共生——自然之道
科學前沿
作者：王一凡
共生是指兩種不同生物之間所形成的緊密合作和互利關係，是自然界中司空見慣的現象。動物、植物、原生生物及真菌四者中任意兩者之間都存在共生關係。以共生的本質和目的來看，共生分為偏利共生、寄生和互利共生。偏利共生指的是一方獲益而另一方不受影響的共生關係；寄生是指一方獲益而另一方受到損害的共生關係；互利共生指的是雙方互惠互利的共生關係。
今天，研究人員發現了更多新奇的共生現象，也為人類與其他生物的共同生存和生態與環境保護提供了新的思路。
植物與脊椎動物的共生
一般人以為，自然界的物種共生大多發生在界的範圍之內，即動物與動物共生，植物與植物共生，原生生物與原生生物共生等。但實際上，共生現象大量地發生在跨界物種之間，如動物與植物之間的共生。不過，過去研究人員發現，物種的跨界共生一般是在低等的原生生物與動物或植物之間發生的。現在研究人員發現，植物能與較高等的脊椎動物共生。
加拿大戴爾豪斯大學的柯尼等人發現，一種水生植物綠藻能寄生於動物蠑螈的胚胎內與之共生，而蠑螈是脊椎動物。過去人們認為，魚、鳥、爬行類動物和哺乳動物（包括人類）等在內的脊椎動物擁有排他性的免疫係統，會對任何進入自己體內的異物都排斥，所以植物不會生長於脊椎動物的體內。
當然，此前研究人員也知道，綠藻可以寄生於低等動物，如鞭毛蟲體內。綠藻富含葉綠素，進入鞭毛蟲體內會使鞭毛蟲呈現綠色。鞭毛蟲自己沒有消化道，甚至連嘴巴都沒有，因此，綠藻進入鞭毛蟲體內最重要的作用是，可以為鞭毛蟲提供食物和能量，因為綠藻富含葉綠素，可透過鞭毛蟲的皮膚吸收陽光，進行光合作用合成食物，供養鞭毛蟲。反過來，綠藻也可以利用鞭毛蟲的排泄物作為營養物，所以，它一輩子都生長在鞭毛蟲的體內。
但是，綠藻出現在星點蠑螈體內的發現改變了人們對生物共生的看法，這證明植物可以與脊椎動物共生。
生存於北美的星點蠑螈隻是在捕食與繁衍後代時才會浮出水麵。在繁殖時，它們產卵在池塘裏，讓卵子在水麵漂浮，這提供了卵子與藻類緊密接觸的機會，而且藻類最喜歡池塘環境，因為這種環境充滿陽光又不易被其他生物幹擾。
柯尼等人在一個偶然的機會發現，這些星點蠑螈的卵子是綠色的，原來蠑螈的卵囊裏有綠藻。但是，綠藻鑽進蠑螈的卵子裏並非是簡單的寄生關係，而是卵囊裏的綠藻為蠑螈胚胎提供氧氣，綠藻也從胚胎排泄物中獲取所需要的氮。因此，這是一種互利共生關係。
為什麼綠藻會進入星點蠑螈的胚胎細胞內呢？研究人員認為，綠藻進入的是成年蠑螈的生殖細胞，這有兩種可能。一種是，星點蠑螈胚胎內的綠藻可能來自蠑螈的親代，這是一種垂直傳遞；還有一種可能是蠑螈從環境中吸收藻類，或藻類自己鑽入蠑螈體內。但不論怎樣，綠藻進入蠑螈體內說明，植物與脊椎動物可以互利互惠地共生。
像夫妻那樣忠誠的專性共生
從共生的形式來看，有專性共生和兼性共生。前者指的是，共生生物需要借助共生關係來維係生命；後者指的是，共生關係隻是提高了共生生物的生存幾率，但並不是必須的。因此，共生關係有時是不對稱的，在共生關係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。
現在研究人員在動物與植物的共生關係中發現了一種新的專性共生現象，就像人類的一夫一妻一樣專一和忠誠。這種專性共生是，植物釋放自己獨特的化學氣味來吸引動物，後者則幫助植物繁衍生存，同時這種動物也需要植物才能生存和繁衍。
研究人員早就發現，植物利用花粉氣味吸引蜜蜂為其傳花授粉，而榕樹也是靠這一機製來吸引一種特殊的蜜蜂——榕小蜂來為其傳花授粉的。但是，人們一直不清楚榕樹花中什麼樣的物質吸引了榕小蜂。
中外科學家共同分析榕樹隱頭花序揮發物和檢測榕小蜂對揮發物的行為反應，結果發現，榕樹通過釋放一種不常見的揮發性化合物，起到了對其傳粉的榕小蜂的專性吸引，由此，研究人員也了解到了榕樹與榕小蜂之間的專一性的共生關係。