許多人認(rèn)為植物不具備行為能力,所以不會(huì)去思考植物的社會(huì)屬性。
其實(shí)越來越多的證據(jù)表明,植物不僅有社交活動(dòng)、家庭糾紛等等社會(huì)行為,它們還進(jìn)化出了利他行為,并且由于利他行為,植物界也存在真社會(huì)性的物種。
△ 這個(gè)長在樹上的的植物就是二岐鹿角蕨
就是上面這個(gè),這是二岐鹿角蕨(Platycerium bifurcatum),它是目前已知唯一一種被認(rèn)為符合真社會(huì)性生物標(biāo)準(zhǔn)的植物。
那么有趣的問題是,這種植物到底為何被判定為是真社會(huì)性生物呢?它們的社會(huì)到底又是如何運(yùn)作的呢?
什么是真社會(huì)性生物?
對(duì)于大部分動(dòng)物來說,即便它們是獨(dú)居的,也需要一些簡單的社交,以便處理好種群間的資源分配,比如領(lǐng)地和配偶。
為了更好地分配種群的生存資源,一些動(dòng)物開始集群,出現(xiàn)社會(huì)屬性,而在所有社會(huì)性組織中,真社會(huì)性是高層次。
“真社會(huì)性”其實(shí)是一個(gè)比較新的詞,它是用來描述螞蟻、蜜蜂等動(dòng)物的社會(huì)行為,這些動(dòng)物的社會(huì)模式有別于其它動(dòng)物,它們能夠?qū)⑸尜Y源大化。
目前真社會(huì)性主要有三個(gè)特征定義:
第一,合作照料后代;第二,在成年群體中具有重疊的世代(即不同世代混居合作);第三,生殖等級(jí)分化(即有專門負(fù)責(zé)生殖的和專門撫養(yǎng)后代的,以及其它分工)。
我們以螞蟻為例,在一個(gè)蟻巢中,有專門負(fù)責(zé)繁殖的蟻后,有專門負(fù)責(zé)收集食物,養(yǎng)育幼蟲,清潔蟻巢等等工作的工蟻,還有用于防御入侵的兵蟻。
如果這些工作沒有明確的分工,那么都會(huì)對(duì)社會(huì)資源進(jìn)行不必要的浪費(fèi),例如繁育后代這件事,如果種群中每個(gè)個(gè)體都繁育的話,那么就擇偶過程都會(huì)浪費(fèi)掉巨大的生存資源。
由于真社會(huì)性動(dòng)物對(duì)生存資源的更合理利用,所以它們獲得了巨大成功,螞蟻和蜜蜂擴(kuò)散到除南極洲外的所有土地,世界上所有螞蟻的總重量甚至超過人類的總重量。
隨著真社會(huì)性的相關(guān)定義的深入人心,人們逐漸將其它動(dòng)物也歸入了其中,脊椎動(dòng)物也有表現(xiàn)出真社會(huì)性的物種,那就是裸鼴鼠——這是已知唯一的真社會(huì)性脊椎動(dòng)物,它們的社會(huì)分工和螞蟻幾乎一樣。
然而,大部分真社會(huì)性動(dòng)物都生活在陸地,水生動(dòng)物很少被觀察到有真社會(huì)性動(dòng)物存在,這是因?yàn)樗h(huán)境讓后代更容易擴(kuò)散,而不是被保留下來。
直到1996年,人們發(fā)現(xiàn)了Synalpheus,才將真社會(huì)性概念帶出陸地。
Synalpheus是十足目鼓蝦科(Alpheidae)下的一個(gè)屬,包含多種表現(xiàn)出真社會(huì)性的物種,它們是已知唯一的水生真社會(huì)性動(dòng)物。
其中特別是附生在海綿中的Synalpheus物種,大多都表現(xiàn)出真社會(huì)性,同樣它們的社會(huì)分工也已經(jīng)達(dá)到了類似螞蟻的程度。
值得一提的是,真社會(huì)性在動(dòng)物中無數(shù)次被獨(dú)立進(jìn)化,同時(shí)也被觀察到一些動(dòng)物放棄這種模式,轉(zhuǎn)而走向獨(dú)居生活。
這說明,雖然真社會(huì)性在許多情況下是有益的,但維持真社會(huì)性并非沒有代價(jià),而獨(dú)居生活在某些情況下可能更優(yōu)越。
二岐鹿角蕨的社會(huì)如何運(yùn)作?
