白蚁与超鞭虫

时间:2022-10-17 12:49:52

共生就是两种生物或两种中的一种,由于不能独立生存而共同生活在一起,或者一种生物生活于另一种生物体内,相互依赖,各能获得一定利益的现象。白蚁和超鞭虫的共生现象最为典型:白蚁喜欢吃木质纤维,但自己却缺乏独立将木质分解、消化吸收的本领,但在其肠道中生活的超鞭虫可以帮助它将木质纤维分解,得到充足的食物,而超鞭虫也从中得到了养料。

超鞭虫为一类原生动物,隶属于动鞭毛纲、超鞭虫目。生活在白蚁肠道内的超鞭虫每当白蚁脱皮后就被遗弃,新脱皮的幼蚁需要经过其他关联的感染,才重新拥有这些对其生命十分宝贵的共生生物。白蚁是比较原始性的社会性昆虫,隶属于等翅目,全世界已经记录的种类有3000种左右,我国已知有100种左右,主要分布在热带、亚热带地区。白蚁可以分为高级白蚁和低级白蚁两大类。高级白蚁一般指白蚁科的种类,约占白蚁总种数的3/4。高级白蚁肠道内共栖的不是原生动物,而是一些菌类。高级白蚁消化纤维素的生理现象,尚不完全明了,大多认为与低级白蚁肠道内的超鞭虫所起的作用相似。低级白蚁肠道内共栖的是有协助消化木质纤维作用的原生动物,特别是超鞭虫类。科学家通常利用对这些共生的原生动物的研究作为推测白蚁系统分类的根据,因为白蚁和它的共生原生动物可以追溯到一亿年以上的历史关系和生态关系。

白蚁的行为变化多端,但全都依靠吃植物纤维为生。白蚁的经济对策同其他社会性昆虫(例如隶属于膜翅目的蚂蚁、蜜蜂等)有明显不同,它们在取食活动中的能量收益与采食对策有关,但主要是决定于食物的消化和利用效率。从社会比较能量学的观点看,白蚁最明显的特点是它们常常直接居住在食物资源的内部,因此,它们周围的食物资源几乎是无限的。虽然这些食物(木质纤维)中所含有的可供利用的能值很低,但是它们利用这些食物的效率却很高。例如,直接生活在食物资源内部的木白蚁类,不仅不需要在觅食上消耗能量,而且也不需要在筑巢上消耗能量。对它们来说,取食的过程就是筑巢的过程,筑巢的同时也在取食,两种功能合二为一了。生活在食物资源的内部,还为白蚁提供了一个坚硬的保护外壳,并使蚁群的增长不受季节性不利因素的影响。

长期以来,人们只是知道白蚁能大量吞吃木头,给房屋、家具等带来灾难性破坏。但科学家的最新研究发现,白蚁的这种能力也可能为汽车带来清洁燃料。植物中的木质素是木材分解成糖的最大障碍,而糖是生产生物燃料的基本成分。木质素是构成植物细胞壁的最坚硬的部分,封锁了生物质中的糖。科学家在白蚁的肠道内发现了一种混合酶,有助于克服目前将木材转化为生物燃料过程中存在的障碍。混合酶包括白蚁体内的一些酶以及超鞭虫产生的酶,它们结合起来发挥了更大的作用,其效果就好比是1+1=4。科学家将制造这些酶的基因插入病毒中喂给毛虫,就能产出大量的酶,进而利用这些酶的作用,让木材能产出更多的糖以提高生物燃料的产量。

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