六、生態(tài)適應

1．生態(tài)適應的概念

生態(tài)適應是生物隨著環(huán)境生態(tài)因子變化而改變自身形態(tài)、結構和生理生化特性，以便于環(huán)境相適應的過程。生態(tài)適應是在長期自然選擇過程中形成的。不同種類的生物長期生活在相同環(huán)境條件下時，會形成相同生活類型，它們的外形特征和生理特性具有相似性，這種適應性變化稱為趨同適應。例如：昆蟲進入新的生活環(huán)境后，逐漸適應新生境。

2．生態(tài)適應的內涵

生態(tài)適應是生物與其生存環(huán)境的協(xié)調過程。生物多通過行為、生理或結構的改變來增加存活和繁殖機會。適應一詞也可指協(xié)調過程的后果，例如，鰭足是企鵝對海洋生活的一種適應。生物在適應環(huán)境的同時也改造了環(huán)境，例如，土壤便是一些低等生物作用于巖石底質的產物。生物越進化，改造環(huán)境的本領越大。適應一詞在生物學中有多種含意。

（1）進化適應。是指自然選擇所保留的基因型改變。經選擇而存留的生物，常伴有明顯的形態(tài)變化，其變化幅度大而且鞏固，是物種形成的基礎。

（2）生理適應。只有表型的改變，例如生物對地區(qū)氣候的順應以及食性改變等，人工引種馴化便屬此類，生理性適應有許多是可逆的，也有某些在發(fā)育早期形成的適應難以逆轉。

（3）行為適應。也只有表型改變（包括學習過程）。學習是個不可逆過程，它在生物的高級神經系統(tǒng)中留下永久性痕跡，但生物卻可以通過再學習而改變其行為。

（4）感覺適應。指感官的可逆過程。例如，聞帶刺激性的氣味時，感官所感覺的刺激強度隨時間延長而迅速降低。

3．生態(tài)進化適應的機制

綜合進化論認為，進化是自然界對生物中廣泛存在的變異進行選擇的結果，而生物變異則是由基因突變和重組造成的。因此，變異是隨機的，而進化方向卻是環(huán)境賦予的，由此出現(xiàn)生物與環(huán)境的互相協(xié)調。自然選擇的直接對象是生物個體的表型。具有與環(huán)境相適應的表型的個體在自然選擇中得以存留，故有可能把自己攜帶的基因遺傳給后代。這些基因進一步增殖，使適應環(huán)境的種群擴大并鞏固下來。

綜合進化論可以解釋大量事實，只是由于億萬年的生物進化歷程無法復制，這一學說難以得到全面驗證。不過，20世紀以來的一些實驗結果，可以看做是生物進化歷程的一個片斷。例如，微生物繁殖迅速，世代短，便于遺傳研究。在含有抗菌藥物（作為選擇因子）的培養(yǎng)基上，可以直接觀察到突變株的出現(xiàn)和增殖。又如，在英國工業(yè)區(qū)，煙塵殺死樹干上附生的地衣，樹表顏色由淺變深，從而使棲于樹表的樺尺蠖的黑色突變種數(shù)目超過原來的淺色種。原因是深色樹干上的淺色種缺乏良好保護色，易被鳥類捕食。

4．生物間的交互適應

生物間的交互適應現(xiàn)象比較普遍，如開花植物與采蜜昆蟲的關系：開花時間多與采蜜昆蟲的活動同步，花和昆蟲的形態(tài)也相吻合，這是異種間的互利關系。同種生物的社群行為也是一種交互適應現(xiàn)象。交互適應使雙方受益，可提高生存能力。一方受益而他方受害的情況中也可見到高度適應的例子，特別是某些寄生物如血吸蟲，在其個體生活史中相繼棲居幾個不同寄主，其時間配合和形態(tài)特化都表現(xiàn)出高度的適應。但因只有一方受益，所以進化趨勢常是寄生物增進寄生能力，而寄主卻消極地提高排除寄生物或耐受其為害的能力。擬態(tài)現(xiàn)象中也有類似情況：捕食者可能回避曾吃過卻感不適口的某種昆蟲，使與后者形態(tài)相似的昆蟲增加了存活機會。但如果捕食者先吃到適口的種類，便可能將其形態(tài)作為適口的標志，從而增加了與其形態(tài)相似的種類被捕食的危險，其總的進化趨勢常是擬態(tài)種數(shù)量遠小于被模擬生態(tài)適應種。

5．生物的形態(tài)適應

早期對進化適應的研究集中于生物的形態(tài)。古生物遺留下來的只是一些形態(tài)結構，只能參照現(xiàn)存于不同生境中的各種生物的解剖及生理特點來進行研究。比較研究表明，每種生物只能在原有進化水平上適應新的生境，其過程常常是改造和利用原有器官。同在空中飛行，昆蟲用革質的翅，鳥類則用以肢骨為支架的翼。

6．生物的策略適應

策略適應是進化適應的另一重要方面。在熱帶，環(huán)境比較穩(wěn)定，食源豐富，種間競爭劇烈。而在高緯度地區(qū)，環(huán)境隨季節(jié)明顯變化，冬季寒冷、食源稀少，競爭卻弱得多。面對不同環(huán)境，各類生物發(fā)展出多種生態(tài)策略：有的早生、多生、體小、壽命短、種群數(shù)量波動大，一場氣候災害可導致大量死亡，但其繁殖力強，種群在短期內又可恢復到一定數(shù)量。有的則晚生、少生、體大、壽命長、種群數(shù)量穩(wěn)定。有的能經受較異常的環(huán)境條件，如嚴寒、食物短缺等。有的則增強取用資源的能力，發(fā)展出各種競爭機制，包括攻擊和防御的結構和行為。