土壤微生物之間的協(xié)同進(jìn)化關(guān)系

2015-07-15 王玲      】

  土壤中微生物的種類很多,有細(xì)菌、真菌、放線菌、藻類和原生動(dòng)物等,數(shù)量也很大。在土壤形成發(fā)展的歷史長(zhǎng)河中,作為其居民的土壤微生物為了適應(yīng)不斷進(jìn)化的土壤環(huán)境而不至流離失所,也會(huì)發(fā)生同環(huán)境相適應(yīng)的進(jìn)化。

  生物個(gè)體的進(jìn)化過程是在其所處環(huán)境的選擇壓力下進(jìn)行的,而環(huán)境不僅包括非生物因素也包括其他生物。因此一個(gè)物種的進(jìn)化必然會(huì)改變作用于其他生物的選擇壓力,進(jìn)而引起其他生物也發(fā)生變化,這些變化又反過來引起相關(guān)物種的進(jìn)一步變化,在很多情況下兩個(gè)或更多的物種單獨(dú)進(jìn)化常常會(huì)相互影響形成一個(gè)相互作用的協(xié)同適應(yīng)系統(tǒng)。

  生物之間的協(xié)同進(jìn)化就是指兩個(gè)相互作用的物種在進(jìn)化過程中發(fā)展的相互適應(yīng)的共同進(jìn)化。協(xié)同進(jìn)化的現(xiàn)象在自然界是普遍存在的。共棲、共生等現(xiàn)象都是生物通過協(xié)同進(jìn)化而達(dá)到的互相適應(yīng)。

  土壤微生物間的協(xié)同進(jìn)化關(guān)系最為典型的例子就是地衣,它是真菌和苔蘚植物的共生體,地衣靠真菌的菌絲吸收養(yǎng)料,靠苔蘚植物的光合作用制造有機(jī)物。當(dāng)環(huán)境條件僅有利于兩者中的任何一方生長(zhǎng)時(shí),均不能合成地衣體,而且已建成的地衣也會(huì)發(fā)生不同程度的解體。因此可以看出地衣體并非真菌與藻類的簡(jiǎn)單加和,而是它們經(jīng)過長(zhǎng)期的相互作用演化而成的一種既不同于真菌又不同于藻類的生物,是真菌與藻類協(xié)同進(jìn)化的產(chǎn)物。地衣物質(zhì)的生物學(xué)作用主要有以下幾個(gè):抵抗多種微生物(尤其格蘭氏陽性菌及各種真菌)的侵染;抑制與其爭(zhēng)奪生存環(huán)境的植物種子或孢子的萌發(fā)、生長(zhǎng)與發(fā)育;對(duì)取食它們的動(dòng)物產(chǎn)生毒害作用。所有這些都是地衣為了適應(yīng)其惡劣生境在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過程中產(chǎn)生的 。

  土壤中微生物間的協(xié)同進(jìn)化關(guān)系對(duì)于土壤生態(tài)系統(tǒng)來講具有重大的生態(tài)意義:(1)維持土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。土壤微生物間的協(xié)同進(jìn)化關(guān)系是在土壤環(huán)境的選擇壓力下形成的,是眾多微生物為合理共享生存資源而做出的生態(tài)習(xí)性及生理結(jié)構(gòu)的調(diào)整??偟膩碇v,這是一種和諧的相處模式,協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果驅(qū)使整個(gè)土壤生態(tài)系統(tǒng)良性發(fā)展,趨于穩(wěn)定。(2)促進(jìn)生物多樣性的增加。土壤微生物在協(xié)同進(jìn)化的過程中,由于生態(tài)位的重合和生存資源競(jìng)爭(zhēng)的加劇,必然會(huì)進(jìn)化出一些性狀不同的同種微生物,從而實(shí)現(xiàn)生態(tài)位分離,減少競(jìng)爭(zhēng)。(3)基因組進(jìn)化方面的意義。生物多樣性的增加從分子遺傳學(xué)角度來講為基因組進(jìn)化提供了基礎(chǔ)。土壤微生物在協(xié)同進(jìn)化過程中會(huì)發(fā)展出性狀不同的新物種以更好地適應(yīng)變化的環(huán)境,這些突然出現(xiàn)的不太穩(wěn)定的新性狀基因會(huì)隨著進(jìn)化的深入逐漸穩(wěn)定下來,成為土壤微生物基因組系統(tǒng)中的固定組分,從而促進(jìn)基因組進(jìn)化。

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