综述:超越互利共生:驯化者与被驯化物之间互动的本质
《Trends in Ecology & Evolution》:Beyond mutualism: the nature of domesticator–domesticate interactions
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时间:2025年10月03日
来源:Trends in Ecology & Evolution 17.3
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本文分析人类与家养动植物互作关系,挑战传统互利共生观点。通过生态学、进化生物学和遗传学数据,揭示这些关系随驯化阶段和路径变化,呈现从对抗到互利再到剥削的转变。过度驯化导致依赖性增强及有害突变积累,形成非对称互作,提出需重新审视驯化生态与进化机制。
人类对动植物的驯化是一个复杂而深远的过程,长期以来,这一过程常被描述为一种互利共生关系。然而,这种定义很少被严格检验,且在实际中可能并不完全适用。本文通过回顾生态学中互利共生的定义,结合驯化过程的起源、演化以及当前特征,探讨了驯化者与驯化对象之间的关系是否可以被归类为互利共生。研究指出,这种关系在不同驯化路径和时间阶段表现出显著差异,从对抗到共栖再到互利,甚至在某些高度驯化的物种中,后期阶段可能演变为一种单方面的利用关系,而非互利。
### 驯化路径与生态关系的多样性
驯化过程并非单一路径,而是多种方式并存。植物驯化大致可以分为七种主要路径:生态系统工程路径、谷物路径、块茎路径、杂草路径、共生路径、果实路径以及纤维路径。动物驯化则主要涉及两种路径:猎物路径和共栖路径。这些路径反映了人类与动植物之间互动的不同方式。例如,生态系统工程路径强调人类对自然环境的改造,如清除不具价值的植物物种,保护有用的植物,吸引非人类的传播者等。而猎物路径则涉及人类从捕猎转向饲养,如牛、羊、猪等。共栖路径则指某些动物最初因人类活动而受益,如猫和鸡,最终被驯化。
这些不同的路径表明,人类与动植物之间的关系并非一成不变,而是随着驯化过程的推进而发生变化。在某些情况下,人类对动植物的干预可能最初是消极的,甚至带有对抗性质。例如,在块茎路径中,一些植物可能在人类开始采集它们之前就已经处于竞争状态。而在谷物路径中,人类最初可能只是收集野生谷物的种子,这种关系可能更接近于共栖,而非互利。然而,随着农业的兴起,人类开始对这些植物进行更系统的管理和培育,从而形成了更紧密的互利关系。
### 驯化过程中的互动变化
驯化过程可以划分为三个主要阶段:农业出现前、早期驯化阶段以及驯化综合征形成后。在农业出现前,人类与某些动植物之间的关系可能较为复杂,既有对抗,也有共栖,甚至存在互利。例如,在果实路径中,人类从采集野生果实开始,逐渐发展出对这些植物的依赖。这种依赖可能促进了果实的传播,从而形成了一种相互受益的关系。然而,这种关系并非在所有情况下都稳定,某些物种可能在早期阶段就表现出对人类的依赖,但这种依赖并不总是带来积极的生态影响。
在早期驯化阶段,人类与动植物之间的互动逐渐从对抗转向互利。例如,在谷物路径中,人类开始主动选择和培育某些植物,使其更适应人类的种植需求。这种互动可能导致植物在人类的照顾下获得更好的生长条件,从而提高其繁殖率和产量。然而,这种互利关系可能并不完全对等,某些物种可能在人类的干预下获得更多的好处,而人类则可能因对这些物种的依赖而承担更多的责任和成本。
### 驯化后期的代价与利用关系
随着驯化综合征的形成,人类与动植物之间的互动可能变得更加复杂。在这一阶段,某些动植物可能完全依赖于人类的管理,这种依赖可能导致其遗传多样性的下降,以及有害突变的积累。例如,许多高度驯化的作物,如香蕉和葡萄,可能因为失去了自然的繁殖能力而变得依赖人类的种植和管理。这种依赖不仅影响了它们的遗传结构,还可能降低了其适应环境变化的能力。
此外,驯化过程中可能伴随一些负面的生态影响。例如,由于人类的持续管理,某些作物可能无法在自然环境中生存,这可能导致它们的微生物群落发生变化,从而影响其健康和防御能力。这种变化可能使作物在没有人类干预的情况下无法维持其种群的稳定,甚至可能导致其种群的衰退或灭绝。
### 驯化关系的崩溃:从互利到利用或放弃
驯化关系的崩溃可能有两种方式:一种是从互利转向利用,另一种是完全放弃这种关系。在第一种情况下,人类可能继续管理某些动植物,但这种管理更多地体现了单方面的控制,而非相互的受益。例如,某些作物可能因为遗传多样性的下降和有害突变的积累,而变得依赖于人类的干预,这种依赖可能使其在没有人类支持的情况下难以生存。这种关系可能类似于内共生,其中一方对另一方的生态和进化产生强烈的影响,而另一方则可能无法独立生存。
在第二种情况下,人类可能因为某些原因而放弃对某些动植物的管理。例如,当更好的作物品种出现时,某些传统作物可能被逐渐淘汰。这种现象在历史上并不罕见,如在青铜时代,大麦被更高效的杜兰小麦取代。此外,外来入侵、战争和殖民等外部因素也可能导致某些驯化关系的崩溃,使得这些物种被遗弃或灭绝。
### 驯化关系的生态与进化意义
驯化关系的多样性表明,人类与动植物之间的互动并非简单的互利共生,而是多种复杂关系的组合。这种多样性可能影响驯化物种的生态适应性和进化潜力。例如,某些物种可能在驯化过程中获得了更多的资源和保护,从而在人类的环境中繁衍生息。然而,这种好处可能伴随着更大的依赖和遗传上的代价,使得它们在面对环境变化时更加脆弱。
此外,驯化过程中的不同路径可能对物种的适应性产生不同的影响。例如,生态系统工程路径可能使某些植物在人类的干预下获得更多的生长空间和资源,而杂草路径中的物种可能因为人类的管理而失去其自然的传播能力。这些变化可能反映了驯化过程中选择压力的不同,以及人类与动植物之间互动的动态变化。
### 驯化关系的未来研究方向
本文提出了一些重要的研究问题,这些问题对于理解驯化过程的生态和进化意义至关重要。例如,人类与动植物之间的互利关系是否比对抗关系更具进化稳定性?驯化过程中有害突变的积累是否因不同的路径而有所不同?哪些因素导致了驯化物种的野化?早期人类的栽培实践如何影响了这些物种的遗传结构?驯化关系为何在某些情况下崩溃,而在其他情况下得以维持?
这些问题不仅有助于我们更好地理解驯化过程的复杂性,也为未来的生态学和进化生物学研究提供了新的视角。通过深入探讨这些关系的多样性,我们可以更全面地认识人类与动植物之间互动的动态变化,以及这些变化对生态系统和物种进化的影响。
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