簡單了解了真社會(huì)性的相關(guān)概念之后,我們回到今天的主角——二岐鹿角蕨。
△ 二岐鹿角蕨作為觀賞植物深受人們喜愛
其實(shí),二岐鹿角蕨是比較常見的植物,很多人喜歡把它當(dāng)作觀賞植物來養(yǎng)殖,而且它非常好養(yǎng),號(hào)稱“把它養(yǎng)活比把它養(yǎng)死容易”。
不過,它們的真社會(huì)性直到2021年才被發(fā)現(xiàn),如今也得到了較高的認(rèn)可,維基百科也已經(jīng)將其寫入詞條。
△ 真社會(huì)性的真核生物
這種植物是附生的蕨類植物,它們生長在一些較大樹木的樹干上,但是與寄生不同,附生不會(huì)從宿主身上獲取營養(yǎng)。
對(duì)于二岐鹿角蕨而言,雖然它們?cè)谄渌鼧淠镜臉涓缮习l(fā)芽,但它們的所有營養(yǎng)都來自空氣和雨水,這種獨(dú)特的生活方式暗示著它們有趣的創(chuàng)新。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)二岐鹿角蕨從來不會(huì)單獨(dú)出現(xiàn),它們是總是聚集在不同的群落中,每個(gè)群落有6到58個(gè)個(gè)體,這些個(gè)體擁有不同的基因——這說明它們不能算作一株植物,而是一群植物。
這一群生長在一起的二岐鹿角蕨擁有兩種形式,它們生長著不同形狀的葉子,一種是“帶狀葉”,還有一種是“巢狀葉”。
“帶狀葉”的個(gè)體可以進(jìn)行光合作用,同時(shí)它們是群體中擁有繁殖能力的個(gè)體,而“巢狀葉”光合作用的能力很弱,同時(shí)不具備繁殖能力。
在一個(gè)群體中,“巢狀葉”通常生長在宿主植物的頂部,以及“帶狀葉”的底部。
頂部的“巢狀葉”個(gè)體,它們通過自己葉片形狀的優(yōu)勢(shì),可以將雨水很好地收集起來并滲透到種群的根部,同時(shí)可以部分抵擋掉高空墜物。
底部的巢狀葉除了收集雨水之外,很可能還有分配雨水和養(yǎng)分的職能——目前的研究還不是很確定它們的具體職能。
總得來說,二岐鹿角蕨的“巢狀葉”個(gè)體在種群中的角色與蟻群中的工蟻、兵蟻幾乎一模一樣。
“帶狀葉”個(gè)體的角色則類似蟻群中的蟻后,它們將自己長得高高的,方便傳播自己的孢子,傳播出去的孢子重新集群,而沒有傳播出去的部分則留在原種群替換掉年老的相應(yīng)個(gè)體。
整個(gè)二岐鹿角蕨的群體雖然很小,但是它們確實(shí)部分擁有真社會(huì)性的三個(gè)特征,只是分工上并沒有螞蟻、蜜蜂等那么明確,社會(huì)紐帶也沒有那么牢固,算是原始的真社會(huì)性生物。
而之所以這種植物會(huì)變成真社會(huì)性,主要還是它們附生的生活方式,隨著集群個(gè)體增加后,繁殖成本變得越來越高,終它們找到了這種解決方案,部分個(gè)體放棄了繁殖,轉(zhuǎn)而全心全意為群體付出,以減少繁殖帶來的生存資源浪費(fèi)。
后
聊到真社會(huì)性,很多人可能會(huì)想到人類算不算,或者有沒有朝著這方面發(fā)展。
其實(shí)人類是否屬于真社會(huì)性生物,存在許多爭議,但是人類女性在生育這件事上確實(shí)有點(diǎn)像真社會(huì)性生物一樣。
女性的壽命通常更長,但是生育能力卻早早就結(jié)束了,研究人員發(fā)現(xiàn),女性停止繁殖轉(zhuǎn)而照顧自己后代的后代,者能夠大大提高后代的存活率,這種特征其實(shí)與二岐鹿角蕨的“巢狀葉”也有點(diǎn)類似。
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