無形中招來了致病真菌;當蚜蟲們能夠識破“假警報”的把戲,野生土豆也開始優化“假警報”的傳播方式,巧妙地模仿起蚜蟲的警報節奏……這種“道高一尺,魔高一丈”的場景,每天都在上萬種生物之間反復上演。
本文來自《科學畫報》
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