浩浩耗,我有屠龙之术,欲翻流云起舞;我有苍茫之志,欲煎七海成田; 阅读原文 先简单聊聊什么叫生物多样性:用一句话概括,就是一定空间内,所有活生物体之间所共同形成的一套生态。 “生物多样性”(Biodiversity)一词是在 1986 年才被提出,最早是指对地球上所有植物、动物、真菌及微生物等物种种类的清查。此后,生物多样性在学术上的定义被扩充至所有生态系统中活生物体的变异性,它涵盖了所有从基因、个体、物种、种群、群落、生态系统到地景等各种层次的生命型式,同时也泛指各式各样的生命相互依赖的或复杂,或紧密,或脆弱的关系[1]。 恰好,我读博时所在的研究所就叫化学生态所(Max Planck Institute for Chemical Ecology),那我就借博士期间研究的物种,讲一个生态学的故事吧。 这是在美国犹太州的沙漠里拍的照片,图上的这些植物,就是我们组研究的模式物种,Nicotiana attenuata(俗名野生烟草),而在这看似风平浪静的照片里,其实有着一套非常复杂的生态系统在暗流涌动。下面我就啰嗦点,缓缓道来~ 首先,野生烟草有两个特别的习性: (1)种子的休眠期特别长,有的可以在土里埋几十年,遇到刺激信号,依然可以中止休眠,开始迅速生根发芽。 (2)要唤醒野生烟草的种子,一个必要的条件就是烟(smoke)信号。只要没有烟的成分,管你是放培养基上养,还是浇水施肥,统统不好使,根本不起床。 可能有朋友会感叹,这是什么奇葩习性?嗯,当你知道野生烟草的天然生长环境的时候,可能就不会那么诧异了。野生烟草这种植物,是我大老板几十年前在犹他州的沙漠里发现的,因为沙漠很干燥,经常容易发生山火,但他发现,每当有山火过后,满山遍野都会变成野生烟草的天下。 这是为啥呢?结合我刚才说的习性,就好解释了,山火的浓烟就是强烈的刺激信号,而山火过后,必然寸草不生,但却让土壤里积聚了大量有营养的草木灰。这就提醒着沉睡的种子,该起床了开饭了,现在不仅有大量的营养供给,还没有其它植物来给你们抢饭吃!这就是最终导致山火过后,满山遍野都是野生烟草的原因。 但这垄断地位,也不是没有问题,因为当一个地方只有一种植物的时候,自然就会成为各种昆虫和食草动物的唯一选择了。而最喜欢吃它的,自然就是烟草天蛾了。成天逮着叶子啃,还啃得嘎奔脆。 那回到主题,烟草就这么弱,躺平了拿给这些虫子啃?那肯定不是呀,在这漫长的进化过程中,野生烟草也往难吃的方向不断的努力着,甚至还不止难吃,是朝着吃我就要把你毒死的方向在进化。 除了常规得,什么叶子上面长了毛刺啊,倒钩啊这些物理武器都是小 case,野生烟草进化出的最牛逼得武器是化学武器,直接用尼古丁毒死你!香烟之所以对人体有危害,最主要得原因就是尼古丁这种成分,而野生烟草自然具备这种种族天赋,在它被昆虫进食得时候,体内得尼古丁合成途径会迅速被激活,导致短时间内,被啃食部位得尼古丁含量暴增!这浓度,通俗一点来讲,换算成人的吸烟量,差不多是几百包香烟得尼古丁总量。所以,尼古丁可不是有毒么,你吸得本来就是别人用来杀敌的东西!所以其实,很多昆虫真的不是喜欢吃烟草,只不过是没得选而已.... 但是,所谓道高一尺魔高一丈,昆虫也不是吃素的,它们也在不断的进化处响应的应对机制,尤其是烟草天蛾。这货居然在无形间,练就了一身百毒不侵的功夫,尽然能在摄入大量尼古丁后,通过大便,和皮肤上的气孔,把尼古丁原封不动的排出来....这是不是绝了,这甚至导致吃了烟草的天蛾幼虫,成天散发这一种尼古丁的臭味,连它的天敌蜘蛛都不太想碰,这一招斗转星移,不仅给自己解了毒,还把毒转化成防御法术,绝了绝了! 注意到它背上的气孔了吗 最后的结果是什么呢?烟草也知道毒不死这货了,那干脆就只能委曲求全,但还是利用一下吧,就这样,野生烟草成了天蛾产卵的好归属,直接产卵到叶子上,幼虫孵化出来就直接可以啃叶子吃,但同时呢,最后幼虫化简成蝶后,也是野生烟草用来传播花粉的重要媒介(下图天蛾的成虫是 P 上去的,它可以带着很多花粉到其它地方)。 这个蛾子是 P 上去的哈,为了展示成虫形态 这就是发生在自然界中,一个在平常不过能够一定程度上反应出生物多态性的故事,但发现这么小的一个故事,却让研究人员花费了很多心血,这即是科研工作的无奈,也是科研工作的乐趣吧。 好了,先写到这儿吧,又让我想起了被打扫虫笼所支配的恐惧,这是我博士期间为数不多的,一想到就浑身不愿意,但又不得不干的事(因为实验室需要长期有幼虫做实验,所以组里的所有人,都要轮流辅助养虫,采卵,打扫虫笼的工作)。 阅读原文